Caratteristiche di saldatura dei materiali metallici comuni [acciaio al carbonio]

La saldatura laser è adatta alla saldatura di una varietà di materiali. L'elevata densità di potenza e l'alta velocità di saldatura del laser riducono al minimo la zona di saldatura e la zona termicamente alterata. La composizione chimica della saldatura può essere regolata in base alle diverse esigenze della struttura da saldare, e le migliori prestazioni di saldatura si ottengono controllando le condizioni di saldatura.

acciaio al carbonio

L'acciaio a basso tenore di carbonio e l'acciaio a bassa lega hanno una buona saldabilità, ma quando si utilizza la saldatura laser, il contenuto di carbonio del materiale (equivalente di carbonio C) non deve essere superiore allo 0,25%.

Formula di calcolo dell'equivalente di carbonio:

C=C%+Mn/6%+Ni/15%+Cr/13%+Cu/13%+Mo/4%

Per i materiali con un equivalente di carbonio superiore allo 0,3%, aumenta la tendenza alla criccatura a freddo della saldatura. Considerare un certo ritiro della saldatura in fase di progettazione contribuisce a ridurre le tensioni residue e la tendenza alla criccatura nella zona di saldatura e termicamente alterata. Quando si saldano materiali con un equivalente di carbonio superiore allo 0,3% e materiali con un equivalente di carbonio inferiore allo 0,3%, la saldatura obliqua è utile per limitare la trasformazione martensitica e ridurre la formazione di cricche. Quando l'equivalente di carbonio del materiale è superiore allo 0,3%, anche la riduzione della velocità di tempra può contribuire a ridurre la tendenza alla criccatura.

L'acciaio zincato, poiché la temperatura di vaporizzazione dello zinco (903℃) è molto inferiore al punto di fusione dell'acciaio (1535℃), presenta problemi di evaporazione dello zinco durante il processo di saldatura, causando la formazione di porosità nella saldatura. Questo rende difficile l'utilizzo della saldatura laser, soprattutto per la saldatura a penetrazione. Attualmente si stanno conducendo esperimenti per creare uno spazio di 0,1 mm tra i materiali superiore e inferiore al fine di far fuoriuscire il vapore di zinco. Tuttavia, è difficile mantenere tale distanza nella produzione reale.

Il contenuto di zolfo e fosforo ha un certo effetto sulla formazione di cricche durante la saldatura. L'acciaio con un contenuto di zolfo superiore allo 0,04% o un contenuto di fosforo superiore allo 0,04% è soggetto a cricche durante la saldatura laser.

La superficie dell'acciaio al carbonio a causa del suo contenuto di carbonio superficiale è elevata, facile da produrre crepe di solidificazione e crepe nellastrato di carbonio, generalmente non adatto alla saldatura laser.