Come scegliere la tecnica di saldatura

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Oggi andiamo a vedere come scegliere la tecnica di saldatura. Esistono diversi metodi da poter usare e per ogni lavorazione c’è sempre il metodo migliore. Pertanto, in base a quali elementi dovremo fare la nostra scelta? Tra quali tecniche di saldatura possiamo scegliere quella giusta per il lavoro da svolgere? Partiamo dalle basi.

Le caratteristiche della saldatura

La saldatura è un’operazione che ci permette di unire due pezzi di metallo tramite la realizzazione di una giuntura omogenea e affidabile. Le parti vengono unite tra loro grazie all’aggiunta di un materiale di apporto fuso, che ha un punto di fusione più basso rispetto al pezzo da saldare, oppure semplicemente grazie all’uso di una valida saldatrice.

Quando il tutto si raffredda, la giunzione diventa forte e sicura. Non tutti i metalli possono essere legati per generare un giunto, poiché i saldanti si fondono a temperature inferiori rispetto ai pezzi di metallo da unire.

Tante tipologie di saldatura

Per capire come scegliere la tecnica di saldatura, è utile sapere che la saldatura può essere effettuata con metodi diversi. Per chi vuole operare nel settore della carpenteria metallica o comunque operare come saldatore, è opportuno conoscere le metodologie in oggetto. Questo consente, in base alle specifiche caratteristiche, di capire qual è il metodo più corretto da adottare per ogni tipo di lavorazione e/o metallo da saldare.

Infatti, le tecniche possono rivelarsi più o meno idonee per la saldatura di un determinato materiale e garantire giunture più o meno resistenti. Con questi presupposti, andiamo a conoscere le varie tecniche di saldatura.

La saldatura morbida

La saldatura morbida viene effettuata a temperature inferiori a 400 °C e il materiale metallico più utilizzato è una lega di stagno e piombo, che si scioglie a circa 230 °C. Questo tipo di saldatura viene eseguita quando viene richiesta una notevole resistenza nel giunto o quando le temperature sono eccessive.

Per eseguire la procedura, è necessario assicurarsi che le superfici siano pulite e rivestite con uno strato di materiale di flusso, utile per prevenire l’ossidazione e facilitare l’adesione. Successivamente, le superfici devono essere riscaldate con una saldatrice adeguata. Quando verrà raggiunta la temperatura di fusione del metallo di apporto, si potrà eseguire la saldatura delle parti da unire.

Sebbene la giuntura ottenuta grazie alla saldatura morbida sia molto facile da realizzare, essa è accompagnata da uno svantaggio che non possiamo sottovalutare: la sua resistenza meccanica è inferiore a quella dei metalli saldati. Inoltre, dà luogo a fenomeni di corrosione.

La saldatura forte

Se volete sapere come scegliere la tecnica di saldatura, dovete conoscere anche le caratteristiche della saldatura forte. Con questo metodo si raggiungono temperature fino a 800 °C e vengono impiegate leghe di stagno, di rame e di zinco. Come materiale di flusso per coprire le superfici e rimuovere la ruggine viene usato il borace, e una torcia a gas fornisce il calore necessario per la saldatura.

In questo caso, le giunzioni saldo-brasate sono resistenti e durevoli, e restano sempre ben tese. Questo tipo di saldatura è necessario per ottenere unioni resistenti alle vibrazioni, alla temperatura e allo sforzo del ciclo termodinamico.

La saldatura a pressione

Questa è una saldatura a freddo, in cui l’unione tra i metalli viene prodotta senza il contributo del calore. Sembra strano da credere ma, tuttavia, questa tecnica può essere molto utile in applicazioni in cui è fondamentale non alterare la struttura o le proprietà dei materiali che si uniscono. Può essere eseguita in due modi.

A pressione fredda o calda – Consiste nel pulire le superfici da unire e, dopo averle messe a contatto, bisogna esercitare una pressione su di esse fino a quando non si uniranno.
Per attrito – Con questa tecnica, uno dei pezzi da unire viene fatto ruotare ad alta velocità e quindi messo a contatto con l’altro. Il calore prodotto dall’attrito unisce entrambi i pezzi mediante la deformazione plastica.

La saldatura ossiacetilenica

Quando si tratta di capire come scegliere la tecnica di saldatura, è utile conoscere anche la saldatura ossiacetilenica. Il calore fornito in questo tipo di saldatura è dovuto alla reazione di combustione dell’acetilene, che risulta essere fortemente esotermica poiché permette di raggiungere temperature intorno ai 3500 °C.

Nella fiamma si distinguono chiaramente diverse zone: una zona fredda all’uscita dell’ugello della torcia, dove i gas sono mescolati, e il dardo, che è l’area più luminosa della fiamma e che ha la forma di un tronco di cono. Poi c’è la zona riduttiva, che è la parte più importante della fiamma dove si trova la temperatura più alta.

In questo caso i bordi di fusione dei pezzi e il materiale fuso che si separa dall’elettrodo sono intimamente mescolati. Al raffreddamento, formano un pezzo unico, resistente e omogeneo. I pezzi devono essere fissati su una superficie rigida prima di iniziare la saldatura, in modo che rimangano immobili durante l’intero processo.

Durante l’operazione, il saldatore deve evitare l’accumulo di scorie, che hanno un colore più chiaro rispetto al metallo. L’elettrodo deve rimanere sempre inclinato, formando un angolo di circa 15 gradi sul piano. Il movimento deve essere lento e a zig-zag, per assicurare una distribuzione uniforme del metallo che si stacca dall’elettrodo.

La saldatura ad arco elettrico

Una volta che avrete imparato come scegliere la tecnica di saldatura, molto probabilmente questo sarà il metodo che userete di più. L’arco elettrico genera un cratere nel pezzo da saldare. Pertanto, è essenziale tenere conto della lunghezza dell’arco (distanza tra la fine dell’elettrodo e la superficie del bagno fuso).

Se l’arco è troppo piccolo, il pezzo diventa molto caldo e la penetrazione risulterà eccessiva. In questo caso, potrebbe verificarsi una perforazione pericolosa. Al contrario, se l’arco è troppo lungo, parte del suo calore verrà disperso e la penetrazione risulterà insufficiente. Questo tipo di saldatura può essere eseguita con elettrodi di metallo o di carbonio.

La saldatura ad arco sommerso

Questa tecnica di saldatura utilizza un elettrodo metallico continuo e nudo, dove l’arco viene prodotto tra il filo e il pezzo sotto uno strato di flusso granulare depositato davanti all’arco stesso. Dopo la saldatura, il flusso che non è intervenuto nell’operazione, viene raccolto. Questa procedura si basa sull’isolamento dell’arco e del metallo fuso dall’atmosfera, per mezzo di un gas inerte. Questa saldatura può essere eseguita con diversi metodi.

Metodo Zerener – L’arco salta tra due elettrodi di carbonio e, per mezzo di un elettromagnete, è diretto verso l’articolazione da saldare per migliorare il contributo del calore.

Metodo Bernardos – Consiste nella sostituzione di uno degli elettrodi di carbonio, in modo che l’arco salti tra esso e l’altro elettrodo di carbonio. È un miglioramento del metodo Zerener ed è utilizzato in alcune saldatrici automatiche a corrente continua.

Metodo Slavianoff – Di origine russa e risalente al 1891, questo metodo prevede una saldatura attraverso l’arco che salta tra il pezzo e un elettrodo metallico. Tali saldature sono piuttosto carenti, dal momento che sono ossidate con ossigeno dall’aria.

Metodo Kjellberg – Prevede l’uso di elettrodi metallici ricoperti di calce. Questo rivestimento, sebbene non sia il più adatto, migliora notevolmente la saldatura. Il rivestimento ha anche altri scopi, come l’aggiunta di elementi di lega al bagno fuso, utile per formare una scoria fluida e per stabilizzare l’arco.

Metodo TIG (Tungsten Inert Gas) – Indica una saldatura in atmosfera con gas inerte e un elettrodo di tungsteno. La procedura TIG può essere utilizzata in giunti che richiedono un’elevata qualità di saldatura e in saldature di metalli altamente sensibili all’ossidazione, come il titanio e l’alluminio.

La saldatura MIG (Metal-arc Inert Gas)

Per sapere come scegliere la tecnica di saldatura, anche questo è un metodo da conoscere e che si usa molto in diversi tipi di industrie e per numerose tipologie di lavorazioni. Questa è una saldatura in cui l’elettrodo è un filo di metallo nudo consumabile e la protezione è fornita dall’inondazione dell’arco elettrico con un gas. Il filo nudo viene alimentato in modo continuo e automatico da una bobina attraverso una pistola di saldatura.

Questa saldatura può essere fatta usando corrente diretta o alternata. La tensione ideale in corrente continua è compresa tra 25 e 30 volt. Tuttavia, per innescare l’arco all’inizio, la tensione dev’essere compresa tra 70 e 100 volt. Per questo motivo, è necessario inserire un resistore in serie, che funzioni da regolatore. L’intensità di corrente sarà poi compresa tra 30 e 300 ampere, a seconda dell’ampiezza e della profondità della saldatura da eseguire.

Le saldatrici AC hanno un trasformatore che riduce la tensione della rete, generalmente di 220 volt, a quella di saldatura (meno di 70 volt). Queste saldature sono più semplici ed economiche. Anche per questo sono le più utilizzate per i lavori che vengono svolti in piccoli laboratori.

La brasatura

Si parla di brasatura quando due metalli vengono uniti mediante il calore e attraverso un materiale di riempimento che si scioglie ad una temperatura superiore a 427 °C, ma al di sotto del punto di fusione dei metalli di base da saldare.

Le giunzioni create sono forti, nonché facili e veloci da realizzare. Se la brasatura viene eseguita correttamente, non è necessario utilizzare la smerigliatura o qualsiasi altra finitura meccanica dopo la saldatura. Questa tecnica funziona a basse temperature, riducendo le deformazioni, il surriscaldamento e la diluizione dei metalli da saldare.

La saldatura ad energia radiante

Ciò che caratterizza questa tecnica di saldatura è il suo straordinario potere di fornire l’energia nell’area esatta in cui deve avvenire l’unione dei metalli, concentrando la sorgente radiante sull’oggetto da saldare. Di conseguenza, l’area interessata dal giunto è ridotta al minimo, in quanto non vengono prodotte deformazioni apprezzabili. Per tutti questi motivi, e come eccezione nei processi di saldatura, tali procedure appaiono come processi di finitura, eseguiti come le ultime fasi della produzione.