INTRODUZIONE

SALDATURA TIG “ TUNGSTENO GAS INERTE” La saldatura TIG “ Tungsten Inert Gas” e’ una saldatura per fusione. Anche questa saldatura viene protetta da un gas protettivo. Il principio della costruzione di un giunto saldato, si basa sull’innesco di un arco elettrico tra il pezzo di lavoro e l’elettrodo. Quest’ultimo e’ Infusibile, quindi rimane integro durante il processo di saldatura. Se viene immesso metallo d’apporto, quest’ultimo e’ parte del pezzo di lavoro; come diceva un Fisico di Dublino: Nella procedura TIG il materiale si salda da solo. Il bagno di saldatura, quindi come detto puo’ essere Singolo o Misto; Singolo se nella saldatura il pezzo viene FUSO/UNITO, Misto se vi e’ Metallo di Apporto+Fusione=GIUNTO. Il Gas che protegge la saldatura e’ ARGON in genere puro al 99,99%. Si protegge la saldatura con tale gas, poiche’ l’atmosfera cede ossigeno che innesca Ossidazione, quindi Brucia il Bagno di saldatura. Ci sono casi in cui puo’ essere usato ARGON+IDROGENO o FORMIER ARGON+AZOTO.

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IL CICLO DI LAVORO FUNZIONAMENTO DEL TIG La Saldatura TIG puo’ essere manuale o automatica. Nell’operazione manuale, l’operatore punta l’elettrodo nella direzione del giunto da fare, inclinando la torcia ed avanza mentre si fonde il “ Pool” del bagno. Se viene richiesto metallo d’apporto, si aggiunge durante l’avanzamento della torcia nel “ Pool” quindi nella fusione liquida del bagno. Le barrette ( o il metallo di apporto), vengono solitamente fornite nella lunghezza di 1 metro, anche se l’operatore spesso le ricava dallo stesso materiale che salda. ARC LENGTH = Lunghezza dell’arco, questa controlla la saldatura e puo’ essere tra 2 e 5mm. HEAT IMPUT = O Gradiente Termico gestito dalla corrente impostata ovviamente dall’operatore. TRAVEL SPEED = Arco di tempo di fusione del POOL.

Un Arco Elettrico avvia il dispositivo dal generatore escludendo l’azione diretta dell’Elettrodo.

SCELTA DELLA CORRENTE : Nella saldatura TIG puo’ essere usata sia la corrente CONTINUA (DC o direct current) che ALTERNATA (AC Alternating Current). In DC (Direct Current); con Elettrodo connesso al negativo del Generatore si usa per :

• Acciai Al Carbonio • Rame e Leghe • Acciai Inossidabili • Nichel e Leghe • Titanio e Leghe • Zirconio e Leghe

In AC (Alternating Current) si usa per:

• Alluminio E Leghe • Magnesio e Leghe • Alluminio-Bronzo

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GENERATORI TIG ALCUNI SUGGERIMENTI I Generatori che si utilizzano nella saldatura TIG dovrebbero fornire una corrente costante a valori costanti; vengono chiamati anche DCU “ Drooping Characteristic’ Unit” Il Generatore o “ Raddrizzatore” viene usato frequentemente in Corrente Continua (DC) ecco perche’ una comune saldatrice puo’ essere utilizzata dovunque; proprio per la disponibilita’ della corrente alternata. I Generatori MONOFASE sono usati quasi universalmente su Alluminio tuttavia oggi si salda questo metallo in TIG ad Onda Quadra. Un Generatore combinato AC/DC puo’ essere utilizzato laddove esiste una lavorazione MISTA. I Moderni generatori oggi combinano delle caratteristiche di CORRENTE COSTANTE ad un VOLTAGGIO COSTANTE e vengono chiamati INVERTERS. UN GENERATORE DOVREBBE ESSERE EQUIPAGGIATO DI :

• Pedale ON/OFF Switch • Controllo Remoto sulla

gestione della corrente. • START/UP Corrente • Controllo sul flusso del GAS.

Controllo sull’acqua di raffreddamento; ugello e valvola soprattutto su saldature con correnti forti.

Cratere a fine Saldatura : Ridurre gradualmente la corrente alla fine della Saldatura, onde evitare crateri. Troppa Ossidazione Termica “ TROPPO NERO” a fine saldatura : Continuare a puntare la torcia a fine saldatura con il GAS APERTO al fine di aspettare il raffreddamento del giunto; L’equazione e’ chiara +CALORE + OSSIDI

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GLI ELETTRODI NELLA SALDATURA TIG Nella Saldatura TIG viene utilizzato un elettrodo in TUNGSTENO (Da qui deriva l’acronimo della saldatura stessa : Tungsteno Gas Inerte). Esistono anche in TORIO o TORIO-ZIRCONIO; questi vengono preferiti per dare una migliore stabilita’ all’arco e meno instabilita’ in partenza al giunto. Gli elettrodi TORIATI contengono un 2% di TORIO (o meglio Ossido di Torio); e viene utilizzato nella saldatura TIG in corrente continua (DC). Gli elettrodi ZIRCONIATI contengono un 2% di Zirconio (Ossido di Zirconio); e sono raccomandati nella saldatura in Corrente Alternata (AC); ad es;. su Alluminio. Il diametro dell’Elettrodo viene scelto in base al Range della corrente per la stabilita’ dell’arco stesso. Un diametro eccessivo dell’Elettrodo potrebbe trasportare picchi eccessivi di corrente aumentando il gradiente termico della saldatura quindi aumentando il punto di fusione.

Si consiglia di affilare la punta dell’Elettrodo con abrasivi al carburo di silicio prima di saldare. Dovrebbe inoltre essere evitata la contaminazione con altri metalli, in quanto il loro punto di fusione, potrebbe essere piu’ basso dell’Elettrodo. Per saldare in DC o Corrente Continua, occorre avere un angolo acuto sulla punta. Mentre in AC (Corrente Alternata), basta una smussatura alla estremita’ dell’elettrodo. Vedi foto.

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TORCIE TIG IL GAS PROTETTIVO Una Torcia TIG viene scelta in base al gradiente termico che dovra’ sopportare. Una Torcia TIG non deve surriscaldarsi. A Correnti sopra 150 Ampere occorrerebbe raffreddare ad acqua la torcia. A Correnti inferiori il flusso del Gas Protettivo e’ sufficiente a provvedere ad un buon raffreddamento. IL Vantaggio della saldatura TIG e’ anche la disponibilita’ di un Range di grandezze di torcie che permette anche di saldare piccolissimi componenti. IL NOZZLE o UGELLO posizionato a cappello sull’elettrodo spara il gas protettivo il quale elimina ossigeno nel processo TIG. E’ Importante quindi avere un flusso adeguato al giunto da fare. Eccesso e Scarsita’ di flusso ARGON diviene sfavorevole sia per l’estetica del giunto saldato sia per le caratteristiche metallurgiche dello stesso.

Il gas e’ di importanza strategica nella saldatura TIG; esso stabilizza il processo, sottrae parte dell’ossidazione termica con una cappa gassosa che elimina ossigeno. Inoltre con un buon flusso di gas protettivo e’ possibile aumentare la proiezione dell’elettrodo. Tale operazione, permette una migliore visibilita’ del bagno di saldatura ed una migliore stabilita’ dell’arco elettrico. GAS NELLA SALDATURA TIG ARGON PURO : Adatto a tutti i metalli. ARGON-ELIO; Miscela che permette maggior penetrazione e velocita’ di esecuzione su Alluminio e relative leghe e su Rame e Leghe.

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TIG ad arco PULSATO A correnti basse, il TIG e’ difficilmente controllabile. Se la corrente viene immessa ad impulsi l’arco diviene piu’ stabile e la generazione termica che viene riportata sul giunto saldato e’ inferiore. Nell’ Arco pulsato si lavora a correnti piu’ basse, ma gli impulsi sono sovrapposti. La frequenza delle pulsazioni e la loro durata vengono impostate dall’operatore il quale dovra’ gestire, prima di tutto il bagno di saldatura e la generazione termica che ne deriva. Nel TIG PULSATO si possono anche utilizzare delle torcie convenzionali, ma il Generatore e’ specifico per Tale tipo di Saldatura.

L’ Arco pulsato e’ molto interessante per saldare pezzi inferiori ad 1mm di spessore. In questo modo, si evitano rischi di sfondamenti o bruciature. L’ Arco pulsato e’ anche utilizzato per saldare componenti cilindrici; ma in questo modo non si migliora la velocita’ di saldatura ma la sua costruzione; infatti sia l’altezza che la larghezza con il TIG PULSATO divengono uniformi. Questo e’ un grande vantaggio nella saldatura robotizzata.

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PUNTATURE TIG PROTEZIONE GASSOSA La puntatura TIG fornisce un’alternativa importante laddove il fissaggio e’ possibile geometricamente da una parte sola. In questa tecnica l’Elettrodo viene tenuto e fissato ad una distanza sulla superficie ad intervalli regolari. L’ Arco permette di effettuare saldature regolari circolari con buona penetrazione sulle lastre; (Vedi disegno). Dopo intervalli di tempo determinati, in genere (tra 0,4 ed 1 secondo). Contestualmente nella stessa operazione la corrente a fine punto si riduce onde evitare crateri OVER-MELTING.

Su un giunto piano di testa (Vedi disegno); il ROOT cioe’ la base della saldatura, e’ esposta ad ossidazione. Questo e’ un grosso problema su: Acciai Inossidabili, Alluminio e leghe, Titanio poiche’ si impoverisce la qualita’ della saldatura stessa. Le Ossidazioni devono essere evitate con il raffreddamento e la protezione gassosa.

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INFORMAZIONI SULLE SALDATURE TIG e MIG-MAG parte 1

Sia nella saldatura TIG che MIG-MAG e’ possibile effettuare giunti in piano. Nel MIG-MAG si possono utilizzare sia la tecnica DIP che il PULSE TRANFER.

La distanza tra le lamiere, dipende dallo spessore e dal tipo di giunto

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INFORMAZIONI SULLE SALDATURE TIG e MIG-MAG parte 2

Un allineamento di 2 lamiere, va fatto perfetto, preferibilmente morsettate e con un supporto in rame ARGOPROTETTO.

Il controllo dell’angolo tra la pistola di saldatura e la superficie del pezzo su una lamiera piana e’ piuttosto critico nella saldatura MIG-MAG.

Su lamiere lunghe per evitare distorsioni e’ possibile “ Imbastire” o All’Inglese effettuare dei “ Tack Welds” di 10mm a 50mm di intervallo. Tali Imbastiture si rifonderanno dopo la saldatura definitiva.

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INFORMAZIONI SULLE SALDATURE TIG e MIG-MAG parte 3

Nalla saldatura MIG-MAG lo SPRAY ARC puo’ essere utilizzato sia su saldature in piano che su giunti a T in Piano in Verticale ed in Orizzontale. Tutte le saldature verticali e sopratesta hanno bisogno di correnti basse (Low Current LC); cio’ e’ possibile saldando ad Arco Pulsato o in Spray Arc (Nel caso MIG-MAG). Fino a 6mm di spessore, si possono preparare i lembi da saldare ancora a sezione quadra. Smussature SINGOLE o DOPPIE devono prepararsi su spessori superiori. Le dimensioni e le preparazioni dei lembi da saldare, dipendono dal materiale e dallo spessore di esso.

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INFORMAZIONI SULLE SALDATURE TIG e MIG-MAG parte 4

In Alternativa sul ROOT puo’ essere fissata una lamina metallica (Backing Strip); che puo’ essere rimossa successivamente dopo la saldatura. Oggi nella protezione al rovescio esistono molte tecniche; ad es;. I NASTRI CERAMICI o i POLIMERI CERAMICI ( Back. Strip Polymer).

Il numero dei passaggi di riempimento di una saldatura importante come questa: “ ROOT RUN” dipendono dallo spessore del pezzo e dal tipo di materiale, ma soprattutto dal tipo di saldatura che e’ stato scelto. La penetrazione di una saldatura nel caso del ROOT RUN vengono inficiate dalla difficolta’ del controllo del bagno di saldatura a quelle profondita’ e a quelle potenze di trasferimento dell’arco elettrico. Il Root Run puo’ essere lavorato ad MMA (Elettrodo), dopo il primo passaggio sul ROOT a TIG; come avviene in molti casi negli Acciai Inossidabili su forti spessori.

Le condizioni di Saldatura MULTIPASS verranno viste A pag 32 e 33.

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PIPE AND TUBE JOINTS 1

Nel PIPEWORK o lavorazione sui tubi, ci sono 3 principali tipi di saldatura:

• Giunto di Testa “ BUTT” • Raccordo a T “ BRANCH” • Flange “ FLANGE”

Se possibile durante la saldatura, i tubi andrebbero ruotati, per poter mantenere la saldatura in posizione. Puo’ venire utilizzata la tecnica del MIG-MAG in Spray Arc o DIP Arc oppure in Arco Pulsato su bassi spessori; come spesso avviene su Acciai Inossidabili.

Se la saldatura dovra’ essere effettuata in posizione fissa e ci si dovra’ spostare da posizione piana a verticale o sopratesta “ OVERHEAD”, La saldatura MIG-MAG DIP o ad ARCO PULSATO puo’ aiutare ad avanzare intorno al giunto.

Prima della saldatura per “ Clampare” il pezzo usare la tecnica del TACK WELD per mantenere l’allineamento.

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PIPE AND TUBE JOINTS 2

Nel Piping in forti spessori, il ROOT RUN puo’ essere effettuato in TIG o MIG-MAG con DIP o Arco Pulsato o in MMA (Elettrodo). Con la Saldatura TIG e’ possibile proteggere il rovescio della saldatura riempiendo di gas protettivo: ( ARGON o AZOTO o FORMIER) L’INTERNO DEL TUBO. Tale tecnica permettera’ sia il controllo del bagno al rovescio; (Profilo Geometrico), ma anche la penetrazione del giunto stesso.

Le Flangie si possono saldare raccordate o di testa, come viene indicato in figura:

Per rendere piu’ semplice la saldatura di una flangia, basta utilizzare un posizionatore e permettere la rotazione della flangia stessa durante la saldatura.

La PREPARAZIONE DEI LEMBI e’ fondamentale per la riuscita di una buona saldatura.

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DIFETTI DELLE SALDATURE 1 POROSITA’

• Flusso gassoso troppo elevato • Ugello Ostruito • Draughty Conditions; Basso

apporto termico (Taglio Termico). • Umidita’ sul pezzo o sul materiale

d’apporto. • Vernici o Grassi sulla superficie

del metallo.

SCARSA FUSIONE • Lunghezza dell’arco troppo

corta. • Corrente troppo bassa. • Velocita’ di lavoro troppo

lenta (In WELD MAG). • Preset sull’Induttanza

scorretto nella saldatura MAG.

SCARSA PENETRAZIONE • Corrente troppo bassa • Distanza tra i lembi troppo piccola • Mancanza di sbavatura del ROOT

quindi la spalla e’ troppo spessa. • Tecnologia Povera. • Giunto NON Allineato.

UNDERCUT o TAGLIO TERMICO • Velocita’ di lavoro troppo

elevata • Corrente troppo bassa • Tecnologia povera

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DIFETTI DELLE SALDATURE 2 SPRUZZI DI SALDATURA “SPATTER”

• Induttanza insufficiente (MAG). • Lunghezza d’arco troppo corta. • Voltaggio troppo basso (MAG) • Presenza di Ruggine sul pezzo.

SALDATURA TIG • Inclusione di Tungsteno • Corrente troppo alta per

il diametro dell’elettrodo • Si e’ usato un elettrodo

TORIATO in saldatura in corrente continua AC

Crepe o “ Centre line Cracks”

• Basso Volaggio, Corrente Troppo Alta.

• Alto contenuto di zolfo (Acciai). • Materiale di apporto NON

CORRETTO (Avviene su Acciai Inossidabili ed Alluminio).

• Preriscaldo Non Corretto. • Saldatura Fredda

Aldila’ delle Caratteristiche peculiari di una saldatura; che pure vanno rispettate, occorre avere in questo processo:

1) Pulizia dei materiali 2) Quando vengono saldate

delle leghe; attenzione alle contaminazioni.

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TABELLA RIASSUNTIVA PER I GAS PROTETTIVI in TIG PROTEZIONE DEI METALLI CON I GAS PROTETTIVI IN SALDATURA ARGON PURO Tutti i tipi di Metalli.

ARGON 70% ELIO 30%

ALLUMINIO e LEGHE “ Tutti gli spessori”, RAME e LEGHE “ Tutti gli spessori”, NICHEL E LEGHE “ Tutti gli spessori”, ACCIAI INOSSIDABILI “ Tutti gli spessori”. Per Saldature Manuali, Orbitali, Automatiche, Robotizzate.

ELIO 75% ARGON 25%

ALLUMINIO e LEGHE “ FORTI SPESSORI” RAME e LEGHE “ FORTI SPESSORI”

ARGON 68% ELIO 30% IDROGENO 2%

ACCIAI INOSSIDABILI “ TUTTI GLI SPESSORI” NICHEL e LEGHE “ TUTTI GLI SPESSORI”. Per Saldature Manuali, Orbitali, Automatiche, Robotizzate.

ARGON + Dal 1-3% IDROGENO

ACCIAI INOSSIDABILI. NICHEL e LEGHE .

ARGON + 5% IDROGENO

ACCIAI INOSSIDABILI; Impianti automatizzati, Saldature Orbitali. NICHEL e LEGHE; Impianti automatizzati, Saldature Orbitali.

Benefici del Gas protettivo ARGON 70% ELIO 30%

• SCAMBIO TERMICO AUMENTATO • Molto adatto su metalli con elevata conducibilita’ termica e molto adatto su grossi

spessori • Migliore penetrazione • Velocita’ di saldatura aumentata. • Bassa emissione di fumi di OZONO.

Benefici del Gas protettivo ARGON 68%, ELIO 30%, IDROGENO 2%

• Incremento delle velocita’ di saldatura • Migliore penetrazione • Bassa Ossidazione Termica. • Riduzione dei consumi di Gas Protettivo, quindi economia di esercizio. • Riduzione del “ POST-WELD CLEANING” pulitura della saldatura. • Bassa emissione di Fumi di Ozono.

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