I macchinari per la saldatura laser emettono un raggio di luce ad alta intensità che, quando focalizzato su di un singolo punto, produce una fonte di calore concentrata ed elevata, permettendo così di realizzare saldature precise e profonde, a velocità estremamente elevate. Il processo viene sempre più spesso utilizzato in applicazioni ad alto volume di lavorazione, come nel caso dell’industria automobilistica. Ma come viene utilizzata esattamente la saldatura laser nel mondo automotive, quali sono le principali applicazioni ed i vantaggi di questa tecnologia?
All’interno dell’industria automobilistica negli ultimi anni c’è stato un forte aumento nell’uso della saldatura laser. È una tecnologia ormai comune per molte applicazioni, tra cui la saldatura su larga scala di telai della carrozzeria, portiere, bagagliai, cofani e saldatura laser di parti plastiche, come per i fari anteriori e posteriori, nonché le custodie elettroniche. La saldatura laser è anche ampiamente utilizzata per la saldatura dei metalli di molti sottocomponenti, inclusi gli attivatori di airbag, gli avvolgimenti della bobina del motore, i collegamenti con la batteria per l’elettronica del veicolo e l’interconnessione elettrica all’interno di un’automobile.
In passato la saldatura per queste applicazioni veniva eseguita impiegato altre tecnologie, tra cui saldatura a resistenza (RW), saldatura a gas inerte di tungsteno (TIG o GTAW) e a gas inerte di metallo (MIG o GMAW). Oggigiorno i laser vengono preferiti in molte applicazioni di saldatura automotive perché il processo genera meno calore, che viene localizzato meglio su di una zona specifica termicamente alterata. Inoltre, va tenuto conto che l’industria automobilistica si sta spostando verso l’impiego di materiali più leggeri e conduttivi, più facili da saldare con la saldatura laser rispetto, ad esempio, alla saldatura a resistenza. Una migliore accessibilità come quella fornita dal laser e meno restrizioni sulle dimensioni delle parti migliorano la flessibilità di progettazione, consentendo nuovi approcci che non sarebbero stati possibili con altre tecniche.
La tendenza di gran lunga più importante oggi è l’elettrificazione dei motori, come evidenziato dal numero crescente di veicoli ibridi ed elettrici che circolano per strada. Questi veicoli richiedono la saldatura dei componenti del motore elettrico, compresi i collegamenti del gruppo propulsore. Le saldature delle connessioni della batteria sono ulteriori applicazioni chiave nell’elettrificazione dei veicoli. La saldatura è dunque necessaria per creare la cella della batteria, unire le celle per creare un modulo e talvolta collegare i moduli tra loro per creare un gruppo batteria completo. Le connessioni nel motore elettrico e nel pacco batteria sono, in genere, fatte di materiali conduttivi e la saldatura laser è la più adatta per questa lavorazione. I giunti saldati richiedono elevata resistenza, conduttività e affidabilità in condizioni avverse, il che significa che le saldature devono soddisfare questi criteri ed essere inoltre tracciabili.
Attualmente per la saldatura viene utilizzata un’ampia varietà di tecnologie laser, tra cui Nd:YAG granato di alluminio e ittrio drogato al neodimio pulsato per piccoli componenti, saldature a punti e saldature continue, nonché laser a diodi diretti blu, laser a fibra e laser pulsato. Di recente, i laser fibra stanno prendendo il sopravvento nelle applicazioni dell’industria automobilistica. Il laser fibra offre facilità d’uso e di gestione e longevità; è inoltre economico perché non assorbe la stessa quantità di elettricità di un laser Nd:YAG o di un laser pulsato.
Un’altra tendenza del mercato automotive che favorisce l’impiego della saldatura laser è il diffuso aumento dell’elettronica all’interno dei veicoli. Oggi quasi tutto è controllato da un computer e all’automobilista non resta che riempire a mano solo il liquido dei tergicristalli. Le applicazioni automobilistiche richiedono una tecnologia precisa e trasversale, ben rappresentata dai macchinari laser dell’azienda italiana Evlaser, che permettono di effettuare non solo saldature laser di componenti plastiche di sensori, gruppi ottici e quadro strumenti, ma anche altre applicazioni fondamentali come marcatura e incisione laser. La saldatura laser per le connessioni elettroniche garantisce un elevato standard sicurezza. Inoltre, il laser permette un’elevata produttività con meno scarti di produzione, il che migliora anche la redditività.
Osserviamo un costante aumento delle apparecchiature di sicurezza nei veicoli, in particolare i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) e il collegamento di apparecchiature di sicurezza basate su sensori. Sebbene alcune delle connessioni siano realizzate mediante saldatura per rifusione, spesso gli alloggiamenti dei sensori vengono sigillati tramite saldatura laser. La tecnologia di saldatura laser è particolarmente adatta alle linee di produzione ad alta velocità, in particolare i laser a fibra, che non richiedono nessun materiale di consumo e non generano degrado energetico. Questi laser costituiscono la spina dorsale delle nuove linee di produzione automobilistica.
