Difetti della saldatura laser: crepe, spruzzi e sottosquadri: cause e soluzioni

La saldatura laser fornisce giunti profondi, stretti e a bassa distorsione a velocità che i processi tradizionali di arco non possono eguagliare.Perché il raggio ad alta energia concentra il calore in un punto microscopico e il pozzo fuso si raffredda rapidamente, piccoli errori nei parametri, gas di schermatura o preparazione delle giunzioni si manifestano rapidamente come difetti.

Tre difetti principali rappresentano la stragrande maggioranza delle saldature laser respinte nelle moderne officine di fabbricazione:crepe, schizzi e sottotaglio.(Nota: la porosità – il quarto difetto importante – è trattata separatamente nella nostra guida dedicata ai pori di gas nelle cuciture di saldatura laser).

Questa guida per la risoluzione dei problemi aiuta i responsabili della produzione, i supervisori della saldatura e gli operatori di sistemi di saldatura laser sia portatili che automatizzati a identificare rapidamente i difetti in fabbrica,correggere la causa principale, e mantenere la produzione in movimento.

Perché questi tre difetti costano denaro ai negozi

• Altri prodotti di ricambio:I difetti riscontrati durante il controllo qualitativo finale significano un costoso ri-taglio, una macinazione manuale e una ri-saldatura.

• Non sono riusciti i test di struttura e di perdita:Le fessure e i tagli profondi riducono la sezione trasversale efficace e creano fattori di stress critici, che portano a guasti di campo.

• Penalità estetiche:Gli spruzzi pesanti e il taglio in profondità rovinano le cuciture cosmetiche che altrimenti non sarebbero state sottoposte a post-elaborazione.

La vera redditività dell'officina si trova nel rilevare e stabilizzare i difetti della macchina, piuttosto che nell'ispezione finale.

1- Fessure.

Cosa vedete

Una crepa appare come una discontinuità acuta direttamente o immediatamente adiacente alla perla di saldatura che corre lungo la linea centrale, al dito della saldatura o all'interno della zona colpita dal calore (HAZ).Si può formare immediatamente dopo la solidificazione o ore/giorni dopo (la cracking fredda ritardata è comune negli acciai al carbonio induriti).

Perché succede e come risolverlo

Il principale colpevole è la velocità di raffreddamento estrema inerente alla saldatura al laser.e idrogeno causano cracking a freddo negli acciai sensibili.

Suggerimento per il negozio:Se le crepe appaiono intermittente piuttosto che continuamente, controllare i numeri di lotto del materiale o i rivestimenti delle lastre in entrata.La frequenza spesso segue i cambiamenti nella chimica del materiale piuttosto che la deriva della macchina.

2- Sparpaglia.

Cosa vedete

Gli schizzi sono costituiti da goccioline di metallo fuso espulse violentemente dalla vasca di saldatura, che atterrano sulla superficie della parte o si incastrano sulla lente di copertura protettiva.lo spruzzo continuo segnala un processo di buco della serratura gravemente instabile.

Perché succede e come risolverlo

Lo spruzzo significa che il buco della serratura si sta aprendo e collassando troppo velocemente, o che la pressione del vapore metallico sta sfondando nella parte superiore della piscina.

Suggerimento per il negozio:Una quantità minima di schizzi transitori durante l'installazione è normale. Gli schizzi che aumentano costantemente nel corso di una produzione di solito indicano degrado ottico (vetro protettivo sporco) o spostamento della lente termica.

3- Sotto tagliato.

Cosa vedete

Un sottotaglio è una scanalatura o una scanalatura distinta fusa nel materiale di base proprio al dito della saldatura, lasciando la perla di saldatura centrale "orgogliosa" di un bordo incassato.Riduce drasticamente la sezione trasversale efficace portante e agisce come un classico concentratore di sollecitazione per il fallimento della stanchezza.

Perché succede e come risolverlo

Undercut occurs when energy input at the joint edges overwhelms the available fill material — the laser vaporizes or displaces base material faster than the surrounding molten pool can flow back to refill it.

Suggerimento per il negozio:L'undercut è facilmente misurato con un calibro di saldatura standard. Misura la profondità attraverso la cucitura: l'undercut localizzato di solito indica un disallineamento della trave,mentre il taglio uniforme su un'intera corsa indica un consumo di calore eccessivo.

Un quadro sistematico per la correzione dei difetti del laser

Quando improvvisamente appare un difetto sulla linea, resisti all'impulso di cambiare più variabili contemporaneamente.

1. Stabilizzare gli input:Documentare l'esatta qualità del materiale, lo spessore, la condizione della superficie, il tipo di giunzione e la consistenza del gap.

2. Cambiare un parametro alla volta:Modificare potenza, velocità di marcia, messa a fuoco, flusso di gas o oscillazioneuna modifica, una saldatura di prova.

3. Prove sul rottame prima:Controlla sempre i buoni di verifica usando il materiale di produzione esatto prima di toccare le parti attive.

4. Registra la finestra di lavoro:Tenete un registro: i parametri si spostano naturalmente con l'età delle lenti protettive, l'usura degli ugelli e il cambiamento delle condizioni ambientali.

Domande frequenti

D: Gli stessi parametri di saldatura laser possono produrre simultaneamente spruzzo e sottotaglio?

R: Sì. Entrambi sono fondamentalmente problemi di ingresso di calore. Potenza eccessiva relativa alla velocità di viaggio può espellere violentemente goccioline (spatter) mentre scavando i bordi delle articolazioni (undercut) in un solo passaggio.Correggete prima l' equilibrio tra potenza e velocità., quindi valutare i difetti rimanenti.

D: È sempre necessario un filo di riempimento per prevenire le crepe del laser?

R: No. Su giunti stretti e ultra-puliti con materiali metalurgicamente compatibili, la saldatura laser autogena (senza fili) produce saldature strutturali impeccabili.Il filo di riempimento diventa obbligatorio quando si tratta di giunzioni a buco, leghe sensibili alle crepe (come alcuni acciai inossidabili o ad alto tenore di carbonio) e combinazioni metalliche diverse in cui agisce come regolatore chimico.

D: Come faccio a sapere se un difetto è causato dalla macchina/parametri o dall'operatore?

Risposta: eseguire un test di isolamento controllato: utilizzare lo stesso operatore, gli stessi parametri, su coupons di prova pre-puliti.o problemi di parametroI difetti che seguono un operatore specifico (come la deriva dell'angolo della pistola portatile) indicano la tecnica.

Ottenere saldature laser senza difetti sulle parti di produzione

La maggior parte dei difetti di saldatura laser sono completamente prevenibili con parametri ottimizzati, una corretta preparazione delle giunzioni e una tecnica corretta, ma la configurazione "giusta" dipende interamente dalla vostra lega specifica,configurazione delle articolazioni, e volume di produzione.

Il nostro team di ingegneria delle applicazioni interno esegue regolarmente prove di saldatura di campioni su componenti del cliente per stabilire finestre di parametri robuste e pronte per la produzione.(Cercate aiuto per i pori di gas? Leggete la nostra guida sulla risoluzione delle porosità nella saldatura laser).

[Richiedi una prova di saldatura gratuita]Il nostro team vi fornirà raccomandazioni di parametri ottimizzati e risultati di valutazione dei campioni per il vostro negozio.