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I. Principio di funzionamento fondamentale (interazione tra laser e materiale)

1. Assorbimento e conversione dell'energia

Il laser genera un raggio laser estremamente sottile, molto luminoso e monocromatico.

Questo raggio laser viene trasmesso tramite fibre ottiche alla torcia di saldatura portatile. Dopo la collimazione e la focalizzazione, irradia la superficie del pezzo metallico.

I materiali metallici possono assorbire l'energia dei laser (in particolare nella banda infrarossa, come 1064 nm, per la quale i metalli hanno un tasso di assorbimento relativamente elevato) e convertire istantaneamente l'energia luminosa in energia termica.

- Fusione e formazione di pozze fuse:

Nella piccola area irradiata dal laser (il diametro focale è solitamente di pochi decimi di millimetro), l'energia è altamente concentrata, la temperatura aumenta bruscamente e il metallo si fonde o addirittura vaporizza rapidamente.

Mentre la torcia di saldatura si muove, il raggio laser si muove in sincronia e anche l'area di metallo fuso si muove, raffreddandosi e solidificandosi nella parte posteriore. Questa area di metallo liquido in continuo flusso è chiamata "bacino fuso".

- Formazione della saldatura:

Il metallo all'estremità anteriore della pozza fusa continua a fondersi, mentre il metallo all'estremità posteriore continua a raffreddarsi e solidificarsi, formando così una saldatura continua e uniforme.

Grazie all'energia laser altamente concentrata, le velocità di riscaldamento e raffreddamento sono estremamente elevate, pertanto la zona termicamente alterata è molto piccola e anche la deformazione del pezzo è minima.

Ii. Composizione del sistema e lavoro collaborativo

Un completo macchina per saldatura laser portatile non è semplicemente una pistola; è un sistema costituito principalmente da:

1. Laser: il "cuore" del sistema è solitamente un laser a fibra. Grazie all'elevata efficienza, alla buona qualità del fascio, alle dimensioni relativamente ridotte e all'assenza di manutenzione, è particolarmente adatto per applicazioni portatili. La gamma di potenza è solitamente compresa tra 1000 W e 2000 W ed è adatto alla saldatura di materiali di vari spessori.

2. Sistema di raffreddamento: quando il laser è in funzione, genera una grande quantità di calore e necessita di un refrigeratore corrispondente per il raffreddamento, al fine di garantire un funzionamento stabile e a lungo termine del laser.

3. Sistema di controllo: il "cervello" della macchina, integrato nell'unità principale. Serve per impostare e regolare parametri quali potenza laser, frequenza e ciclo di lavoro, e per monitorare lo stato operativo dell'intero sistema.

4. Pistola per saldatura portatile: è un componente fondamentale per ottenere un funzionamento "portatile". Contiene:

- Specchio collimatore: converte il laser divergente emesso dalla fibra ottica in luce parallela.

- Specchio di messa a fuoco: focalizza il raggio laser parallelo sulla superficie del pezzo in lavorazione per formare un punto ad alta densità di energia.

- Proteggere le lenti: evitare che gli schizzi generati durante la saldatura contaminino e danneggino le lenti ottiche interne.

- Spia luminosa: solitamente un LED rosso o un laser a bassa potenza, viene utilizzata per indicare la posizione del fuoco laser corrente, facilitando il puntamento dell'operatore.

- Sistema di alimentazione del filo (opzionale): molte torce per saldatura portatili sono integrate o dotate di macchine di alimentazione del filo esterne, che alimentano automaticamente e con precisione il filo di saldatura nel bagno fuso quando è necessario aggiungere filo di saldatura durante la saldatura.

- Interruttore di protezione: la luce si accenderà solo quando l'interruttore verrà premuto per garantire la sicurezza.

5. Banco di lavoro di supporto: comprende piattaforme per il posizionamento di pezzi da lavorare, attrezzature, ecc.

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