La saldatura laser diventa manuale

Cercando di liberarsi dal vincolo GTAW, Food Warming Equipment Co. Inc. ha scelto la saldatura laser, controllata non con un telecomando robot ma con un joystick. Foto di Micah Beard, Food Warming Equipment Co. Inc.

Visita un OEM automobilistico o un fornitore di livello superiore, soprattutto in Europa e sempre più in Nord America, e ci sono buone probabilità che abbia una cella di saldatura laser da mostrare, molte delle quali con velocità e produttività strabilianti. Un componente complesso della porta che in precedenza veniva sottoposto a una saldatura a punti lenta e in più fasi, ora viene eseguito in una configurazione di saldatura laser in una cella chiusa. Un laser con una lunga lunghezza focale potrebbe avere un'ottica di scansione che fa saltare il raggio di saldatura da un punto all'altro in microsecondi. È come se fosse arrivata l'era di "Star Trek".

Molti nel settore osservano la saldatura laser da anni, addirittura decenni, ma non hanno trovato la giusta applicazione. Perché? Probabilmente è a causa del mix di prodotti. I produttori con un elevato mix di prodotti, siano essi officine o OEM, trovano questi sistemi affascinanti, ma non molto pratici. Sì, esiste il problema della tolleranza del gap, ma i processi a monte di precisione hanno superato molte di queste sfide.

Il problema ora è la flessibilità del flusso delle parti: la necessità di eseguire una parte completamente diversa dopo l'altra e di non sapere quale sarà quella parte: una parte ripetitiva, una parte modificata rispetto a una configurazione standard o una parte completamente nuova. Certo, la programmazione offline, la simulazione e lo sviluppo dei dispositivi hanno fatto molta strada. Ma nella saldatura laser meccanizzata e robotica, qualcuno deve ancora sviluppare e gestire questi programmi.

Food Warming Equipment Co. Inc. (FWE) deve affrontare le stesse sfide di molti produttori con un mix di prodotti elevato. Lo stabilimento dell'azienda a Portland, nel Tennessee, è l'emblema della produzione flessibile. Il produttore di attrezzature per servizi di ristorazione commerciale produce su richiesta e i clienti possono personalizzare i prodotti all'ennesima potenza.

L'area di saldatura finale dell'azienda prevede varie saldature esteticamente critiche su acciaio inossidabile e alluminio e la maggior parte dei dipendenti dell'area utilizza una torcia per saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW). Ma una postazione di lavoro si distingue. Invece di maneggiare una torcia al tungsteno, il saldatore guarda attraverso uno stereomicroscopio e aziona un joystick per gestire la velocità di avanzamento della saldatura. Sta saldando con il raggio di un laser a fibra. È il risultato di una storia applicativa che dimostra che, quando si tratta di saldatura laser, l'automazione non è l'unica risposta.

Osserva la cella di saldatura laser, separata dalle altre celle GTAW da tende e barriere resistenti al laser, e non sarai testimone di quelle velocità di saldatura strabilianti. In effetti, l’impostazione di un lavoro nella cella di saldatura laser richiede un po’ più tempo rispetto all’impostazione nelle celle GTAW. La maggior parte delle parti saldate al laser dell'azienda non richiedono fissaggi speciali. I lavori tipici comportano la cucitura finale o le saldature angolari per le vaschette dell'acqua o i piani dei mobili. Ma l'operatore dedica del tempo a posizionare il pezzo esattamente sotto la testa di saldatura laser.

Il sistema utilizza un laser a fibra pulsata con una potenza media di 400 watt e una potenza di picco di 4,5 kilowatt. È abbastanza potente da saldare il materiale a spessore sottile di FWE, ma sufficientemente basso da far sì che la fonte di alimentazione del laser non richieda un refrigeratore. Da Alliance Specialties and Laser Sales, Wauconda, Illinois, il sistema può essere trovato in vari negozi nel settore della costruzione e riparazione di stampi, ma può funzionare bene anche per lamiere di spessore sottile. Alcuni lavori di saldatura laser presso FWE coinvolgono calibro 18. lamiera, ma la maggior parte dei pezzi sono di calibro compreso tra 20 e 23. inossidabile (magnetico e non magnetico) e alluminio. I gradi tipici includono acciaio inossidabile 430, acciaio inossidabile 301 e alluminio 3003.

Il processo di saldatura laser di FWE non è particolarmente veloce. La velocità di saldatura in sé, tuttavia, è irrilevante, considerando il risparmio di tempo nella molatura e lucidatura. Per queste saldature finali, esteticamente importanti, un dipendente che riceve una parte saldata con arco di tungsteno a gas potrebbe dedicare almeno cinque minuti a levigare e lucidare una singola saldatura su una superficie o un bordo visibile. La maggior parte delle parti saldate al laser richiedono passaggi di finitura minimi o nulli. Nel peggiore dei casi, un lavoratore potrebbe ripassare la saldatura una volta con mezzi lucidanti, un processo che richiede pochi secondi.