Lavorazione laser ad impulsi di materiali metallici sottili alto-riflettenti: analisi di fattibilità

All’interno del presente elaborato di tesi viene condotto uno studio di fattibilità riguardante la realizzazione di giunti saldati per trasparenza di spessori sottili di Alluminio su Rame. Il processo di saldatura laser di materiali dissimili alto-riflettenti, come quelli in esame, presenta le seguenti problematiche principali: lo scarso assorbimento del fascio laser da parte di entrambi i metalli, la presenza di difetti di saldatura quali cricche, insellamenti del cordone, porosità e la possibile formazione di intermetallici fragili. Tutte le prove sperimentali sono state realizzate grazie ad una macchina di saldatura laser che emette il fascio in regime impulsato (con impulsi della durata compresa tra 12 e 500 ns), alla lunghezza d’onda di 1064 nm. Testando gli effetti di ogni forma d’onda a disposizione, in combinazione con differenti velocità d’avanzamento del fascio su entrambi i materiali, viene portata a termine la caratterizzazione sperimentale della macchina e, in seguito, il focus si sposta sull’analisi dei giunti saldati. In primo luogo, vengono messi in mostra i risultati ottenibili tramite saldatura lineare e, successivamente, viene analizzata la tecnica di saldatura wobbling con ampiezza circolare pari a 0,1 mm, la quale ha condotto alla realizzazione dei giunti migliori. A seguito di vari set di prove sperimentali, sono state individuate due possibili finestre operative, ciascuna contraddistinta da determinati parametri di processo individuati come ottimali. È stata effettuata una prima caratterizzazione meccanica dei giunti qualitativamente migliori tramite prove di microdurezza Vickers con carico pari a 0,1 kg. In conclusione, vengono approfonditi i risultati ottenuti grazie ai parametri di processo individuati e vengono presi in considerazione eventuali sviluppi futuri, come la realizzazione di cordoni dalla forma a spirale.