Saldatura e taglio

Sathomy
Saldatura
Tecniche e procedimenti di saldatura
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I PROCEDIMENTI DI SALDATURA E TAGLIO
•
Cos'è la saldatura?
•
Saldatura e taglio ossigas
Alcune nozioni di carattere generale, con particolare riferimento ai diversi tipi di saldatura.
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Saldatura ad arco elettrico
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La saldatura ossigas
La saldobrasatura
La brasatura
Il taglio ossigas
La saldatura ad elettrodo
La saldatura MIG/MAG
La saldatura TIG
Il taglio plasma
Automazione in saldatura e taglio
o
o
Saldatura al Plasma
Macchine da taglio
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COS'E' LA SALDATURA?
Due corpi metallici, per essere saldati hanno bisogno di essere fusi da una
fonte di calore.
Il cannello ossiacetilenico, inventato dal francese Charles Picard ai primi del secolo, è il
più antico attrezzo che permette di ottenere una fiamma miscelando tra loro ossigeno
(gas comburente) e acetilene (gas combustibile); essa raggiunge temperature di oltre
3.000°C.
Questo utensile è oggi adoperato, sia all'interno di grandi complessi industriali, sia nelle più piccole aziende
artigianali fino ai tavoli di lavoro degli appassionati del "far da sé".
Mentre la saldatura ossiacetilenica si affermava nei vari settori industriali, nasceva la saldatura all'arco elettrico;
questa nuova tecnica non faticava a trovare la giusta collocazione nel mercato grazie alla sua qualità e
semplicità d'uso.
Essa sfrutta come fonte di calore un'arco elettrico (5.000°C).
L'elettrodo, fondendo progressivamente, funge sia da metallo d'apporto che da polo
elettrico per la formazione dell'arco voltaico.
La necessità di migliorare la qualità e la produttività ha spinto i tecnici a perfezionare
sempre più il procedimento di saldatura all'arco elettrico. Ecco quindi la comparsa di
nuove tecnologie: citiamo, ad esempio, il procedimento TIG (Tungsten Inert Gas)
che utilizza un elettrodo di tungsteno infusibile in un atmosfera protettiva di gas
inerte.
Questo sistema permette saldature di altissima qualità su
acciai, leghe di rame e leghe leggere e viene utilizzato per
costruzioni aeronautiche, nell'industria chimica e in quella alimentare.
In seguito, la saldatura elettrica compie nuovi ed importanti progressi con l'adozione
di procedimenti semiautomatici ed automatici come il MIG (Metal Inert Gas) ed il
MAG (Metal Active Gas).
Nel procedimento semiautomatico, la protezione del bagno di fusione è
assicurata da un gas, mentre l'elettrodo, formato da un filo metallico
massiccio, viene spinto in continuità nel bagno di fusione: l'operatore ha il compito di seguire il
giunto con la torcia. Questo procedimento può essere completamente automatizzato qualora
l'avanzamento della torcia venga regolato da una macchina. assicurata da un gas, mentre
l'elettrodo, formato da un filo metallico massiccio, viene spinto in continuità nel bagno di fusione:
l'operatore ha il compito di seguire il giunto con la torcia.
In sostituzione del filo metallico massiccio si può utilizzare un filo animato che permette di
migliorare la qualità e l'estetica della saldatura, oltre ad offrire un notevole
miglioramento della produttività.
Il filo animato è un tubicino che contiene all'interno un flusso granulato che protegge il
bagno di fusione e stabilizza l'arco elettrico: la sua applicazione ha
impieghi molto diversificati.
E' possibile sostituire l'atmosfera di protezione gassosa con un flusso
granulato che ha il compito di proteggere il bagno di fusione, di
stabilizzare l'arco elettrico e di aggiungere elementi di lega al bagno di
fusione stesso.
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Si ottiene così il procedimento definito saldatura in "arco sommerso", utilizzato per la giunzione di grossi
spessori come serbatoi ad alta pressione, componenti di centrali termiche e tubazioni di acquedotti e
metanodotti.
Nuove e più sofisticate tecniche di saldatura automatica si sono aggiunte come, per esempio, il procedimento
TIG a quattro elettrodi e ad arco sommerso con tre fili. Questi consentono di accelerare notevolmente la
velocità di saldatura e sono utilizzati in particolare modo nella grossa carpenteria e nella produzione di tubi
saldati.
Il procedimento plasma, che permette la saldatura di lamiere d'acciaio inossidabile fino a 10 millimetri di
spessore in una sola passata, trova la sua più diffusa collocazione nelle costruzioni saldate in acciaio
inossidabile, offrendo sicure garanzie di qualità.
Il procedimento per bombardamento di elettroni sotto vuoto ed il laser consentono di effettuare le saldature più
complesse di particolari metalli come il titanio, il magnesio e lo zirconio, difficilmente saldabili con altri
procedimenti.
Sono, inoltre, particolarmente indicati laddove esigenze dimensionali non ammettono deformazioni.
Questi procedimenti trovano il loro maggiore utilizzo nell'industria automobilistica e nei laboratori di ricerca.
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SALDATURA OSSIGAS
La saldatura consiste nell'assemblare pezzi metallici, con o senza metallo d'apporto,
mediante fusione graduale del metallo di base.
Nel caso della saldatura con metallo d'apporto, quest'ultimo deve presentare una temperatura di fusione e
caratteristiche meccaniche equivalenti a quelle dei pezzi da assemblare.
Questo procedimento è utilizzato per applicazioni di fai-da-te, manutenzione, riparazione...
E' necessario impiegare una fiamma ossicombustibile fortemente riducente. L'acetilene permette di ottenere
saldature di buona qualità.La saldatura manuale ossiacetilenica è un procedimento di saldatura autogena
per fusione, che sfrutta la combustione dell'acetilene ad opera dell'ossigeno.
L'ossigeno
L'ossigeno si trova nell'aria ad un tenore del 21% circa. E' un gas comburente
incolore, inodoro e insapore. Il sistema di conservazione e trasporto avviene in
bombole la cui pressione massima è di 200 kg/cm2.
L'acetilene
L'acetilene è un gas combustibile senza colore e senza sapore, ma con un odore molto caratteristico. E' molto
infiammabile se mescolato con l'aria o con l'ossigeno. In presenza di rame, argento, leghe di rame contenenti
più del 70% di questo metallo, o di mercurio, si può formare un prodotto esplosivo. Per impiegarlo
industrialmente viene disciolto nell'acetone riempiendo le bombole di una materia porosa atta a ritenere
l'acetone con l'acetilene in esso disciolto.
Il posto ossiacetilenico
Un posto ossiacetilenico moderno in generale si compone di :
§
§
§
§
Le bombole di gas (Ossigeno : ogiva bianca - Acetilene disciolto : ogiva arancione)
I riduttori di pressione (Ossigeno e Acetilene)
Gli accessori (Valvole di sicurezza, tubi gomma, raccordi rapidi di connessione,
anelli stringitubo)
Cannello per saldatura e taglio
Le bombole di gas
Le bombole di gas sono recipienti ad alta pressione in acciaio o in lega leggera costruiti
appositamente allo scopo di contenere i gas compressi a 200 atmosfere.
Si differenziano, per i vari tipi di gas, dalla colorazione dell'ogiva (bianca per
l'acetilene, grigia per l'argon, ecc.).
l'ossigeno, arancione per
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I riduttori di pressione
I riduttori di pressione hanno lo scopo di ridurre e stabilizzare la pressione dei gas
impiegati.
Le valvole di sicurezza
Le valvole di sicurezza, o dispositivi di sicurezza, impediscono i ritorni di
fiamma e di gas verso le bombole, riducendo il rischio di scoppio delle
bombole stesse, e scaricano le sovrappressioni, evitando l'esplosione
delle valvole per bombole o dei tubi gomma.
Il cannello per saldatura
Il cannello per saldatura è un apparecchio che permette di ottenere una miscela conveniente del gas
combustibile con il gas comburente i quali, incendiandosi alla uscita, danno luogo alla formazione di una fiamma
stabile, di forma, potenza e proprietà determinate.
Saldatura ossiacetilenica dell'acciaio dolce
L'acciaio dolce, comunemente chiamato "ferro", è un metallo duttile, malleabile e tenace; il suo punto di fusione
è di 1.510° C. Scaldato al rosso ed a contatto dell'aria esso si ossida rapidamente : sul bagno di saldatura
tende quindi a formarsi uno strato superficiale di ossido di ferro. Gli acciai dolci ed extra dolci in commercio si
possono saldare a perfezione; gli acciai semiduri sono meno facilmente saldabili; gli acciai duri ed extra duri
non sono praticamente saldabili con il cannello.
Saldatura ossiacetilenica della ghisa
La ghisa è una lega di ferro e carbonio ed il suo punto di fusione varia da 1.050 a 1.200° C secondo la
proporzione di carbonio e di altri elementi che la compongono. La ghisa non avendo alcuna tenacità a caldo nè
allungamento, è suscettibile di rottura, ciò che rende difficile la preparazione e l'esecuzione della saldatura. In
pratica la saldatura della ghisa si limita a lavori di riparazione.
Saldatura ossiacetilenica del rame
Il rame è un metallo di colore rossastro, tenace, malleabile e duttile ed il suo punto di fusione è di 1.083° C. E'
un buon conduttore di calore, molto fragile a caldo. A 500° C la sua tenacità è ridotta del 60%. Il rame si salda
benissimo quando è puro, ma quando contiene dell'ossido questo per l'azione del calore si trasforma e rende il
rame inadatto a qualsiasi lavoro meccanico.
Saldatura ossiacetilenica dell'ottone
L'ottone è una lega di rame e zinco; esso può anche contenere piccole quantità di stagno, piombo e alluminio.
La saldatura dell'ottone dà luogo ai seguenti fenomeni che rendono difficile la sua esecuzione : ossidazione viva
del metallo specie a spese dello zinco che volatizza; assorbimento da parte del metallo in fusione di gas, con
produzione di soffiature.
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Saldatura ossiacetilenica dell'alluminio
L'alluminio quando è puro è un metallo di colore bianco argenteo; è molto malleabile, pieghevole e tenace. La
sua conduttività calorifica è assai elevata, la sua tenacità a caldo è debole; la sua temperatura di fusione è di
657° C. L'alluminio si ossida con grande facilità producendo un ossido di alluminio (allumina) che fonde a
2.200° C circa e che, durante la saldatura ostacola fortemente l'unione delle molecole in fusione.
LA SALDOBRASATURA
La saldobrasatura è una tecnica di assemblaggio con un metallo di apporto, la cui temperatura di fusione è
inferiore a quella dei pezzi da assemblare.
La tecnica operativa è analoga a quella della saldatura : l'esecuzione è graduale, senza fusione di bordi da
assemblare.
La saldobrasatura è frequentemente utilizzata per le carrozzerie degli autoveicoli, ma anche per lavori di
riparazione e manutenzione.
Si consiglia l'impiego di una fiamma ossicombustibile potente e riducente (acetilene).
LA BRASATURA
La brasatura consiste nell'assemblare pezzi metallici con l'ausilio di un metallo d'apporto la cui temperatura di
fusione è inferiore a quella dei pezzi da assemblare.
Il metallo d'apporto penetra per capillarità fra i pezzi da assemblare, previamente sottoposti a decapaggio.
La brasatura è molto spesso impiegata per l'installazione di impianti sanitari e idrici o per la fabbricazione di
biciclette.
Per la brasatura forte è necessaria una fiamma potente e riducente (acetilene, tetrene).
La brasatura è il più antico procedimento utilizzato dall'uomo per unire, per fusione, due pezzi metallici. Infatti
era già conosciuto ed usato dai Fenici e dagli Etruschi.
Attualmente è un procedimento fra i più diffusi ed è applicato sia nell'industria, sia dagli artigiani.
Per la brasatura si utilizzano le stesse apparecchiature della saldatura ossiacetilenica, però è di esecuzione
molto rapida.
La temperatura di esecuzione del giunto è meno elevata di quella richiesta dalla saldatura ossiacetilenica.
La brasatura non richiede operazioni meccaniche di finitura e le deformazioni del pezzo, dovute alle dilatazioni,
sono trascurabili o ridotte al minimo.
La brasatura è impiegata in sostituzione della saldatura autogena quando :
•
•
•
•
E' necessario diminuire il riscaldamento del pezzo
I giunti sono costituiti da materiali difficilmente saldabili
I pezzi sono di natura differente e la loro saldatura è impossibile
L'aspetto estetico del giunto è di importanza prioritaria o indispensabile
In funzione della temperatura di fusione del metallo d'apporto, come abbiamo detto, possono essere utilizzati
diversi mezzi di riscaldo. La temperatura di fusione determina poi la brasatura dolce o la brasatura forte.
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Senza citare tutti i campi di applicazione, ricordiamo i più importanti, quali :
• Industrie ciclo e motociclo
• Industrie elettrodomestici
• Impianti chimici e termosanitari per la brasatura di tubazioni in rame con giunto a bicchiere
Riscaldo ossicombustibile
La fiamma ossicombustibile permette di riscaldare localmente pezzi di qualsiasi forma e volume, in superficie o
a cuore, fra i 150° C e i 1.500° C, interamente o parzialmente.
Campi d'impiego
Caldareria, meccanica, materiali agricoli, costruzioni ferroviarie, metalliche e navali, fonderie....
Applicazioni
Riscaldo prima della formatura (forgiatura, imbutitura, stiro-imbutitura al tornio...), preriscaldo e postriscaldo,
rifusione di depositi metallizzati, calettamento a caldo. L'ossitaglio è un procedimento che unisce l'azione di una
fiamma di riscaldo ossicombustibile con quella di un getto d'ossigeno.
Fiamma di riscaldo
L'azione della fiamma di riscaldo serve a portare il punto di innesco alla temperatura richiesta (1.300° C per gli
acciai) e mantenerla.
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IL TAGLIO OSSIGAS
L'ossitaglio è un procedimento che unisce l'azione di una fiamma di riscaldo
ossicombustibile con quella di un getto d'ossigeno.
Fiamma di riscaldo
L'azione della fiamma di riscaldo serve a portare il punto di innesco alla
temperatura richiesta (1.300° C per gli acciai) e mantenerla.
Fattori di rendimento
L'uso di un combustibile efficiente (potenza specifica e temperatura della fiamma elevate) consente di ridurre il
tempo di innesco, aumentare la velocità di taglio, ottenere una migliore qualità di taglio, ridurre la larghezza del
taglio. Il getto di ossigeno da taglio consente di realizzare la combustione del metallo.
Condizioni di ossitaglio
Sono necessarie tre condizioni :
• la reazione di ossidazione deve essere esotermica
• la temperatura di innesco deve essere inferiore alla temperatura di fusione del metallo.
In pratica gli acciai non legati o debolmente legati possono essere facilmente sottoposti a ossitaglio.
Determinati materiali che non soddisfano queste condizioni possono essere sottoposti a ossitaglio mediante
l'impiego di polvere di ferro (acciai inossidabili, ghise e acciai fortemente legati).
Ossigeno da taglio
La velocità di taglio dipende dalla natura e dalla quantità delle impurità presenti nell'ossigeno.
Natura del metallo
I parametri di ossitaglio dipendono in larga misura dalla composizione chimica (tenore in carbonio e degli
elementi additivi), dall'omogeneità del metallo, dallo strato superficiale dei pezzi (ossidi, vernici) e dalla
temperatura iniziale del pezzo da tagliare.
Campi di impiego
L'ossitaglio è utilizzato con procedimento automatico, per ottenere un taglio di qualità, su macchine o impianti
robotizzati; con procedimento manuale, per la manutenzione o la demolizione; in siderurgia, per il taglio delle
bramme o dei blumi all'uscita della colata continua.
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SALDATURA AD ELETTRODO
Raddrizzatori a regolazione meccanica
Sono le macchine più semplici ed economiche per saldare.
Ricevono in ingresso un voltaggio in corrente alternata e danno in uscita tensione (V) e corrente (A) continua,
come la batteria di una macchina.
La corrente erogata dalla saldatrice deve essere regolata in base al diametro dell'elettrodo, tenendo presente
che se è bassa di valore l'elettrodo non fonde, mentre se è alta l'elettrodo diventa incandescente su tutta la
lunghezza invece della sola punta, rendendo impossibile la saldatura.
Raddrizzatori a regolazione elettronica
Sono le macchine più adatte ai cantieri e alle carpenterie medio-grosse.
Ricevono in ingresso un voltaggio in corrente alternata e danno in uscita tensione (V) e corrente (A) continua,
come la batteria di una macchina.
Si differenziano dai raddrizzatori a regolazione meccanica in quanto in queste macchine la regolazione della
corrente avviene agendo su un potenziometro (come per il volume di una radio).
Il vantaggio più evidente di questa soluzione più professionale è la possibilità di avere un comando a distanza
con il quale regolare la corrente necessaria per fondere l'elettrodo.
Inverters di saldatura
In questi ultimi anni si è andato sempre più diffondendo l'uso del dispositivo elettronico chiamato INVERTER
sugli impianti di saldatura.
Il suo successo, nonostante l'incremento di costo apportato agli impianti, è stato enorme, in particolare sulle
saldatrici ad elettrodo fino a 200 Ampere.
Una delle caratteristiche introdotte dall'INVERTER è stato, infatti, la riduzione del peso della saldatrice,
apprezzabile soprattutto dove questa diminuzione ha trasformato degli impianti del peso di circa 20-30 Kg in
impianti portatili del peso di 5-10 Kg.
Ma come è stato possibile tutto questo ?
Bisogna sapere che il peso di una saldatrice è determinato, in gran parte, dalle dimensionei del trasformatore
con il quale essa è costruita. Il peso del trasformatore è a sua volta determinato dalla quantità di ferro e rame
con i quali è dimensionato.
Maggiori sono i parametri "tensione" e "corrente" in gioco, maggiore deve essere il peso del trasformatore.
Quando si dimensiona un trasformatore, però, oltre alla tensione ed alla corrente che si vogliono ottenere, si
deve tenere conto anche della FREQUENZA con cui esso viene alimentato (Hz). Maggiore è la frequenza e
minore può essere il peso del trasformatore stesso.
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C'è però un problema....
La FREQUENZA è determinata dalla linea di alimentazione elettrica e non è modificabile.
Si è pensato, allora, di introdurre un dispositivo a monte del trasformatore, chiamato appunto INVERTER, il
quale fa oscillare la tensione in ingresso fino a 40-50.000 Hz, potendo quindi ridurre, fermi restando gli altri
parametri, le dimensioni del trasformatore fino ad un TERZO delle sue dimensioni e, quindi, del suo peso.
Come scegliere la saldatrice per elettrodi, di potenza adeguata
Per stabilire quale saldatrice scegliere in base al diametro dell'elettrodo da saldare è sufficiente moltiplicare il
diametro dell'elettrodo stesso per 40 e scegliere quindi una saldatrice che dia almeno il valore di corrente
risultante, con rapporto di intermittenza del 35%.
Es. Per saldare un elettrodo diametro 3,25 [3,25 x 40 = 130 (A)] la saldatrice dovrà dare almeno
130 A al rapporto di intermittenza del 35%.
Lo spessore dell'elettrodo si sceglie fra quelli disponibili sul mercato (da 1,0 a 6,0 mm di diametro), in base allo
spessore del materiale da saldare.
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SALDATURA MIG/MAG
Generalità
La saldatura a filo continuo in atmosfera protettiva è ormai
ben nota da tempo: essa è contrassegnata dal simbolo G.M.A.W.
(Gas Metal Arc Welding) che nella simbologia internazionale ha
sostituito le precedenti M.I.G. (Metal Inert Gas) e M.A.G. (Metal
Active Gas), peraltro ancora di uso corrente.
E' caratterizzata dalla fusione di un metallo d'apporto (filo continuo) entro un'atmosfera protettiva creata da un
gas; filo e gas sono condotti da una torcia che fornisce direttamente al filo l'energia elettrica di fusione, tramite
un arco che scocca tra l'estremità del filo e il pezzo da saldare.
L'alimentazione elettrica è assicurata da una sorgente di particolari caratteristiche; si usa normalmente corrente
continua con polarità positiva al filo.
Descrizione di un impianto
Un impianto per saldatura a filo continuo in atmosfera protettiva è essenzialmente composto da:
1) una sorgente di corrente continua
2) un dispositivo trainafilo
3) un cavo torcia.
Per l'alimentazione dei materiali di consumo sono previsti:
4) una bombola di gas, con riduttore e flussometro (eventuale preriscaldatore per determinati gas)
5) una matassa di filo.
La sorgente di corrente
La sorgente di corrente è, quasi universalmente, un raddrizzatore di corrente a caratteristica costante. Esso,
perciò, fornisce tensioni di lavoro variabili entro una vasta gamma di valori, in modo da soddisfare le esigenze
di questo sistema di saldatura, erogando determinate intensità di corrente.
La variazione di tensione della sorgente di corrente può essere effettuata in modi diversi:
• commutando varie prese del trasformatore
• agendo su spazzole striscianti mediante amplificatore magnetico
• mediante l'uso di diodi controllati o di transistori.
I primi due sistemi sono di tipo meccanico, l'ultimo è elettronico; il secondo ed il terzo permettono la
regolazione continua. L'amplificatore, i diodi controllati ed i transistori sono regolabili anche durante la
saldatura. Nel circuito a corrente continua delle sorgenti di buona costruzione è incorporato un dispositivo
elettrico (reattanza) che facilita la stabilità dell'arco; esso è collegato a diverse prese di massa (negativo) per
un esatto dosaggio della sua azione.
Il trainafilo
Il trainafilo è in genere, nelle migliori costruzioni, azionato da un motore a corrente continua con regolazione
elettronica. Esso è adatto a spingere fili aventi ø 0,6 - 2,4 mm, cambiando i rulli tra i quali viene premuto il filo.
Poichè è la velocità del filo che richiama più o meno corrente, l'esatta regolazione di questo parametro è
essenziale per una buona saldatura. Per i fili solidi l'uso dei trainafili con due rulli si è rivelato il più adatto; per i
fili animati ricavati da nastro sottile sono preferibili 4 rulli per ripartire la pressione del traino.
Al trainafilo sono collegati, oltre alla sorgente, il cavo con torcia e la bombola di gas.
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Il cavo torcia
I cavi con torcia hanno
lunghezze comprese tra 2 e 4 m
a seconda dell'impiego;
lunghezze superiori sono
possibili ricorrendo a speciali
torce, sistema "push-pull", con
incorporato un motore che tira il
filo aiutando la spinta del normale motore del traino. Un'altra soluzione è data da pistole con microrocchetto
incorporato. Lungo il cavo (normalmente entro una guaina di protezione) sono disposti: il conduttore della
corrente di saldatura, i cavetti di comando, la tubazione del gas ed eventuali tubazioni per l'acqua, nel caso di
torce non a raffreddamento naturale, oltre alla guaina guidafilo. L'impugnatura della torcia reca un pulsante di
comando per l'inserzione della corrente di saldatura, la fuoriuscita del gas e l'avanzamento del filo.
Il corpo della torcia, isolato esternamente, conduce filo, gas e corrente; termina con un ugello, dal quale
fuoriesce il gas mediante un apposito diffusore, attorno ad un tubetto che porta corrente al filo che vi scorre
dentro.
Materiali d'apporto e gas
Per la saldatura di tutti gli acciai al carbonio, si usa normalmente un solo tipo di filo adatto per l'uso di CO2 o
miscele Argon/CO2, quali gas protettivi. I valori meccanici del deposito ottenuto con tale filo variano, a seconda
della tecnica operativa impiegata.
Il filo di saldatura
Il filo è avvolto su anelli o rocchetti di supporto; la superficie è ramata, per protezione e per un buon contatto
elettrico; le spire libere non devono presentare effetto d'elica, la rigidità deve consentire la spinta del traino, ma
non deve essere eccessiva. I diametri usati sono 0,6 - 0,8 - 1 - 1,2 - 1,6 (raramente 2 - 2,4) mm.
I gas di saldatura
L'anidride carbonica (CO2) usata come gas protettivo deve essere ben secca (tipo SS), per evitare inconvenienti
durante la fusione (spruzzi) e pericolo di cricche da idrogeno. Essa dà luogo ad un bagno di fusione molto
penetrato e relativamente stretto. E' del tutto innocua per l'operatore, al quale peraltro dovrà essere assicurato
un opportuno ricambio dell'aria ambiente (eliminazione dei fumi).
L'aggiunta di Argon dà luogo a miscele che in genere contengono 70 - 90 % Ar. Vengono usate sia per
migliorare l'aspetto esteriore del cordone, sia per innalzare i valori meccanici, a parità di altre condizioni. La
penetrazione è maggiore al centro del cordone, minore sui fianchi; ciò può presentare qualche rischio di
incollature.
La quantità di gas protettivo varia da 8 a 15 l/min. La portata è regolata, generalmente, da riduttori con
manoflussometro.
Tecniche operative
A seconda degli scopi da raggiungere si regolano i parametri di saldatura in modo che il filo fonda in modo
appropriato e cioè:
• con la formazione di piccole gocce che passano attraverso l'arco
• con goccioline che si immergono nel bagno prima di staccarsi dal filo.
Nel primo caso si parla di tecnica "SPRAY-ARC" cioè di arco a spruzzo; nel secondo caso di "SHORT-ARC" cioè di
arco corto. In genere fino a 200 A e 24 V circa, il trasferimento del metallo avviene in SHORT-ARC; al di sopra
di questi valori si forma l'arco a spruzzo.
Su lamiere sottili, nel fondo dei cianfrini e nei giunti non in piano è necessaria la tecnica SHORT-ARC; per
spessori rilevanti e per ottenere grandi penetrazioni si usa la tecnica SPRAY-ARC.
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IL PROCEDIMENTO MIG/MAG NELL'INDUSTRIA
Ragioni della scelta :
• produttività
• facilità d'impiego in tutte le posizioni
• ampia utilizzazione del procedimento
Modi di utilizzo :
• nella maggioranza dei casi l'utilizzo è manuale. Poiché l'attività del filo elettrico è forzatamente
automatica, l'utilizzo manuale del procedimento MIG/MAG ha dato luogo alla denominazione "semiautomatico"
• automatico in casi di saldatura robotizzata
Metalli :
• acciai non legati o debolmente legati
• acciai inossidabili
• leghe leggere o di rame
Campi di impiego :
•
•
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caldareria
produzione automobilistica, ferroviaria, navale
carpenteria metallica
mobili metallici
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SALDATURA TIG
Generalità
TIG significa "Tungsten Inert Gas".
L'arco scocca tra un elettrodo infusibile in tungsteno che svolge il ruolo di catodo (polo
negativo) mentre il pezzo - protetto da un flusso gassoso non ossidante - svolge il ruolo
di anodo (polo positivo).
Questi gas o miscele per poter essere utilizzati devono necessariamente essere chimicamente non ossidanti.
Caratteristiche principali di questo procedimento
I vantaggi offerti dal procedimento TIG conferiscono grande duttilità d'impiego, garantendo una qualità
impeccabile anche con spessori minimi (decimi di mm).
Già da diversi anni la saldatura ad arco, in atmosfera protettiva di Argon con elettrodo refrattario
(sistemaTIG=Tungsten Inert Gas), è applicata in tutto il mondo, a quasi tutti i campi di lavoro dei metalli.
Anche in Italia si è notevolmente diffusa apportando i benefici propri di questo sistema di unione, in molti casi
l'unico che possa risolvere certi problemi.
Come è noto, il principio è il seguente: si innesca l'arco elettrico fra un elettrodo di tungsteno (refrattario e
quindi non fusibile) ed il pezzo da saldare; quest'ultimo viene localmente fuso dal calore dell'arco ed i lembi da
unire solidificano poi insieme, con l'eventuale aggiunta di altro materiale di adatta composizione, apportato
sotto forma di filo, nella zona dell'arco.
E' un procedimento simile alla saldatura ossi-acetilenica, ove alla fiamma è sostituita dall'arco elettrico ed ove
la necessaria protezione del bagno di fusione dall'influenza nociva dell'aria è ottenuta inviando una corrente di
Argon, concentricamente all'elettrodo, in modo da creare un cono protettivo.
Speciali torce, raffreddate con diversi sistemi, assicurano le due funzioni :
•
•
condurre la corrente all'elettrodo
convogliare il gas ad un ugello che circonda l'elettrodo stesso.
Un sistema di apparecchi ausiliari assicura l'efflusso della voluta quantità oraria di Argon ed il suo arresto
durante le pause di lavoro.
Naturalmente, alla buona concezione ed alla robusta e sicura esecuzione di tutti gli apparecchi è, in ultima
analisi, affidato il successo dell'intero impianto.
Influenza della polarità dell'elettrodo
Ben diverso è il comportamento di un elettrodo di tungsteno, a seconda che si applichi allo stesso - nella
saldatura in Argon - la polarità diretta (-) o quella inversa (+).
Nel primo caso l'elettrodo è sede dell'emissione termoelettronica e l'arco elettrico concentra il calore prodotto
sul pezzo. Si ha una forte penetrazione del bagno di fusione. D'altra parte però l'arco non ha forte potere di
decapaggio elettrico del bagno, per cui la presenza eventuale di ossidi superficiali impedirebbe al materiale fuso
di legare bene con quello apportato.
Quando la polarità è invertita, il pezzo, collegato al negativo, emette elettroni che rompono l'eventuale pellicola
di ossido, puliscono il bagno e permettono una buona unione.
Da quanto sopra detto appare chiaro che potranno essere saldati con polarità diretta (elettrodo negativo) tutti i
materiali saldabili, esclusi quelli sui quali è sempre presente ossido superficiale, come le leghe leggere.
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Queste ultime, d'altra parte, non possono neppure essere saldate con polarità inversa (elettrodo positivo) se
non quando presentino spessori esigui. Il problema viene risolto dalla corrente alternata, utile anche per saldare
spessori sottili di ottone, specialmente se contenente molto zinco.
SALDATURA DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI
Gli acciai inossidabili si saldano in corrente continua con polarità diretta (elettrodo negativo).
Per facilitare l'innesco è possibile applicare un accenditore ad alta frequenza.
Nella saldatura con filo adeguato non vi è apporto alcuno di carbonio e nessuna combustione degli elementi di
lega.
Gli spessori oltre 2,5 mm vanno smussati. Il materiale d'apporto deve essere particolarmente adatto alla qualità
dell'acciaio inossidabile da saldare; non usare mai filo degli elettrodi normali dopo averne tolto il rivestimento.
Si può saldare senza materiale d'apporto fino a spessori di 2,5 mm. Non puntare mai con elettrodi normali; fare
puntature in Argon lunghe 20 mm circa a distanza di 100 - 150 mm.
SALDATURA DELLE LEGHE LEGGERE
Come abbiamo visto, le leghe leggere si saldano in corrente alternata e richiedono, per una buona esecuzione
del cordone, l'applicazione di un generatore di alta frequenza di adeguate caratteristiche.
Se vi è una forte ossidazione, è bene eliminarla con spazzolatura o decapaggio.
Per gli spessori oltre 6 mm occorre uno smusso di 60 - 90° C.
Gli spessori sottili possono essere saldati senza materiale di apporto; quest'ultimo deve in ogni caso essere di
qualità adatta rispetto al pezzo da saldare. E' sconsigliabile l'uso di ritagli, sempre ossidati o sporchi.
SALDATURA DI ALTRI MATERIALI
Oltre alle leghe leggere ed agli acciai inossidabili, possono venire saldati in atmosfera di Argon, con elettrodo al
tungsteno, anche i seguenti materiali: acciai dolci e legati; nichel e sue leghe; rame e sue leghe; titanio e
metalli nobili.
Possono inoltre venire depositati cordoni e superfici anti-usura. Per tutti questi metalli e leghe si impiega
corrente continua con polarità negativa all'elettrodo.
Oltre lo spessore di 2 mm è bene utilizzare un prodotto riduttore del tipo normalmente usato per la saldatura al
cannello ossiacetilenico.
Oltre i 4 mm è necessario preriscaldare a 260 - 300°C. Nella passata di copertura, pendolare un poco; ripresa
con poco o senza materiale d'apporto.
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I PROCEDIMENTI TIG NELL'INDUSTRIA
Ragioni della scelta
• Elevata qualità metallurgica
• Saldature pulite e di bell'aspetto
Impiego
• Manuale e automatico
Metalli trattati
•
•
•
•
Acciai non legati o debolmente legati
Acciai inossidabili
Leghe leggere o di rame
Leghe speciali(nickel. titanio, zirconio, tantalio, ecc.)
Campi d'impiego
Tutti i campi dove la qualità prevale sulla produttività :
•
•
•
•
industria aeronautica e spaziale
industria chimica e alimentare
produzione di tubi inossidabili
lavorazioni delicate e di precisione (caldareria)
IL TAGLIO PLASMA
Generalità
Il taglio plasma ad aria compressa è un brevetto del Gruppo AIR LIQUIDE e gli impianti FROMOS CUT
racchiudono tutta l'esperienza acquisita negli anni in questo specifico campo di applicazione.
Robusti ed affidabili, permettono, a parità di corrente erogata, di tagliare spessori più grossi o, a parità di
spessore, di utilizzare correnti più basse e, pertanto, di risparmiare energia.
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LE MACCHINE DA TAGLIO
L'OSSITAGLIO
Procedimento per il taglio degli acciai al carbonio o debolmente legati può essere utilizzato in produzione sia in
modo semi-automatico con la gamma OXYTOME che in modo completamente automatico con la gamma
OXYTOME E.
La gestione del gas di taglio può essere associata al posizionamento automatico dei cannelli in altezza o al
controllo di distanza capacitivo: condizioni ottimali per le operazioni di foratura in piena lamiera.
L'uso delle punte da taglio MAC 3S aumenta la flessibilità per l'operatore con qualunque gas di riscaldo
utilizzato.
Il taglio plasma NERTAJET HP monotorcia o multitorcia
Questo procedimento è impiegato per il taglio di tutti i metalli conduttori di elettricità. Secondo il tipo e gli
spessori di lamiere da tagliare (acciai al carbonio, acciai inossidabili e leghe leggere) si potrà ottimizzare
l'operazione scegliendo la potenza del generatore plasma tra NERTAJET HP 120, 240, 320 o 640 ed i gas di
taglio da utilizzare tra ossigeno, aria compressa, azoto, argon/idrogeno o azoto/vortice d'acqua.
LA MARCATURA
Per marcare, incidere o segnare punti su ogni tipo di materiale sono disponibili 5 procedimenti. In base
all'applicazione è possibile scegliere tra :
marcatura con polvere di zinco riservata agli acciai al carbonio
marcatura pneumatica che permette di segnare dei punti sulle lamiere
marcatura HF che permette l'incisione delle lamiere sottili con leggera rigatura
marcatura con pennarello destinata agli acciai inox ed alle leghe leggere in quanto non altera la
superficie del materiale
• marcatura plasma che crea delle impronte o dei segni puntiformi
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sathomy
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