LA SALDATURA A cura del prof.ing. del Forno Fabio Simone Info: fabiosimone81@libero.it Le immagini conservano i diritti dei rispettivi autori Questo file può essere diffuso per uso didattico

La saldatura è un procedimento che permette il collegamento permanente di parti solide tra loro e che realizza la continuità del materiale ove essa venga applicata. Generalmente si applica fondendo insieme i lembi ravvicinati dei pezzi da congiungere. L’operazione si può ottenere senza metallo di apporto, per fusione dei lembi tramite il procedimento TIG, per frizione, ecc…oppure con metallo di apporto in elettrodo, filo MIG, filo per arco sommerso. In questo caso i lembi vengono fusi dall’arco elettrico che scocca tra il materiale di base e quello di apporto che, fondendo, contribuisce a sua volta a formare il deposito di saldatura.

antinfortunistica Saldando bisogna proteggersi dal calore, dalla corrente elettrica, dai fumi, dalle radiazioni luminose. Nella saldatura ossiacetilenica bastano degli occhiali con minore grado di oscuramento, per le altre per evitare gravi danni agli occhi è OBBLIGATORIO usare maschere scure o maschere ad oscuramento automatico che si scuriscono a seconda della luminosità che le colpisce. E’ importante usare un buon apparato di aspirazione per evitare di aspirare sostanze nocive o tossiche per la salute come polveri di cadmio, cromo, zinco, rame. Questi ultimi due provocano la febbre del saldatore con tosse e malessere.

Mai saldare pezzi verniciati, mentre è pericoloso saldare pezzi sgrassati con trielina. La corrente elettrica non può farti prendere la scossa ma potrebbero esserci dei contatti pericolosi per cui attenzione ai cavi ed ai contatti. Per proteggersi dalle bruciature è opportuno usare guanti da saldatura, grembiuli e scarpe di cuoio. Quando si salda usando il gas dalle bombole, queste ultime devono avere valvole antiritorno. In caso di fiamma, bisogna chiudere il rubinetto di acetilene sulla bombola, poi l’ossigeno ed infine spegnere il fuoco.

Alcuni tipi di giunti saldati

NOTE STORICHE Fin dal medioevo si univano le parti in ferro riscaldandole fino al color bianco-giallo sulla forgia e poi martellandole fino a renderle omogenee. Il primo vero e proprio procedimento di saldatura si ebbe nel 1901 con la nascita della saldatura ossiacetilenica, pochi anni dopo venne la saldatura ad arco, prima quella ad elettrodo non protetto, in seguito quella ad elettrodo rivestito. Nel 1925 per la produzione in grande serie nasceva la saldatura a resistenza, nella seconda Guerra Mondiale negli Usa si cominciava ad usare la saldatura ad arco sommerso, negli anni 50 la Mig, Mag e la Tig ed infine negli anni 70 iniziò la saldatura laser

Tipi di saldatura La saldatura può essere per fusione localizzata del materiale di base, con o senza materiale d’apporto. (es: ad arco con elettrodi fusibili tra cui la MIG e la MAG e quella ad aria libera o ad arco sommerso; si può avere la TIG; al plasma; ossiacetilenica; saldatura laser). La saldatura può essere per resistenza, che richiede l’impiego di una pressione e di passaggio di corrente elettrica che riscalda la zona da saldare (es: a punti) Si può avere saldatura per pressione se si ottiene una forza di intensità tale da produrre una deformazione plastica localizzata.

Si parla di brasatura quando la saldatura delle parti metalliche viene ottenuta con l’impiego di un materiale d’apporto fuso, la cui temperatura doi fusione è sensibilmente inferiore a quella dei materiali di base, che pertanto non partecipano per fusione alla giunzione.

SALDATURA AD elettrodo rivestito La saldatura ad elettrodo rivestito è la saldatura più diffusa al mondo per i bassi costi delle apparecchiature, la semplicità di impiego ed il fatto che può essere usata anche all’aperto. Si usa un elettrodo rivestito collegato con una pinza alla macchina elettrica (l’altra pinza dalla macchina al pezzo). Quando l’elettrodo tocca il metallo, scocca l’arco che fa fondere il tutto, poi si fa muovere il bagno di saldatura nella direzione voluta. Alla fine con un martello si staccano le scorie che si sono formate sopra la striscia di saldatura solidificata. Gli elettrodi possono essere cellulosici, acidi, al rutilo, ossidanti e basici.

Saldatura ossiacetilenica Già usato all’inizio del XX secolo, questo procedimento usa un cannello dove si forma la fiamma dalla combustione dell’ossigeno puro con l’acetilene e di solito anche una bacchetta di materiale d’apporto. Bisogna prestare attenzione alle bombole (con valvole antiritorno e spesso da tenere in altre stanze), gli occhiali possono essere meno scuri rispetto a quelli usati nella saldatura ad arco. Va bene dove non si può usare l’elettricità, si saldano così acciai al carbonio e ghise malleabili, c’è il problema a volte della mancanza di penetrazione.

Saldatura mig e mag La saldatura Mig (Metal-arc inert gas) e Mag (Metal-arc active gas) è un processo di saldatura a filo continuo relativamente economico (ma meno di quella ad elettrodo). Nella figura vediamo la torcia che fa scoccare l’arco e porta il gas di protezione sul bagno di saldatura (1), poi c’è il pezzo da saldare (2) ed il generatore di corrente d’arco (3). Infine abbiamo il meccanismo di avanzamento del filo (4) con l’aspo avvolgifilo (5) ed infine la bombola di gas di protezione (6). C’è il vantaggio della mancata produzione della scoria e la possibilità di saldatura non in piano.

Il filo fonde mentre avanza nell’ugello verso il bagno di saldatura attraverso tre procedimenti: trasferimento per corto circuito, a gocce, a spruzzo. I gas di protezione che escono dall’ugello assieme al filo possono essere inerti (che non reagiscono col metallo fuso) come l’argon o l’elio (MIG) o attivi come le miscele di argon ed anidride carbonica. Questo tipo di saldatura viene utilizzata per un’alta produttività ed una sufficiente flessibilità di impiego. Difetti probabili sono le cricche a caldo e la penetrazione eccessiva, è consigliato l’utilizzo solo in officina perché il vento potrebbe spostare il gas di protezione.

Saldatura tig La saldatura Tig (tungsten inert gas) è un procedimento di saldatura ad arco con elettrodo infusibile sotto protezione di gas inerte, che può essere eseguito con o senza metallo d’apporto. E’ simile alla Mig solo che l’elettrodo è infusibile e di tungsteno, se si utilizza materiale d’apporto si usa una bacchetta esterna. Il procedimento Tig è indicato per saldare piccoli spessori di metallo, si usa molto per la produzione di tubi saldati partendo dalle lastre di metallo. Schema di saldatura TIG (fonte: European Aluminum Association)

MATERIALI SALDABILI Sono molto saldabili gli acciai inossidabili austenitici, quelli al carbonio (non tenore troppo alto di C) e quelli basso legati al Mn. E’ sconsigliabile la saldatura di ghise, con l’eccezione di ghisa sferoidale alla quale però devono essere applicate notevoli precauzioni. Per quanto riguarda i materiali non ferrosi, sono molto saldabili le leghe di Nickel, il piombo, l’alluminio, il titanio e le sue leghe, il rame. Si sconsiglia di saldare i metalli refrattari.

DIFETTI NELLA SALDATURA Inclusioni di tungsteno (nella Tig) Inclusioni di scoria (sald. ad elettrodo rivestito, pericolosa perché offre resistenza minore nel giunto saldato) Cricche a caldo (andamento longitudinale rispetto a cordone di sald., sono dovute ad impurità bassofondenti, si evitano tenendo puliti i lembi prima di saldare) Cricche a freddo (ne sono esenti gli acciai inox, andamento trasversale rispetto al cordone di saldatura, possono essere causate dalla presenza di idrogeno o tensioni residue)

ESERCIZI PER CASA Dopo aver studiato queste slide, dopo aver studiato l’argomento saldatura nel libro di testo di disegno (con i simboli grafici per la rappresentazione secondo la normativa Uni-Iso), l’argomento saldatura nel libro di testo di tecnologia meccanica (con la sezione a parte relativa alla sicurezza), aiutandoti anche con internet (andando su wikipedia e su altri siti), scrivi a mano su un foglio a righe un procedimento di saldatura a tua scelta (Mig o Tig, ad arco con elettrodo rivestito o ossiacetilenica, ecc…),descrivendolo nel dettaglio ed aiutandoti con disegni esplicativi.