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Laser Cladding

Strati privi di pori e spaccature, di durata estremamente elevata, superfici di qualità eccezionale e resistenza straordinaria.

Laser Cladding – Il procedimento

La saldatura laser a riporto – detta anche Laser Cladding – può essere realizzata a scelta come saldatura a riporto con filo o con polveri. Il raggio laser genera un bagno di fusione sulla superficie del pezzo, dove allo stesso tempo viene condotto il materiale di rivestimento (filo o polvere) per poi essere sciolto dal laser. Il tempo di azione è breve e provoca solo minime deformazioni; il processo di raffreddamento avviene velocemente. Come risultato si ottiene un rivestimento unito al materiale di base tramite procedimento metallurgico. Questo rivestimento è più resistente rispetto a quelli che vengono prodotti mediante la tecnica dello spruzzo termico e non risulta pericoloso per la salute contrariamente, ad esempio, alla cromatura dura.

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Vantaggi del laser a diodi

Il profilo del raggio "Top Hat" del laser a diodi genera un bagno di fusione particolarmente uniforme che crea rivestimenti a grana fine privi di pori e spaccature nei materiali. In questo modo le rifiniture vengono ridotte al minimo.

Sintesi dei vantaggi

  • Riduzione del tempo e della profondità di azione del laser
  • Il procedimento metallurgico permette di unire il materiale del rivestimento a quello di base
  • Rivestimenti più resistenti rispetto a quelli prodotti dallo spruzzo termico 
  • Alta qualità della superficie e pochissime deformazioni, rifiniture ridotte al minimo
  • Lavorazioni di breve durata, elevata efficienza energetica 

Esempi di impiego

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Source: Technogenia

Utensili di foratura

Lo sfruttamento di giacimenti di petrolio e gas naturale richiede l'utilizzo di utensili di foratura molto potenti. Questi ultimi vengono infatti sottoposti a notevoli sollecitazioni e non durerebbero a lungo senza un'adeguata protezione antiusura. Per questo motivo, da tempo si prevede l'applicazione di base di rivestimenti speciali che sempre più spesso vengono realizzati tramite saldatura laser a riporto. In questa procedura, i laser a diodi Laserline delle serie LDM ed LDF permettono di ottenere risultati eccezionali: perfetta aderenza, estrema precisione, porosità praticamente assente, limitata formazione di spaccature in caso di durezza elevata e minime deformazioni. Nella maggior parte dei casi la superficie che ne deriva non necessita di ulteriori lavorazioni meccaniche. I tradizionali metodi di blindaggio forte, come per esempio la saldatura a riporto con polveri al plasma, non riescono a ottenere risultati simili in termini di durata.

Per i clienti del settore dell'estrazione petrolifera, dell'industria mineraria, metallurgica e cartaria, Technogenia riveste i componenti con l'aiuto dei laser a diodi Laserline usando una speciale polvere di carburo di tungsteno.

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Macchine agricole

I tipici rivestimenti in carburo, progettati per proteggere le lame delle seghe, gli erpici a dischi o i controtaglienti da usura e corrosione, possono contare sui laser a diodi per una realizzazione ottimale. Il bagno di fusione contenuto non lascia tracce di sporco; inoltre, l'azione termica superficiale uniforme esclude il rischio di deformazioni. Oltre all’applicazione di strati di carburo di ferro è possibile anche quella di strati di carburo di tungsteno o di cromo.

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Rivestimento di cilindri idraulici nelle miniere

Un mercato in crescita per il rivestimento laser è quello dei cilindri idraulici per attrezzature tecniche nelle miniere, ad esempio nell'estrazione del carbone. Il rivestimento delle bombole si corrode molto rapidamente sotto l'atmosfera locale, causando perdite. Questo rende necessaria una sostituzione o un nuovo rivestimento. Fino ad ora, questo è stato spesso fatto da cromatura. Questi strati vengono sempre più spesso sostituiti da rivestimenti laser perché durano più a lungo. L'aumento concreto della durata non è ancora quantificabile. Tuttavia, i risultati ottenuti finora indicano un miglioramento della durata di vita utile superiore al 100%.

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Rivestimento di scambiatori di calore

La motivazione principale è la protezione contro i gas o liquidi altamente corrosivi che entrano in contatto con lo scambiatore di calore metallico e ne influenzano negativamente la durata di vita. Qui vengono utilizzate, ad esempio, leghe di nichel a bassa durezza. Questi creano pochi problemi di fessurazione e possono essere applicati in uno strato fino a 1 mm di spessore.  Offrono un'elevata protezione dall'usura contro i fluidi corrosivi anche ad alte temperature. In tali applicazioni, un laser a diodi da 6 kW può rivestire fino a 100 m² su una parte in tempi di lavorazione molto accettabili. Sono quindi possibili dosaggi superiori a 8 kg/h.