La saldatura laser è un processo utilizzato per unire metalli o termoplastiche utilizzando un raggio laser per formare una saldatura. Essendo una fonte di calore così concentrata, nei materiali sottili la saldatura laser può essere effettuata ad alte velocità di saldatura di metri al minuto e in materiali più spessi può produrre saldature strette e profonde tra parti a bordi quadrati.
La saldatura laser opera in due modalità fondamentalmente diverse: saldatura limitata a conduzione e saldatura del buco della serratura. La modalità in cui il raggio laser interagirà con il materiale che sta saldando dipenderà dalla densità di potenza attraverso il fascio che colpisce il pezzo in lavorazione.
La saldatura limitata a conduzione si verifica quando la densità di potenza è in genere inferiore a 105W/cm2. Il raggio laser viene assorbito solo sulla superficie del materiale e non lo penetra. Le saldature limitate a conduzione spesso mostrano un rapporto larghezza/profondità elevato.
La saldatura laser è più di solito realizzata utilizzando densità di potenza più elevate, da un meccanismo del buco della serratura. Quando il raggio laser è focalizzato in un punto abbastanza piccolo da produrre una densità di potenza tipicamente > 106-107 W/cm2, il materiale nel percorso del fascio non solo si scioglie ma vaporizza, prima che quantità significative di calore possano essere rimosse per conduzione. Il raggio laser focalizzato penetra quindi nel pezzo in lavorazione formando una cavità chiamata "buco della serratura", riempita di vapore metallico (che in alcuni casi può anche essere ionizzato, formando un plasma).
Questo vapore o plasma in espansione contribuisce alla prevenzione del collasso delle pareti fuse del buco della serratura in questa cavità.
Inoltre, l'accoppiamento del raggio laser sul pezzo in lavorazione è notevolmente migliorato dalla formazione di questo buco della serratura. La saldatura a penetrazione profonda si ottiene quindi attraversando il buco della serratura lungo il giunto da saldare o spostando il giunto rispetto al raggio laser. Ciò si traduce in saldature con un elevato rapporto profondità/larghezza.
Sotto l'azione della tensione superficiale, parte del materiale fuso sul bordo anteriore del buco della serratura scorre intorno alla cavità del buco della serratura verso la parte posteriore, quindi si raffredda e si solidifica per formare la saldatura. Questo lascia il tappo di saldatura con un motivo chevron, rivolto all'indietro verso il punto iniziale della saldatura.
