Un nuovo processo di saldatura laser per l’acciaio

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Il Fraunhofer Institute ha sviluppato un’alternativa alla costruzione in acciaio convenzionale che facilita la lavorazione di materiali ad alta resistenza e aumenta notevolmente la velocità del processo, riducendo significativamente il consumo di energia e i costi.

Molte strutture tecniche presentano una qualche forma di costruzione di acciaio realizzata con processi industriali convenzionali come la saldatura a gas attivo di metalli o la saldatura ad arco sommerso che, data l’alta intensità energetica, causano notevoli danni termici al materiale e provocano una grave distorsione della struttura, che in seguito richiede lavori di raddrizzatura molto costosi.

Nell’ambito del progetto “VE-MES – Saldatura laser multi-pass narrow-gap welding a basso consumo energetico e a bassa distorsione”, un team del Fraunhofer IWS, insieme a partner industriali, ha sviluppato un’alternativa più efficiente dal punto di vista energetico.

Laser ad alta potenza

La laser multi-pass narrow-gap welding (MPNG) utilizza un laser ad alta potenza disponibile in commercio e si distingue dai metodi convenzionali per il numero ridotto di strati e per il volume di cucitura notevolmente ridotto.

«A seconda del componente, possiamo ridurre l’apporto di energia durante la saldatura fino all’80 percento e il consumo di materiale fino all’85% rispetto ai processi convenzionali – afferma Dirk Dittrich, direttore del gruppo, che prosegue – Inoltre dato che non dobbiamo effettuare il processo di raddrizzatura sul componente studiato, possiamo ridurre tempi e costi di produzione, lavorare materiali in acciaio ad alta resistenza e migliorare significativamente il bilancio di CO2 dell’intera catena di produzione. Visto il numero significativo di strutture in acciaio nel mondo, questo potrebbe rivelarsi estremamente vantaggioso.»

L’elevata intensità del raggio laser garantisce infatti che l’energia immessa sia altamente localizzata nel punto di saldatura, mentre le aree circostanti del componente rimangono relativamente fredde.

«Anche il tempo di saldatura viene ridotto dal 50 al 70%» continua Dittrich.

La qualità del cordone di saldatura

Il nuovo processo eccelle anche in termini di qualità del cordone di saldatura: i cordoni sono notevolmente più sottili e i bordi sono praticamente paralleli, mentre nei processi di saldatura convenzionali i cordoni sono a forma di V.

I ricercatori del Fraunhofer IWS hanno dimostrato le prestazioni del loro sistema su una gru per interni, realizzando cordoni di saldatura tipici dell’applicazione: un giunto di testa su piastre da 30 millimetri e un giunto a T completamente unito (piastra da 15 millimetri).