Saldatura
La saldatura è il procedimento che permette l'unione fisico/chimica di molti materiali
I tipi di saldatura sono:
1 Saldatura a elettrodo rivestito
2 Saldatura ad attrito
3 Saldatura a lama calda
4 Saldatura a ultrasuoni
5 Saldatura a vibrazione
6 Saldatura ad arco sommerso
7 Saldatura ossiacetilenica
8 Saldatura per rifusione
9 Saldatura MIG/MAG
10 Saldatura TIG
1 Saldatura a elettrodo rivestito
Procedimento
1 Inserire l'elettrodo nella pinza porta-elettrodo
2 Collegare la pinza di massa ai pezzi da saldare
3 Regolare la tensione
4 Portare l'elettrodo ad una distanza opportuna dal pezzo da saldare, per far partire l'arco elettrico.
5 Si sposta l'elettrodo, gestendo così il bagno di saldatura.
6 Al termine della saldatura e dopo il raffreddamento del materiale bisogna rimuovere la scoria che si è formata sopra la saldatura.
Caratteristiche
La scoria che si forma sopra la saldatura ha la funzione di proteggere il metallo nel corso del raffreddamento.
L'arco elettrico fonde il materiale metallico dell'elettrodo insieme al rivestimento, ed il metallo del pezzo che deve essere saldato.
Vantaggi:
Grande maneggevolezza.
Buona resistenza alle impurità.
Ridotte emissioni acustiche per i saldatori.
Utilizzabile all'aperto.
Svantaggi:
Meccanizzazione impossibile.
Elevate emissioni di fumi.
Ridotta velocità.
Diametro degli elettrodi definito dallo spessore della lamiera e dalla posizione di saldatura.
Crateri finali e scoria diventano eventuali fonti di errore.
Misure di sicurezza
1 Indossare un grembiule da lavoro
2 Indossare dei guanti ignifughi
3 Indossare il casco oscurato
4 Evitare di respirare i fumi
2 Saldatura ad attrito
La saldatura ad attrito può essere considerata come due operazioni che intervengono separatamente:
1 La prima operazione consiste nel riscaldamento delle interfacce attraverso l'attrito generato da un movimento sul piano di saldatura, combinato con una normale pressione.
2 La seconda operazione, consiste in una ricalcatura senza movimento.
A separare le due operazioni è lo stadio di arresto e dopo di esso non vi è ulteriore riscaldamento.
Caratteristiche
Durante la fase di riscaldamento il materiale arriva alla fase plastica e comincia ad estrudersi verso l'esterno in funzione della pressione applicata.
Allo scopo di mantenere una tale pressione, deve essere consentito un movimento assiale denominato bruciatura che generalmente è uniforme.
Durante l'arresto la temperatura nell'interfaccia, fino a quel momento costante, comincia a diminuire in quanto il calore si disperde per radiazione e per conduzione allontanandosi dal punto in cui è stato generato.
Il consumo di materiale durante la fase di riscaldamento è di elevata importanza perché riguarda la qualità della saldatura.
Le impurità e le irregolarità nelle superfici da saldare che si formano vengono tutte espulse se l'entità del materiale consumato è sufficiente.
Vantaggi
Il calore è equamente distribuito su tutta la superficie da saldare.
Il calore è autoregolante, perché quando il materiale raggiunge lo stato plastico, il coefficiente di attrito diminuisce e con esso l'entità di calore che si genera, mantenendo la temperatura al di sotto del punto di fusione.
Svantaggi
Alti costi
Applicabile solo alle sezioni circolari
3 Saldatura a lama calda
La saldatura a lama calda è un tipo di saldatura utilizzata per i materiali termoplastici, in cui la fusione dei materiali avviene per contatto diretto con una piastra riscaldata e termoregolata elettronicamente.
1 Le due parti da saldare sono posizionate in un posaggio connesso ai due lati opposti di una pressa.
2 Una lama calda, avente una forma che replica la geometria delle due parti da saldare, viene posizionata tra le due parti.
3 I due lati opposti della pressa mettono a contatto le parti con la lama calda fino a quando il calore non rende morbide le superfici raggiungendo il punto di fusione della plastica.
4 Quando questa condizione viene raggiunta, la lama calda viene rimossa, le parti vengono premute tra di loro e la posizione viene mantenuta fino a quando il punto di saldatura si raffredda e si solidifica creando una giunzione permanente.
Vantaggi
Svantaggi
4 Saldatura a ultrasuoni
La saldatura a ultrasuoni avviene applicando ai pezzi da saldare un carico normale variabile e mettendo in vibrazione una parte rispetto all'altra mediante il gruppo vibrante formato dal trasduttore piezoelettrico, dal booster alla cui estremità è avvitato il sonotrodo.
Procedimento
Questo procedimento di saldatura si può adattare a diversi tipi di saldature e anche a diversi materiali.
1 I lembi da saldare sono inseriti tra un luogo di forma fissa, detta incudine e un sonotrodo, cioè un emettitore di onde sonore, un clacson, collegato ad un trasduttore.
2 L'energia creata dalle onde acustiche scioglie il punto su cui è applicata, permettendo la fusione.
Caratteristiche
Questa tecnologia è molto applicata nella fabbricazione delle materie plastiche e la si usa solo per piccole saldature su metalli dolci e malleabili. .
Nei metalli la saldatura si verifica a causa d'alta pressione provocata dalle onde, con una dispersione di ossidi superficiali ed un movimento del materiale nei lembi e viene utilizzata in metallurgia per ottenere saldature di precisione senza residui.
Vantaggi
Svantaggi
5 Saldatura a vibrazione
L'unione di materiali termoplastici con l'utilizzo della saldatura a vibrazione, avviene per fusione delle superfici a contatto.
Il metodo di saldatura è a frizione, per cui non vi è apporto di calore dall'esterno ma questo proviene dalla dissipazione dell'energia prodotta per attrito.
Questa tecnologia è adatta alla saldatura di materiali termoplastici con sagome complesse o costituite da materiali particolari e rappresenta una valida alternativa alla saldatura a ultrasuoni.
Vantaggi
Considerevole risparmio di tempo rispetto all'uso di adesivi o di sistemi a caldo.
Svantaggi
6 Saldatura ad arco sommerso
La Saldatura ad arco sommerso è un procedimento di saldatura ad arco a filo continuo, sotto protezione di scoria.
1 Nella saldatura ad arco sommerso l'elettrodo è un filo continuo, che opera immerso in un letto di flusso, ovvero un materiale solido e granulare che in parte fonde e lascia una scoria di protezione sul cordone di saldatura.
2 il filo viene alimentato a velocità costante e l'arco viene spostato in avanti sempre a velocità costante.
7 Saldatura ossiacetilenica
La Saldatura ossiacetilenica (OFW - OxiFuel gas Welding nella terminologia generica AWS, indicata anche come OAW - OxyAcetylene Welding) è un procedimento di saldatura in cui l'energia viene fornita dalla combustione di acetilene in ambiente fortemente ossidante.
Procedimento
Questo procedimento non richiede energia elettrica e la saldatura ossiacetilenica è quasi sempre richiesto che sia fornito materiale d'apporto, normalmente sotto forma di bacchette fondenti sotto la fiamma.
Non tutti i materiali sono saldabili con questa tecnologia. Oltre che in saldatura la fiamma ossiacetilenica viene spesso usata anche in brasatura, mentre la torcia ossiacetilenica può essere adattata all'ossitaglio.
8 Saldatura per rifusione
La saldatura per rifusione è un processo in cui viene utilizzata una pasta saldante (una miscela di stagno in polvere e flussante) per fissare temporaneamente uno o più componenti elettrici ai loro punti di contatto, dopo di che l'intero assemblaggio viene sottoposto a calore controllato, che fonde la lega e salda permanentemente, la fusione può essere completata portandolo a una temperatura di circa 250°C.
9 Saldatura MIG/MAG
10 Saldatura TIG
La saldatura TIG (Tungsten Inert Gas) o GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), secondo la terminologia AWS, è un procedimento di saldatura ad arco con elettrodo infusibile (di tungsteno), sotto protezione di gas inerte, che può essere eseguito con o senza metallo di apporto.
La saldatura TIG è uno dei metodi più diffusi, fornisce giunti di elevata qualità, ma richiede operatori altamente specializzati.
Funzionamento
Il procedimento si basa su una torcia in cui è inserito l'elettrodo in tungsteno, attorno a cui fluisce il gas di protezione che, attraverso un bocchello di materiale ceramico, è portato sul bagno di fusione. L'operatore muove la torcia lungo il giunto per spostare il bagno di fusione, posizionando l'elettrodo infusibile di tungsteno a una distanza massima di qualche millimetro e mantenendo stabile tale distanza.
Si deve assolutamente evitare che l'elettrodo entri in contatto diretto con il pezzo da saldare, altrimenti la bacchetta di tungsteno si attacca al giunto e si interrompe la saldatura. Nel caso che sia richiesto materiale d'apporto, contemporaneamente si sposta la bacchetta del materiale in modo tale da tenerla costantemente con l'estremità entro l'arco e comunque sotto la protezione del gas.
L'attrezzatura per effettuare una saldatura TIG, quindi, è composta da:
Generatore di corrente
Torcia composta da:
Elettrodo di tungsteno
Bocchello di alimentazione del gas di protezione
Guaina isolante
Cavo elettrico
Supporto elettrodo
Bombola del gas di protezione
Eventuale bacchetta di metallo d'apporto
Esiste anche la saldatura TAG, poco utilizzata dalle industrie per il suo costo molto alto.
Uno dei principali vantaggi di questa tecnologia è che l'apporto di materiale nel bagno di saldatura è indipendente dall'apporto termico nella saldatura, a differenza di quanto accade nelle saldature a filo o a elettrodo consumabile. Questo procedimento può essere automatizzato: sotto questo aspetto è largamente usato per la produzione di tubi saldati partendo da nastro metallico e per la saldatura dei tubi alle piastre tubiere degli scambiatori di calore.
Il procedimento TIG è particolarmente indicato quando devono essere saldati piccoli spessori di materiale a partire da pochi decimi di millimetro, tuttavia non è possibile saldare spessori superiori a qualche millimetro (2~3 mm per gli acciai) con una singola passata (perciò, in generale, non si usa per saldare spessori superiori a 5~6 mm). Quindi, considerando la bassa produttività, spesso viene usato per effettuare la prima passata di un giunto, mentre il riempimento viene effettuato successivamente con procedimenti a produttività più elevata.
Date le sue caratteristiche, il procedimento può essere utilizzato in qualsiasi posizione e può essere usato per saldature continue o per saldature a punti.
Non è consigliabile l'uso di questo procedimento in luoghi aperti, dato che anche un vento leggero può disperdere il gas di protezione.
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