La saldatura del rame con macchine per la saldatura a laser è storicamente stata una delle applicazioni più difficili per la tecnologia laser, a causa dell’elevatissima riflettività del rame alle lunghezze d’onda nel vicino infrarosso e della sua straordinaria conducibilità termica. Quando un fascio laser a fibra, operante alla lunghezza d’onda standard di 1070 nm, colpisce una superficie di rame a temperatura ambiente, fino al 95% dell’energia incidente viene riflesso, lasciando insufficiente energia per avviare la fusione e la formazione della cavità (keyhole). Le moderne macchine per la saldatura a laser a fibra superano questo limite grazie a diversi approcci tecnologici, tra cui l’impiego di fasci ad alta potenza superiori a 2.000 watt, in grado di superare la riflettività iniziale riscaldando rapidamente la superficie di rame fino al suo punto di fusione, momento in cui l’assorbimento aumenta drasticamente. I pattern di saldatura con oscillazione del fascio, con ampiezze comprese tra 1 e 2 mm e frequenze comprese tra 100 e 300 Hz, si sono dimostrati particolarmente efficaci per la saldatura del rame: il movimento di scansione preriscalda la zona di saldatura e crea uno strato temporaneo di assorbimento che migliora l’accoppiamento energetico. Per la saldatura di barre collettrici in rame con spessore superiore a 2 mm, si raccomandano macchine per la saldatura a laser a fibra con potenza pari o superiore a 3.000 watt, per ottenere una penetrazione completa in un singolo passaggio. La capacità di saldare barre collettrici in rame a celle batteria o all’interno di moduli di distribuzione di potenza è fondamentale per l’assemblaggio delle batterie dei veicoli elettrici (EV), dove una bassa resistenza elettrica è essenziale per un trasferimento di potenza efficiente. La saldatura di linguette in rame per l’assemblaggio di batterie agli ioni di litio richiede macchine per la saldatura a laser a fibra con durata degli impulsi inferiore a 10 millisecondi ed energia per impulso compresa tra 10 e 30 joule, generando punti di saldatura (nuggets) di diametro compreso tra 1 e 2 mm e profondità di penetrazione comprese tra 0,3 e 0,5 mm. La ristretta zona termicamente influenzata tipica della saldatura a laser a fibra previene danni termici ai componenti delle celle batteria durante la saldatura delle linguette, preservando la sicurezza della cella e la sua vita ciclica. Per le applicazioni di saldatura del rame che richiedono materiale d’apporto, sistemi automatici di alimentazione del filo possono erogare filo d’apporto in rame o in lega di rame a velocità programmabili, sincronizzate con la velocità di avanzamento e la potenza erogata. Le più recenti generazioni di sorgenti laser a fibra sono protette contro la riflessione del fascio, consentendo una lavorazione affidabile di materiali altamente riflettenti senza rischio di danneggiare le ottiche della sorgente laser. La pulizia preliminare è più critica per il rame rispetto alla maggior parte degli altri metalli, poiché gli ossidi superficiali e i contaminanti possono ulteriormente ridurre l’assorbimento energetico e causare una penetrazione irregolare della saldatura. La spazzolatura meccanica o l’incisione chimica dei pezzi in rame prima della saldatura migliorano la stabilità del processo e riducono la generazione di schizzi. Per spessori di rame inferiori a 1 mm, impostazioni di potenza più basse e velocità di avanzamento più elevate evitano l’accumulo di calore che potrebbe causare deformazioni del materiale o perforazioni. Le nostre macchine per la saldatura a laser sono dotate di dispositivi di assorbimento della riflessione posteriore, che proteggono i componenti ottici durante la saldatura di materiali riflettenti come il rame e l’ottone. Contattate i nostri specialisti nella saldatura del rame per discutere configurazioni di macchina ottimizzate per le specifiche esigenze relative alla lega di rame e allo spessore da trattare.