tutto quello che devi sapere sulle saldature:nozioni

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1Guida alla saldatura dei metalli
TABELLA DEI CONTENUTI
Guida alla saldatura dei metalli
Saldatura vs Brasatura
Cosa si può saldare?
Fattori da tenere in considerazione per la saldatura
Tipologie di saldatura
Ad arco elettrico
A resistenza
Ossiacetilenica
Ad energia concentrata
Tecniche di saldatura
Manuale
Semiautomatica
Robotizzata
La saldatura e la brasatura sono procedimenti mediante i quali si realizza un’unione permanente, ottenendo la continuità dei materiali che vengono uniti.

Saldatura vs Brasatura
Per effettuare una saldatura, viene provocata la fusione localizzata dei lembi dei pezzi da giuntare, con o senza l’aggiunta di materiale d’apporto.
Si parla di brasatura e di saldobrasatura quando il materiale base non viene fuso ma solo riscaldato e il processo di unione dei materiali viene realizzato per fusione del solo materiale d’apporto, avente temperatura di fusione inferiore a quella del materiale base.

Cosa si può saldare?
Un materiale si considera saldabile, con un procedimento e per un dato tipo di applicazione, quando si presta alla realizzazione di una struttura in cui sia assicurata la continuità e che presenti caratteristiche che soddisfino i requisiti di qualità richiesti.

TABELLA DEI CONTENUTI
Guida alla saldatura dei metalli
Saldatura vs Brasatura
Cosa si può saldare?
Fattori da tenere in considerazione per la saldatura
Tipologie di saldatura
Ad arco elettrico
A resistenza
Ossiacetilenica
Ad energia concentrata
Tecniche di saldatura
Manuale
Semiautomatica
Robotizzata
I controlli di qualità
Applicazioni della saldatura
Fattori da tenere in considerazione per la saldatura
Materiali
Il processo di saldatura coinvolge uno o più tipi di materiali, che assolvono principalmente a due ruoli:

Materiale base, è il materiale che costituisce i pezzi da saldare; può essere lo stesso per entrambi i pezzi (saldatura omogenea), o diverso (eterogenea). I materiali metallici che vengono più tradizionalmente uniti sono l’acciaio, le leghe d’Alluminio, le leghe di Nichel e le leghe di Titanio. I soli materiali polimerici che possono essere saldati sono quelli termoplastici.
Materiale d’apporto, è il materiale che viene introdotto sotto forma di bacchette, fili o nastri e depositato allo stato fuso tra i lembi da unire. I materiali d’apporto sono sempre particolarmente puri, quindi le impurezze all’interno della zona fusa di un giunto provengono generalmente dal materiale base. Non per tutti i procedimenti ne è richiesto l’utilizzo.
Parametri
La gestione dei vari processi di saldatura e brasatura si basa sulla scelta di parametri specifici per ogni tipologia di processo. A livello generale, nella maggior parte dei processi è possibile individuare principalmente due parametri caratteristici:

potenza specifica, che rappresenta la potenza termica erogata per unità di superficie di materiale base, misurata in W/cm2;
velocità di saldatura, che rappresenta la velocità della sorgente termica, misurata in cm/min.

Tipologie di saldatura
I processi di saldatura costituiscono un universo piuttosto ampio e diversificato, che nel tempo si è adattato allo sviluppo dei materiali e delle tecnologie produttive.
A livello macroscopico, possiamo dire che i processi che sono stati maggiormente sviluppati in ambito industriale appartengono al gruppo della saldatura per fusione.
Tali processi utilizzano calore, generato in vari modi, per fondere il materiale base. I processi più comunemente utilizzati si possono classificare nei seguenti sotto gruppi:



Ad arco elettrico
La saldatura ad arco si riferisce ad un gruppo di processi che sfrutta l’arco elettrico generato tra due elettrodi.

L’arco può essere ottenuto utilizzando:

un elettrodo fusibile
un elettrodo refrattario, ossia non fusibile
Nel primo caso l’elettrodo, fondendo, fornisce il metallo d’apporto; quando, invece, si utilizzano elettrodi non fusibili alla temperatura dell’arco, il materiale d’apporto (se necessario) viene fornito a parte, utilizzando delle bacchette o del filo. Elemento fondamentale per ottenere un arco elettrico è la corrente. È possibile alimentare l’arco sia con corrente continua (CC) sia con corrente alternata (CA); la scelta dipende dal tipo di processo adottato e dal materiale che si vuole saldare.

Le principali tipologie di saldatura ad arco elettrico sono:

manuale ad elettrodo rivestito (MMA);
ad arco sommerso (SAW);
a filo continuo sotto protezione gassosa (MIG/MAG);
sotto protezione gassosa e con elettrodo infusibile (TIG

Manuale
Nel processo manuale, il saldatore regola manualmente
l’apparecchiatura e movimenta l’elettrodo o la sorgente di calore (saldatura ad elettrodo rivestito e ossiacetilenica); nel processo automatico, viceversa, un dispositivo provvede ad alimentare l’elettrodo oppure la sorgente generatrice del fascio, a mantenerlo a distanza opportuna dal pezzo e a spostarlo lungo la linea di saldatura (saldatura ad arco sommerso, ad arco elettrico sotto protezione gassosa MIG/MAG e TIG, ad energia concentrata).



Semiautomatica
Il processo semiautomatico costituisce una via di mezzo tra i due precedenti: un dispositivo provvede ad alimentare il filo elettrodo o ad erogare la corrente mantenendo costanti gli altri parametri, mentre l’operatore ha il compito di spostare l’elettrodo lungo la linea di saldatura (processi ad arco elettrico sotto protezione gassosa MIG/MAG e TIG).
Applicazioni della saldatura
Le principali applicazioni riguardano la costruzione di strutture di carpenteria, più o meno complesse, e la realizzazione di recipienti in pressione (caldareria). Le applicazioni in cui sono presenti giunzioni saldate sono estremamente diversificate: si spazia dall’ambito dei trasporti (veicoli terrestri, marittimi ed aerei) a quello delle strutture (ponti, capannoni, ecc.) fino ad arrivare alla componentistica. La grande varietà di processi e tecniche utilizzabili rende la saldatura una tecnologia applicabile sia in fabbrica, molto spesso utilizzando degli impianti fissi, sia in cantiere, dove si sfrutta la facilità di movimentazione delle apparecchiature, caratteristica tipica di alcuni dei processi ad arco elettrico.
La saldatura ad elettrodo è il processo di saldatura più semplice, per questo è molto adatta ai principianti. Quasi tutti i materiali saldabili possono essere saldati con elettrodi rivestiti. Anche le posizioni difficili non rappresentano un problema.

Questo processo di saldatura è la soluzione ideale per le operazioni all'aperto, in presenza di vento e agenti atmosferici dato che il saldatore non è vincolato dai gas inerti. Adattandosi a queste condizioni, le saldatrici possono anche funzionare con batterie agli ioni di litio a prescindere dall'alimentazione di rete. Le saldatrici a inverter assicurano anche ottime proprietà di saldatura e per questo motivo sono particolarmente adatte anche agli elettrodi speciali.

Come funziona la saldatura ad elettrodo?
Nella saldatura ad elettrodo (o saldatura manuale ad arco elettrico, saldatura di elettrodi rivestiti o saldatura manuale elettrica), l'arco elettrico brucia tra il pezzo in lavorazione e l'elettrodo consumabile. L'elettrodo fornisce allo stesso tempo il materiale d'apporto.

Come funziona la saldatura ad elettrodo?
Per effettuare la saldatura, l'elettrodo rivestito viene serrato nella pinza portaelettrodo mentre il saldatore lo guida lungo il punto di saldatura. Il rivestimento si scioglie durante la saldatura e protegge il bagno di fusione e l'arco elettrico dall'aria esterna, rilasciando gas e scorie. Le scorie vengono rimosse dopo il raffreddamento del bagno di fusione.

Potete saldare quasi tutti i materiali saldabili con gli elettrodi rivestiti. Ad esempio:

Acciaio da costruzione
Acciaio per caldaie
Acciaio per tubi
Acciaio fuso
Acciaio inox
Acciai temprati
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Per definizione, la saldatura è un processo di connessione tra due o più parti mediante l’azione del calore, della pressione o di entrambi, ottenendone, talvolta, la continuità di materiale.

Le saldature possono essere classificate in due famiglie:

Saldature autogene: il collegamento avviene per fusione localizzata dei lembi da unire, con l’eventuale aggiunta di materiale d’apporto; si realizza in questo modo la continuità strutturale tra i pezzi.
Saldature eterogene: tipiche nelle brasature e saldobrasature. In questo caso il collegamento avviene per fusione del solo materiale d’apporto che si frappone tra i lembi da unire, i quali non fondono neanche parzialmente; non si realizza la continuità strutturale fra i pezzi.Per eseguire le saldature, a seconda della tecnologia impiegata, si utilizzano diverse apparecchiature come, ad esempio, la saldatrice ad arco, il cannello ossiacetilenico, o la torcia a TIG.

Un’altra caratteristica che contraddistingue le saldature è la preparazione dei giunti da saldare. In base alla tecnologia usata e allo spessore delle piastre da saldare, è possibile selezionare la preparazione dei giunti con l’eventuale cianfrinatura dei lembi per facilitare la penetrazione della saldatura.

Il disegno tecnico prevede una dettagliata simbologia per descrivere nei minimi particolari le saldature.



Saldatura TIG
L’acronimo di questa saldatura sta per “Tungsten Inerent Gas” perché questo processo sfrutta un gas, tipicamente l’argon, per proteggere il bagno dalla corrosione dell’ossigeno ambientale. Durante la saldatura, elevate correnti di centinaia di Ampere vengono scaricate sul pezzo scaldandolo ad elevate temperature facendo così fondere il materiale di base da saldare. L’elettrodo è di tungsteno e non si fonde durante il processo.

Se necessario, il materiale d’apporto è fornito dall’operatore tramite una bacchetta, come nella saldatura ossiacetilenica.

La saldatura TIG è un procedimento adatto alle saldature di acciai pregiati, ad esempio gli acciai inossidabili, rame, ottone e leghe leggere (alluminio e magnesio). In genere la saldatura TIG è usata per saldare lamiere sottili e di medio spessore.



Saldature MIG e MAG
Le saldature MIG e MAG sono processi semi-automatici di saldatura in cui il metallo d’apporto viene fatto avanzare dalla saldatrice in modo automatico consumandosi man mano (elettrodo consumabile). Nella saldatura MIG viene usato un gas inerte per proteggere il bagno dalle ossidazioni (come nella TIG, si usa l’argon), nella saldatura MAG si usa la CO2 che rende il processo più economico, ma, di contro, meno raffinato.

Avendo una capacità di penetrazione ben più elevata della TIG, le saldature MIG e MAG sono usate per saldare spessori notevoli.

In entrambi i casi, dall’elettrodo consumabile viene applicata una tensione elettrica mentre al pezzo viene connesso un morsetto per richiudere il circuito elettrico. L’arco elettrico scocca tra l’estremità del filo e il metallo di base creando un notevole calore che fonde il materiale di base e il metallo d’apporto che man mano fluisce.
Saldatura ad arco
Questa metodologia di connessione è molto diffusa nelle aziende metalmeccaniche per la saldatura di carpenteria metallica. Si tratta di un processo di saldatura elettrico che fa uso di una bacchetta che funge sia da materiale d’apporto che da elettrodo. La bacchetta ha al centro un filo metallico chiamato anima di acciaio extra-dolce e questa è ricoperta da un rivestimento che assicura la stabilità dell’arco e la protezione del bagno di fusione dalle ossidazioni. Durante la saldatura, si genera un flusso di elettroni tra la bacchetta e il pezzo che è connesso alla saldatrice tramite un morsetto.

Questa saldatura sprigiona molto calore: questo facilita la penetrazione della saldatura su piastre anche di grosso spessore tramite diverse passate. In questi casi i lembi vanno cianfrinati a dovere.
Brasatura e saldobrasatura
La brasatura è una tecnica di saldatura eterogenea: il metallo d’apporto ha una temperatura di fusione molto inferiore rispetto al metallo di base che infatti non viene portato a fusione ma solo riscaldato.

Nella brasatura il metallo d’apporto viene assorbito per capillarità nelle micro-fenditure dei lembi dei pezzi da saldare e l’unione si realizza con la solidificazione del metallo bagnante. Le superfici da brasare hanno piccoli gap (qualche centesimo di millimetro d’aria) e devono essere perfettamente pulite e disossidate.

La saldobrasatura è un procedimento di brasatura forte (temperature di fusione del metallo d’apporto>450°C) che prevede la preparazione dei lembi da saldare (specialmente se di spessore > 4 mm) e la possibilità di depositare il materiale d’apporto con passate successive. Tipicamente si usa il cannello per eseguire l’operazione.
In cosa consiste la saldatura MIG/MAG?
La saldatura MIG/MAG comprende due tipi di saldatura ad arco elettrico che avvengono in un ambiente protetto da gas (in inglese, GMAW, ossia Gas Metal Arc Welding).

Esaminiamo più da vicino il significato di questa terminologia e analizziamo tutti gli elementi che compongono questa definizione:

Saldatura ad arco: la saldatura MIG/MAG utilizza la potenza generata da un arco elettrico tra un elettrodo, detto anche materiale d’apporto, e il metallo da saldare per riscaldare i metalli e consentire la saldatura.
Saldatura a filo continuo: l’elettrodo è costituito da un filo continuo che si fonde insieme ai lembi del metallo da saldare.
Saldatura con protezione di gas: per proteggere il bagno di saldatura vengono utilizzati gas provenienti da una bombola.

Come funziona la saldatura MIG/MAG?
Attraverso la tecnica di saldatura MIG/MAG viene realizzata la fusione tra un filo di saldatura (noto anche come elettrodo) e il pezzo da lavorare. Questo processo è automatizzato e il filo di saldatura viene alimentato in modo continuo.

Per proteggere l’arco elettrico e la zona di saldatura dall’ossigeno presente nell’ambiente, un gas addizionale viene erogato tramite un ugello. Questo gas di protezione è essenziale per prevenire l’ossidazione sia nel bagno di fusione che sul filo di saldatura stesso. È importante notare che il tipo di gas di protezione e il filo di saldatura devono essere adeguatamente scelti e adattati al materiale base che si sta saldando.

Questa combinazione ottimale garantisce la qualità e la durata della saldatura effettuata con la tecnica MIG-MAG.


Saldatura MIG/ MAG: le differenze
La saldatura MIG, abbreviazione di Metal Inert Gas, è una saldatura del metallo sotto gas inerte. Questa saldatura impiega un filo metallico come elettrodo e materiale d’apporto. Il filo, proveniente da un rocchetto, viene alimentato attraverso la torcia mentre si consuma durante il processo di saldatura. Questo metodo di saldatura è noto per la sua velocità e capacità di penetrare spessori considerevoli, rendendolo preferito per lavori con piastre più spesse. Tuttavia, a causa dell’alto costo dell‘argon, dell’elio o delle loro miscele, si consiglia di utilizzare la saldatura MIG per materiali di pregio, come ad esempio acciai ad alta resistenza, e in generale per applicazioni che richiedono elevate prestazioni meccaniche.

La saldatura MAG (Metal Active Gas), anch’essa classificata come “semiautomatica”, presenta una differenza fondamentale rispetto alla saldatura MIG: il gas protettivo utilizzato. Nelle saldature MAG, il gas impiegato è l’anidride carbonica (CO2). Questo processo è principalmente utilizzato per saldare acciai comuni, dove prestazioni meccaniche elevate non sono essenziali. Di conseguenza, la qualità delle saldature ottenute con il processo MAG è inferiore rispetto a MIG, ma è anche più economica grazie all’utilizzo dell’anidride carbonica come gas protettivo. La saldatura MAG permette inoltre di saldare materiali come rame, alluminio e magnesio .Poiché il processo MAG utilizza un gas attivo, la CO2, la funzione disossidante è affidata al filo elettrodo, il quale contiene elementi in lega come il magnesio e il silicio. Inoltre, esistono anche fili detti “animati”, con un principio di funzionamento simile a quello dello stagno con flussante nelle saldature di circuiti elettrici. I fili animati presentano una forma tubolare contenente una polvere che protegge il bagno di saldatura dall’ossidazione dell’aria circostante e migliora la saldabilità del pezzo.

Sia nella saldatura MIG che nella MAG, si utilizza la corrente continua con polarità inversa (elettrodo positivo), e la velocità costante del filo è essenziale per risultati ottimali. La pistola di saldatura è collegata alla saldatrice tramite un robusto cavo che comprende varie utenze, garantendo una saldatura efficiente e precisa.


Saldatura MIG/MAG: 6 buoni motivi per usarla
1) VERSATILITÀ E FLESSIBILITÀ

La saldatura MIG/MAG è nota per la sua semplicità di apprendimento, versatilità e flessibilità. I suoi principi di base possono essere acquisiti con relativa semplicità. Queste caratteristiche permettono di ridurre i tempi e aumentare rapidamente la produttività, rendendo questo processo di saldatura uno dei più richiesti e apprezzati.

2) ALTA VELOCITÀ DELLA SALDATURA

Con la saldatura MIG/MAG potrete sperimentare un notevole incremento della velocità di esecuzione. Questo processo consente di completare i lavori in tempi più brevi rispetto ad altre tecniche di saldatura. Una maggiore velocità significa anche una produzione più efficiente, che si traduce in risparmi di tempo e costi.

3) COSTI RIDOTTI PER IL MATERIALE AGGIUNTIVO

Nel processo MIG/MAG, il filo di saldatura funge anche da materiale d’apporto. Questo significa che non sono necessari materiali aggiuntivi per completare la saldatura, contribuendo a ridurre i costi complessivi del processo di produzione.

4) ECCELLENTE IDONEITÀ ALLA SALDATURA MECCANIZZATA E AUTOMATIZZATA

La natura semiautomatica della saldatura MIG/MAG la rende perfettamente adattabile a processi di saldatura meccanizzati e automatizzati. Questa caratteristica consente di migliorare ulteriormente l’efficienza delle operazioni di saldatura, garantendo risultati costanti e di alta precisione.

5) STRAORDINARIA APPLICABILITÀ SULLE LAMIERE SOTTILI

La saldatura MIG/MAG si dimostra particolarmente efficace nella saldatura di lamiere sottili. La sua capacità di saldare materiali di spessori ridotti con risultati di alta qualità la rende ideale per progetti che coinvolgono sottili fogli di metallo.

6) LAVORAZIONI MINIME E DEFORMAZIONI RIDOTTE

La saldatura MIG/MAG è conosciuta per fornire risultati di alta qualità. La precisione della saldatura riduce al minimo la necessità di lavorare successivamente il prodotto. Inoltre, grazie alla bassa temperatura dell’arco elettrico, questa tecnica riduce al minimo le deformazioni del materiale, preservando l’integrità strutturale delle componenti saldate.

Con tutti questi notevoli vantaggi, la saldatura MIG-MAG è attualmente uno dei metodi di saldatura più ampiamente utilizzati nel settore.


Applicazioni della saldatura MIG/MAG in vari settori
La saldatura MIG/MAG a filo continuo è notevolmente utilizzata in diversi settori industriali, tra cui cantieri navali, gasdotti, settore automotive, ferroviario, aeronautico e aerospaziale, caldareria, carpenteria generica, demolizioni, energia ed elettrodomestici.

Grazie alla sua versatilità, precisione e velocità di esecuzione, questa tecnica di saldatura si adatta perfettamente a una vasta gamma di applicazioni e contribuisce a garantire risultati di alta qualità in molteplici contesti industriali.

"Quando gli Dei vogliono punirci, esaudiscono le nostre preghiere

È possibile che col suo paradosso brillante e fascinoso Wilde intendesse esprimere questa cruda e angosciosa verità: la realizzazione degli ideali del puritanesimo ha creato una sorta di inferno sociale e culturale, ossia quando gli Dei vogliono punirci, esaudiscono le nostre preghiere.