{"id":488,"date":"2023-01-10T14:28:42","date_gmt":"2023-01-10T06:28:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.stevistech.com\/?p=488"},"modified":"2023-02-10T16:23:52","modified_gmt":"2023-02-10T08:23:52","slug":"aluminum-alloy-laser-welding-technology","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.stevistech.com\/it_it\/tecnologia-di-saldatura-laser-in-lega-di-alluminio\/","title":{"rendered":"Stato dell&#039;applicazione e tendenza di sviluppo della tecnologia di saldatura laser in lega di alluminio"},"content":{"rendered":"<p>Per molto tempo, la saldatura laser in lega di alluminio \u00e8 stata un&#039;area difficile e calda per gli istituti di ricerca scientifica e le aziende per continuare a svolgere ricerche e applicazioni tecniche. Con la continua crescita della domanda di mercato per strutture leggere e lo sviluppo graduale di laser ad alta potenza e prodotti con testa laser, il costo dei sistemi di saldatura laser \u00e8 in calo. <\/p>\n\n\n\n<p>In questo contesto, il principale ostacolo all&#039;espansione delle applicazioni di saldatura laser delle leghe di alluminio passer\u00e0 dall&#039;input dei costi alla tecnologia di saldatura. <\/p>\n\n\n\n<p>Le innovazioni nei materiali in lega di alluminio nuovi o difficili da saldare e nella tecnologia di saldatura laser in applicazioni specifiche con strutture complesse di piastre spesse diventeranno una nuova tecnologia di saldatura laser della lega di alluminio.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"800\" height=\"600\" src=\"https:\/\/stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-492\" srcset=\"https:\/\/www.stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology.jpg 800w, https:\/\/www.stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology-300x225.jpg 300w, https:\/\/www.stevistech.com\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/aluminum-alloy-laser-welding-technology-768x576.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>1 Caratteristiche della saldatura laser in lega di alluminio<\/strong><br>Con la continua comparsa di macchine per saldatura laser ad alta potenza e alte prestazioni, la tecnologia di saldatura laser in lega di alluminio si \u00e8 sviluppata rapidamente ed \u00e8 diventata il metodo di saldatura in lega di alluminio pi\u00f9 promettente. Questo metodo ha caratteristiche distinte in termini di ciclo termico di saldatura, metallurgia chimica, efficienza produttiva e forma di saldatura.<br>La saldatura laser delle leghe di alluminio presenta i seguenti quattro vantaggi:<br>1) L&#039;energia specifica di saldatura \u00e8 piccola. L&#039;energia specifica di saldatura si riferisce all&#039;energia richiesta per saldare una superficie unitaria. Confrontando l&#039;energia specifica di saldatura della saldatura laser e della saldatura ad arco di argon, si pu\u00f2 scoprire che l&#039;energia specifica della saldatura laser della lega di alluminio \u00e8 piccola e la zona termicamente alterata \u00e8 piccola.<br>2) La deformazione della saldatura \u00e8 piccola. Il diametro del punto del raggio laser focalizzato \u00e8 molto piccolo, quindi il raggio laser ha una piccola area di azione sul materiale, la zona interessata dal calore \u00e8 relativamente piccola e la deformazione \u00e8 relativamente piccola.<br>3) L&#039;efficienza produttiva \u00e8 elevata. Il diametro del punto laser \u00e8 piccolo, la densit\u00e0 di potenza \u00e8 elevata, consentendo un&#039;elevata velocit\u00e0 di saldatura, una buona qualit\u00e0 di saldatura e un&#039;elevata efficienza produttiva.<br>4) La grana \u00e8 fine. Nel processo di saldatura laser, la temperatura di picco della saldatura \u00e8 elevata, il tempo di residenza ad alta temperatura \u00e8 breve, la velocit\u00e0 di raffreddamento \u00e8 rapida, il grado di sottoraffreddamento \u00e8 elevato e la struttura della saldatura \u00e8 fine.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"[SteviS Laser] Macchina per saldatura laser di tubi in alluminio a forma di D, effetto di saldatura migliore rispetto alla saldatura TIG\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/oXgiktzqY3s?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p><br>A causa delle propriet\u00e0 fisiche, della composizione chimica e delle caratteristiche strutturali della lega di alluminio, questo metodo presenta anche alcuni problemi, principalmente nei cinque aspetti seguenti.<br>1) La riflettivit\u00e0 \u00e8 elevata. Quando la temperatura iniziale della superficie incidente del raggio \u00e8 bassa, la riflettivit\u00e0 della saldatura laser in lega di alluminio \u00e8 molto elevata. All&#039;aumentare della temperatura, la superficie della lega di alluminio si fonde e vaporizza e il suo tasso di assorbimento aumenta rapidamente.<br>2) Facile da produrre pori. La saldatura laser \u00e8 profonda e stretta e la velocit\u00e0 di raffreddamento della lega di alluminio \u00e8 rapida e i pori non hanno il tempo di traboccare.<br>3) I requisiti di assemblaggio della saldatura sono elevati. Dopo che il laser \u00e8 focalizzato, il diametro del punto \u00e8 molto piccolo. Per una macchina per saldatura laser senza funzione di oscillazione, il raggio viene facilmente spostato sulla giunzione di saldatura, il che pu\u00f2 facilmente portare a una scarsa formazione della saldatura.<br>4) L&#039;elemento di lega brucia. Elementi come Mn, Mg e Zn nelle leghe di alluminio hanno una forte capacit\u00e0 di assorbire la luce laser, che causer\u00e0 evaporazione e bruciatura, con conseguente diminuzione delle prestazioni di saldatura.<br>5) Spruzzi di saldatura. L&#039;effetto di riflessione della lega di alluminio sul laser \u00e8 ovvio. Per garantire la penetrazione efficace, di solito vengono selezionati i parametri di potenza pi\u00f9 elevata per la saldatura. L&#039;elevata densit\u00e0 di energia e l&#039;elevata temperatura di picco facilitano la generazione di spruzzi quando una grande quantit\u00e0 di vapore attraversa uno spazio ristretto in un breve periodo di tempo, specialmente nella saldatura laser pulsata ad alta potenza.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"[SteviS Laser] Piattaforma automatica per la saldatura laser a fibra di profili in alluminio adatta alla produzione di finestre\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/UIQHzF2OJ7s?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>2 Sviluppo della tecnologia di saldatura laser in lega di alluminio<\/strong><br>2.1 Oleodotto<br>1) L&#039;oleodotto in lega di alluminio pu\u00f2 aumentare efficacemente il diametro dell&#039;oleodotto e lo spessore della parete del tubo, in modo che l&#039;oleodotto possa trasportare pi\u00f9 petrolio nel tempo nominale. Il trasporto di petrolio tramite oleodotto \u00e8 molto pericoloso e soggetto a perdite. Una volta che si verifica una perdita, pu\u00f2 causare perdite di propriet\u00e0 incommensurabili, vittime, inquinamento ambientale, inquinamento delle acque e altri pericoli importanti.<br>2) Quando si saldano tubi in lega di alluminio, \u00e8 fondamentale migliorare la qualit\u00e0 della saldatura ed evitare difetti di saldatura.<br>3) La saldatura laser di tubi in lega di alluminio pu\u00f2 produrre grandi benefici e allo stesso tempo pu\u00f2 controllare efficacemente la qualit\u00e0 della saldatura. Durante la saldatura, pu\u00f2 garantire che il cordone di saldatura venga formato una volta e che la qualit\u00e0 della saldatura sia relativamente alta, il che pu\u00f2 evitare il rischio di perdite di olio causato da difetti del cordone di saldatura.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>2.2 Saldatura laser della cassa della batteria in lega di alluminio per veicoli a nuova energia<br>Nel settore dei veicoli a nuova energia, a causa dell&#039;aumento del peso dei pacchi batteria, c&#039;\u00e8 una maggiore richiesta di strutture leggere. Pertanto, rispetto ai materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio con costi pi\u00f9 elevati e all&#039;acciaio ad alta resistenza con densit\u00e0 pi\u00f9 elevata, l&#039;alluminio e le leghe di alluminio sono senza dubbio importanti.<br>\u00c8 diventato il materiale di scelta per varie strutture di involucri di batterie, dai gusci e linguette, moduli e connettori, ai vassoi delle batterie, piastre in lega di alluminio, profili e leghe di alluminio fuso sono stati ampiamente utilizzati.<br>Le celle a guscio quadrato sono i prodotti pi\u00f9 popolari per le applicazioni di saldatura laser in lega di alluminio, tra cui guarnizioni a guscio, valvole antideflagranti, pali, fori di iniezione di liquidi e connessioni morbide, ecc. I materiali utilizzati includono alluminio puro e leghe di alluminio serie 3, con buona saldabilit\u00e0, in particolare con il processo di saldatura laser oscillante, si formano giunti saldati quasi privi di difetti che soddisfano le condizioni di tenuta.<br>Il processo di cui sopra adotta una testa di saldatura laser a fibra convenzionale e galvanometro a scansione, che pu\u00f2 realizzare una saldatura laser di alta qualit\u00e0 e ad alta efficienza. Attualmente, \u00e8 stata formata sul mercato un&#039;attrezzatura completa per la linea di produzione di saldatura laser personalizzata. I moduli batteria per veicoli a energia nuova e i vassoi batteria hanno un alto grado di individualizzazione e utilizzano principalmente leghe di alluminio serie 6 ad alta resistenza e alcuni utilizzano leghe di alluminio serie 5.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Attualmente, vengono principalmente utilizzati il processo di saldatura MIG e la tecnologia di saldatura a frizione e agitazione. In base alle diverse esigenze e caratteristiche di progettazione del prodotto, ne esistono approssimativamente due tipi.<br>Il primo tipo \u00e8 la cassa della batteria del modulo non portante, che \u00e8 caratterizzata dall&#039;esistenza di piastre in lega di alluminio con uno spessore di \u22641,5 mm e non ha requisiti di tenuta per la struttura complessiva. Ed \u00e8 saldata sotto forma di saldatura a penetrazione a sovrapposizione, giunto di testa, saldatura a filetto a sovrapposizione, ecc.<br>Utilizzando un singolo laser o un laser oscillante \u00e8 possibile soddisfare le esigenze di profondit\u00e0 e larghezza di fusione. I requisiti per questo tipo di prodotto sono relativamente semplici, quindi il processo non \u00e8 difficile ed \u00e8 stato applicato in produzione.<br>Le soluzioni tecniche sono fornite principalmente dai produttori di teste laser e dagli integratori di sistemi laser. Tuttavia, a causa dell&#039;uso della saldatura laser singola, i requisiti per la distanza di assemblaggio del prodotto sono relativamente elevati, quindi la coerenza della qualit\u00e0 della saldatura \u00e8 fortemente influenzata dalla precisione dimensionale dei materiali in entrata e dal processo di serraggio.<\/p>\n\n\n\n<p><br>Il secondo tipo \u00e8 che il prodotto ha requisiti di tenuta e alcuni requisiti devono resistere a condizioni di tenuta della pressione per un certo periodo di tempo. Lo spessore del foglio \u00e8 solitamente di 3~5 mm e l&#039;assemblaggio con profili in lega di alluminio prevede giunti di testa, giunti angolari, giunti a sovrapposizione, ecc.<br>A causa delle dimensioni pi\u00f9 piccole del prodotto rispetto al vassoio della batteria e delle condizioni di servizio relativamente basse, sia il produttore che l&#039;utente intendono aggiornare il processo di saldatura dalla saldatura MIG alla saldatura laser. Attualmente, \u00e8 nella fase di esplorazione e test del processo di saldatura laser, che viene eseguito principalmente da istituti di ricerca scientifica, fornitori di laser e produttori di parti.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>2.3 Applicazione della tecnologia di saldatura laser in lega di alluminio nella costruzione navale<br>Grazie alla bassa densit\u00e0 e al peso pi\u00f9 leggero del materiale in lega di alluminio, il baricentro della nave viene abbassato riducendo il peso della nave, il che contribuisce a migliorare la sicurezza e la stabilit\u00e0 della nave. Pertanto, \u00e8 ampiamente utilizzato in alcune navi come yacht, navi da crociera, sottomarini, pescherecci, ecc. Anche l&#039;applicazione della saldatura laser nell&#039;industria cantieristica \u00e8 relativamente comune. A causa delle grandi dimensioni dello scafo, la saldatura ha svolto un ruolo importante nell&#039;industria cantieristica. L&#039;uso della saldatura laser favorisce l&#039;ottenimento di saldature ad alta resistenza, riducendo cos\u00ec lo spessore della lega di alluminio utilizzata. Per raggiungere lo scopo di leggerezza e alta resistenza. Gli Stati Uniti hanno calcolato che una portaerei costruita con tecnologia di saldatura laser pu\u00f2 risparmiare 200 tonnellate di peso. Infatti, quando si costruiscono queste grandi navi da crociera in Europa oggi, il tasso di applicazione della saldatura laser ha superato 20% e il tasso di utilizzo target in futuro \u00e8 50%.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>2.4 Saldatura laser della struttura del pannello in lega di alluminio dell&#039;aeromobile<\/p>\n\n\n\n<p>La leggerezza degli aeromobili svolge un ruolo importante nel ridurre il consumo di carburante, aumentare l&#039;autonomia di crociera e prolungare la vita degli aeromobili. Rispetto alle leghe di titanio e ai materiali compositi in fibra di carbonio, il costo delle leghe di alluminio \u00e8 relativamente basso. Pertanto, nella fabbricazione delle fusoliere degli aeromobili, le leghe di alluminio rappresentano una grande percentuale, principalmente leghe di alluminio serie 7, serie 6 e serie 2. Nell&#039;applicazione della connessione tra la pelle del pannello della fusoliera e i longheroni, il metodo tradizionale utilizza la tecnologia di rivettatura e la pelle e i longheroni adottano una struttura a giunto sovrapposto. A causa del peso extra generato dal bordo sovrapposto del rivetto e del longherone e l&#039;efficienza di produzione \u00e8 bassa, il longherone e la pelle vengono modificati in una struttura a forma di T e la saldatura a filo laser viene eseguita contemporaneamente sui lati sinistro e destro per sostituire il bordo sovrapposto Con i rivetti, ha evidenti effetti sulla riduzione del peso della fusoliera, migliorando l&#039;efficienza di connessione e riducendo i costi di produzione. Ad esempio, gli otto pannelli del modello Airbus A380 sono realizzati utilizzando la tecnologia di saldatura laser simultanea su entrambi i lati, che riduce il peso della fusoliera di 10%.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"[SteviS Laser] Saldatrice laser a fibra portatile per la saldatura di lamiere in lega di alluminio #shorts\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/KIFo8YsR99U?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>Riassumendo, nonostante la saldatura delle leghe di alluminio presenti i problemi di un processo complicato e di una lavorazione difficile, con la crescente domanda di leghe di alluminio nel processo di industrializzazione e il ruolo che svolgono nella vita stanno diventando sempre pi\u00f9 importanti.<br>Con il rapido sviluppo della tecnologia di saldatura laser, l&#039;applicazione della nuova tecnologia di saldatura nella produzione di saldatura aerospaziale sar\u00e0 sviluppata rapidamente. L&#039;automazione della saldatura e la capacit\u00e0 di garantire alta qualit\u00e0 e alta affidabilit\u00e0 saranno i requisiti di base della tecnologia di saldatura nel 21\u00b0 secolo.<br>Pertanto, quando si migliora e si ottimizza il processo di saldatura delle leghe di alluminio, \u00e8 necessario considerare attentamente il costo, il grado avanzato del metodo e l&#039;efficienza della saldatura, per sopprimere il pi\u00f9 possibile la formazione di pori e crepe, controllare i difetti dei giunti e formare una buona saldatura con una qualit\u00e0 eccellente.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>For a long time, aluminum alloy laser welding has been a difficult and hot area for scientific research institutes and enterprises to continue to carry out technical research and application. 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