FOCUS
Saldatura dissimile
tra rame e alluminio con strategia wobbling tramite sorgente laser blu ad alta potenza: qualità del cordone, microstruttura e comportamento meccanico
Da diversi anni, la saldatura laser rappresenta una delle tecniche più diffuse per ottenere giunzioni di alta qualità, offrendo contemporaneamente anche alta produttività in settori industriali consolidati, quali l’ automotive, l’ aerospaziale ed il biomedicale. Recentemente, nuovi ambiti come la mobilità elettrica( E-Mobility) stanno mostrando interesse per l’ impiego della saldatura laser nella realizzazione di dispositivi a elevato contenuto tecnologico e di innovazione, aprendo così la strada a nuove sfide e opportunità. Le principali difficoltà nella lavorazione laser di materiali di interesse elettrico, come rame( Cu) e alluminio( Al), derivano dalla loro elevata conducibilità termica che restringe notevolmente la finestre di fattibilità del processo e dai bassi coefficienti di assorbimento nella regione tipica del vicino infrarosso( n-IR, ovvero con lunghezze d’ onda di emissione intorno a 1 µ m), fattori che rendono la lavorazione laser poco efficiente dal punto di vista energetico e caratterizzata da una produttività ridotta. Inoltre, la giunzione mediante la fusione dei materiali sopracitati offre ulteriori problematiche a livello microstrutturale, in quanto si possono formare delle fasi secondarie che comportano un infragilimento dello stesso cordone di saldatura. La soluzione legata allo scarso coefficiente di assorbimento è quella di esplorare l’ impiego di nuove sorgenti laser che emettono radiazioni a diverse lunghezze d’ onda. In quest’ ottica, lo sviluppo di nuove sorgenti laser- dapprima nel campo del verde e successivamente in quello del blu, con prospettive più promettenti- sta favorendo innovativi e interessanti sviluppi per la lavorazione laser di materiali altamente riflettenti. Il coefficiente di riflessione di Cu, Ag, Al e altre leghe, infatti, tende generalmente ad aumentare man mano che la
LA GIUNZIONE TRA RAME ED ALLUMINIO È MOLTO SFIDANTE PER DIVERSE APPLICAZIONI INDUSTRIALI IN VARI SETTORI, COME LA MOBILITÀ ELETTRICA E LA GESTIONE TERMICA. L’ ACCELERAZIONE DELLO SVILUPPO DI NUOVI PRODOTTI È PRINCIPALMENTE CORRELATA AL MIGLIORAMENTO SIA DELLA QUALITÀ CHE DELLA PRODUTTIVITÀ DEL PROCESSO DI SALDATURA. OGGIGIORNO, LA SALDATURA LASER È UNA TECNICA DI GIUNZIONE CONSOLIDATA PER APPLICAZIONI INDUSTRIALI AVANZATE, MA PRESENTA ALCUNE PROBLEMATICHE NELLA GIUNZIONE DI MATERIALI AD ALTA RIFLETTIVITÀ, COME IL RAME E LE SUE LEGHE. LO SVILUPPO DI LASER BLU AD ALTA POTENZA, IN GRADO DI AUMENTARE L’ ASSORBIMENTO NEL CASO DEL RAME, HA SUSCITATO GRANDE INTERESSE IN TAL SENSO. TUTTAVIA, L’ ESPLORAZIONE DI TALI LASER INNOVATIVI DEVE ESSERE CONDOTTA IN UN’ AMPIA GAMMA DI CONDIZIONI DI PROCESSO. IN QUEST’ OTTICA, IL PRESENTE LAVORO SI PROPONE DI ESPLORARE LA SALDATURA DISSIMILE TRA RAME ED ALLUMINIO CON UNA SORGENTE LASER BLU AD ALTA POTENZA.
Jacopo Fiocchi 3, Riccardo Donnini 2, Tugay Kurtay 3, Stefano Zarini 3, Benedetta Oneda 4, Igor Giroletti 4, Ausonio Tuissi 1, Carlo Alberto Biffi 1
1
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e Tecnologie per l’ Energia, CNR ICMATE, Lecco, Italy
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Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e Tecnologie per l’ Energia, CNR ICMATE, Milano, Italy
3
Optoprim, Vimercate, Italy
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Omeco, Monza Italy
20 TECNOLOGIE LASER- novembre