Saldatura tradizionale e laser

Con velocità di elaborazione molto più elevate e una qualità superiore, si potrebbe pensare che la saldatura laser prenderebbe rapidamente il sopravvento. Ma la saldatura tradizionale resiste. E a seconda di chi chiedi e di quali applicazioni consideri, potrebbe non scomparire mai. Quindi quali sono i pro e i contro di ciascun metodo che continuano a risultare in un mercato misto?

I metodi tradizionali di saldatura rimangono popolari. In generale, tre tipi di saldatura tradizionale utilizzati nell’industria sono MIG (gas inerte di metallo), TIG (gas inerte di tungsteno) e punto a resistenza. Nella saldatura a punti a resistenza, due elettrodi premono le parti da unire tra loro, una grande corrente viene forzata attraverso quel punto e la resistenza elettrica del materiale della parte genera il calore che salda insieme i pezzi. È un metodo veloce e secondo Erik Miller, responsabile dello sviluppo aziendale del gruppo laser di Miller Electric Mfg LLC ad Appleton, Wisconsin, è stato il metodo dominante utilizzato nel settore automobilistico, in particolare per le carrozzerie. Ma, ha aggiunto, il mercato più importante per la saldatura laser è stato quello della sostituzione della saldatura a punti a resistenza. Al contrario, Miller non ha visto “nessun tipo di valanga” nella sostituzione del laser TIG o MIG. E anche all'interno del gruppo automazione dell'azienda, circa il 90% dei progetti sono in MIG.

Cosa spiega la duratura popolarità del MIG? "Il materiale di consumo è un filo alimentato continuamente", ha affermato Miller. "Quindi si aggiunge materiale e si rinforza la saldatura, rendendola perfetta per una saldatura d'angolo [in cui i pezzi sono perpendicolari]." Il laser autogeno fonde insieme i due materiali originari. Un laser può realizzare una saldatura d'angolo, ma l'accuratezza e la precisione delle parti e di tutto il resto devono essere molto più strette, secondo Miller.

"Con una saldatura MIG su un raccordo, la tolleranza è almeno più o meno la metà del diametro del filo, e generalmente anche di più", ha affermato. Allo stesso modo la finestra del processo MIG per altri tipi di saldature è molto più grande di quella laser. In altre parole, le parti non devono essere così precise e i dispositivi di fissaggio non devono garantire un adattamento quasi perfetto, come avviene con il laser autogeno.

La saldatura MIG è anche più facile da automatizzare. Come ha affermato Miller, gli unici fattori che devi controllare sono la velocità di spostamento, la tensione, l'amperaggio, l'angolo della torcia e l'angolo di lavoro e "se fai bene cinque cose su dieci, otterrai comunque una buona saldatura". L'automazione della saldatura laser richiede un robot con eccellente precisione e ripetibilità del percorso e ci sono più fattori da controllare nel processo di saldatura. TIG è simile sotto questo aspetto.

Questo non vuol dire che automatizzare la saldatura MIG sia così semplice e alla portata di tutti. Richiede ancora un esperto per eseguire la programmazione e diagnosticare i problemi. Ed Hansen, direttore della gestione globale dei prodotti e dell'automazione flessibile, per ESAB Welding & Cutting Products, Denton, Texas, ha affermato che questo è un altro vantaggio per MIG.

“Dopo molti anni di prove empiriche e scientifiche, la saldatura tradizionale è ben compresa. Sappiamo cosa serve per ottenere un risultato prevedibile che fornisca il giunto richiesto dalla struttura. E anche se parliamo di scarsità di manodopera qualificata, che è un vero problema per l’industria, esiste ancora un ampio bacino di saldatori, tecnici e ingegneri esperti che hanno tutti familiarità con la gestione di questi processi tradizionali”. Per la maggior parte dei prodotti si tratta di una soluzione semplice ed economica che fornisce risultati accettabili.

È vero che il costo iniziale di un sistema MIG o TIG è inferiore a quello di un sistema laser. Tuttavia, il costo dei laser è diminuito e continuerà a farlo. “Il costo del laser è compreso tra un terzo e la metà di un sistema di saldatura laser”, ha affermato Hansen, “e il costo in funzione della capacità di saldatura diminuisce del 10-15% all’anno”.

Miller ha inoltre osservato che “la testa di processo laser è più costosa delle teste tradizionali, la fibra di consegna è costosa e anche la protezione di una cella laser è più costosa”. Ad esempio, una cella laser deve essere "a tenuta di luce", con pareti spesse 4" (101,6 mm) per resistere a un colpo diretto per 10 minuti senza bruciarsi. (Il laser non sarebbe a fuoco su una superficie di 4" [101,6 mm] profondità spessa.) I sistemi TIG e MIG possono essere schermati con lamiere economiche che consentono spazi vuoti.