Saldatura elettrica ad arco

La saldatura elettrica ad arco consiste nel portare a fusione

il metallo mediante il calore sviluppato da un arco voltaico

che scocca tra due capi di un circuito elettrico posti a

distanza opportuna.

Esistono diversi procedimenti tra i quali ricordiamo:

1) Metodo Zerner (a due elettrodi infusibili)

2) Metodo Bernardos (a elettrodo infusibile)

3) Metodo Slavianoff (a elettrodo fusibile)

Metodo Zerner

L’arco scocca tra due elettrodi di carbone o grafite, viene deviato e spinto contro il bagno di fusione dal «soffio» generato dalle linee di flusso associate ad una bobina avvolta su un nucleo ferromagnetico. Il metallo d’apporto è fornito da una bacchetta investita dall’arco all’estremità immersa nel bagno di fusione. Tale metodo non viene più usato.

Metodo Bernardos

Nel metodo Bernardos classico l’arco scoccava tra un elettrodo di carbone o grafite e il pezzo da saldare. Attualmente il processo si utilizza solo con l’elettrodo infusibile di tungsteno (T.I.G.). Il metallo d’apporto è fornito da una bacchetta investita dall’arco all’estremità immersa nel bagno di fusione.

Metodo Slavianoff

Nel metodo Slavianoff classico l’arco scocca tra il pezzo da saldare, elettrodo positivo, ed un elettrodo speciale nel quale è incorporato il metallo d’apporto. Attualmente il processo si utilizza tipicamente con il metodo ad elettrodo rivestito e a filo continuo.

Il calore, che abbondantemente si sviluppa, trova la sua origine nel passaggio di elettroni, dall’elettrodo al metallo base, attraverso lo strato d’aria che li separa, altamente ionizzato. Le temperature che si raggiungono sono attorno ai 3800 °C.

Il metallo fuso dell’elettrodo fusibile si deposita nella zona di giunzione in presenza di un cratere, formato dall’arco voltaico, trasportato sotto forma di goccioline sempre dallo stesso arco.

Per dare inizio all’emissione di elettroni, occorre innescare l’arco portando per qualche istante l’elettrodo a contatto col pezzo, per innalzare la temperatura onde rendere possibile la formazione dell’arco, e poi distaccarlo e mantenerlo ad una distanza di circa 2-3 mm. La deposizione del metallo d’apporto sul metallo base avviene in quattro fasi .

L’elevata temperatura dell’arco fonde una porzione di metallo originando nel pezzo un piccolo cratere ripieno di metallo liquido.

Prima fase

Contemporaneamente, o con un leggero ritardo rispetto alla formazione del cratere nel pezzo, fonde l’estremità del metallo d’apporto formando una goccia che va man mano allungandosi.

Seconda fase

Sotto l’azione termica dell’arco e per gravità la goccia si allunga fino a toccare il metallo liquido del cratere. In queste condizioni si forma un corto-circuito e perciò l’arco si spegne in quanto la corrente attraversa direttamente la goccia metallica, ottima conduttrice.

Terza fase

La goccia si distacca dall’elettrodo e si unisce al metallo del cratere: si riapre il circuito e perciò scocca nuovamente l’arco.

Quarta fase

saldatura ad arco ad elettrodi rivestiti ER (sigla inglese

SMAW: Shielded Metal Arc Welding)

ad arco sommerso AS (sigla inglese SAW: Submerged

Arc Welding)

con filo elettrodo in gas protettivo MIG (Metal Inert

Gas)/MAG (Metal Active Gas) (sigla inglese GMAW: Gas

Metal Arc Welding).

con elettrodo infusibile in gas protettivo TIG (Tungsten

Inert Gas) (sigla inglese GTAW: Gas Tungsten Arc

Welding)

Ad arco al plasma (sigla inglese PAW: Plasma Arc

Welding)

I vari procedimenti di saldatura ad arco sono i seguenti:

Comportamento di un elettrodo rivestito

LA SALDATURA AD ARCO ELETTRICO CON ELETTRODO RIVESTITO

Al momento del contatto scorre nel circuito elettrico una corrente di elevata intensità (di CORTO CIRCUITO) che surriscalda notevolmente elettrodo e metallo base; inoltre provoca una ionizzazione dell’aria circostante con innesco dell’arco elettrico. Il trasferimento del metallo d’apporto avviene sotto forma di gocce che passano attraverso l’arco. Le forze che provocano questo passaggio sono: peso proprio, forze elettromagnetiche, azione dei gas che si sviluppano dal rivestimento.

Filmato: cavo rame in gomma

Quando si usano elettrodi fusibili, come nella maggioranza dei casi, le particelle liquide che si staccano dall'estremità dell'elettrodo vengono trasferite attraverso l'arco verso il metallo base, grazie alle forze elettrodinamiche che si instaurano nell'arco.

Essendo la sezione dell'elettrodo sempre minore di quella del pezzo, l'arco assume una forma quasi troncoconica, con base maggiore sul pezzo.

Di conseguenza, le forze elettrodinamiche che si instaurano fra gli infiniti conduttori percorsi da corrente nello stesso senso sono inclinate con componenti assiali rivolte verso il pezzo. Questa spinta elettrodinamica consente di effettuare anche saldature sopratesta.

Forze elettrodinamiche

Caratteristica elettrica dell’arco

L'arco elettrico in regime stazionario può essere considerato come un conduttore ohmico, dotato di resistenza costante che dipende dalla sua lunghezza, dalle condizioni di ionizzazione e dalla sezione dell'elettrodo. Tuttavia, al variare della intensità di corrente, la resistenza non si mantiene costante perché varia la larghezza dell'arco e la sua conducibilità. Se si riporta in diagramma la tensione applicata agli elettrodi in funzione della corrente che attraversa l'arco, si ottengono delle curve che hanno quale parametro la lunghezza d'arco L.

TENSIONE

CORRENTE

L

R -> (L, CIonizzazione, Selettrodo)

Ogni curva ha un tratto discendente, in cui la tensione diminuisce all'aumentare della corrente: ciò si spiega con l'incremento della ionizzazione e quindi con la diminuzione della resistenza dell'arco.

All'ulteriore aumentare della intensità di corrente, si ha un aumento di resistenza, dovuto all'effetto delle forze elettrodinamiche che riducono la sezione dell'arco, senza che possa aumentare la ionizzazione. Lunghezze d'arco maggiori corrispondono a caratteristiche più alte in quanto, a parità di altre condizioni, la resistenza elettrica è più elevata.

TENSIONE

CORRENTE

L

Quando la ionizzazione raggiunge un livello di saturazione, la resistenza rimane costante e quindi le curve assumono un andamento praticamente rettilineo, giacendo su rette passanti per l'origine.

Caratteristica elettrica dell’arco

I fattori più importanti che influenzano la sezione e la qualità del cordone di saldatura sono:

intensità di corrente di saldatura e tipo di corrente (se continua, la sua polarità);

tensione di saldatura; velocità di saldatura.

La corrente di saldatura determina la velocità di fusione del filo

(velocità di deposito) e la penetrazione.

Normalmente in saldatura quando si vogliono privilegiare elevate

velocità di fusione dell’elettrodo e bassi rapporti di diluizione viene

utilizzata la polarità inversa (- al pezzo).

Se al contrario si desidera un bagno di saldatura profondo si adotta

la polarità diretta (+ al pezzo). Il procedimento TIG richiede la

polarità diretta per non surriscaldare l’elettrodo di tungsteno che

non deve essere fuso.

Corrente di saldatura

Al crescere del diametro d dell'elettrodo l'intensità di corrente

deve aumentare, in modo da consentire un più alto apporto

termico.

Come riferimento si usano le espressioni empiriche:

I = 40 × d (per saldature in piano e sopratesta)

I » 0.85 × I piano (per saldature in verticale)

che legano linearmente la corrente al diametro dell’elettrodo,

in relazione alla posizione di saldatura.

Comunque, ogni fabbricante consiglia il valore più appropriato

di corrente per i propri elettrodi.

Corrente di saldatura

La tensione di saldatura influenza la

larghezza del deposito.

Tensione di saldatura

Quando si usano diametri maggiori, anche la lunghezza d'arco

viene aumentata. Pertanto, al variare del diametro degli

elettrodi, occorre stabilire la coppia di valori tensione-corrente che

meglio soddisfa ai requisiti della saldatura.

Le norme stabiliscono una relazione che lega linearmente le due

quantità:

E = (20+0,04×I) [V] per I < 600 A

E = 44 V per I > 600 A .

La tensione così determinata si chiama tensione convenzionale di

saldatura.

Tensione e corrente di saldatura

La velocità di deposito influisce sulle dimensioni del bagno di

fusione in modo inversamente proporzionale; anche l’aspetto

superficiale del cordone risente dell’effetto della velocità: saldature

eseguite molto velocemente presentano superfici alquanto

irregolari e con onde a spina di pesce, possono essere affette da

sensibili incisioni marginali e possono contenere porosità e cricche

a centro cordone.

Velocità di deposito

Esame del giunto saldato

ZTA = Zona Termicamente Alterata

ZF = Zona Fusa

Struttura cristallina (GRANI)

Polarità diretta

Polarità inversa

La polarità diretta ha come effetto un maggior riscaldamento del pezzo e quindi una maggiore penetrazione. In complesso l'elettrodo rimane più freddo e l'arco meno stabile.

La polarità inversa dà luogo a maggiore velocità di fusione dell'elettrodo, cui consegue maggiore stabilità dell'arco.

Si definisce polarità diretta quella in cui il pezzo è collegato al polo positivo.

Si definisce polarità inversa quella in cui il pezzo è collegato al polo negativo.

Elettrodi fusibili

Elettrodi nudi: sono utilizzati per saldature di scarsa importanza, quando non sono richieste caratteristiche meccaniche elevate (riempimenti, ecc.

Elettrodi rivestiti: sono formati da un filo metallico, denominato ANIMA, ricoperto da una miscela di sostanze con caratteristiche appropriate, RIVESTIMENTO. Ad un’estremità il filo è scoperto per l’inserzione nella pinza portaelettrodo.

Elettrodi rivestiti

ANIMA: fornisce il materiale d’apporto per la saldatura

RIVESTIMENTO: svolge varie funzioni

Funzione dei componenti

PROTEGGE il bagno di fusione dall’azione

ossidante (O2) e nitrurante (N2) dell’aria

FAVORISCE l’innesco e la stabilità dell’arco

(ambiente ionizzato)

FORNISCE elementi alla lega del cordone di

saldatura per migliorare le caratteristiche

meccaniche e chimiche

IMPEDISCE l’ossidazione superficiale e rallenta il

raffreddamento

SOLIDIFICA formando una scoria superficiale

Il rivestimento può avere una composizione chimica molto diversificata, infatti le diverse tipologie di rivestimento determinano:

Le caratteristiche meccaniche dell’elettrodo

La composizione chimica del materiale

depositato

La posizione della saldatura

La forma dei cordoni di saldatura

Il comportamento della scoria

GLI ELETTRODI

L’elettrodo fusibile ha un’anima di materiale metallurgicamente simile al metallo base ed è ricoperto da un opportuno rivestimento che sviluppando gas (idrogeno, anidride carbonica) protegge l’arco e il cratere di fusione.

Filmato: elettrodi da saldatura

Tipologie di Rivestimento

Ossidante

Acido

Basico

Alla cellulosa

Al Rutilo

Al rutilo-cellulosa

Semibasico

A polvere di ferro

Le diverse tipologie di rivestimento determinano i diversi tipi di elettrodi fusibili rivestiti a cui dobbiamo aggiungere anche gli elettrodi A forte penetrazione Speciali

Tipologie di Rivestimento

OSSIDANTE

Composizione chimica: Percentuale elevata di ossidi

di ferro e manganese.

Comportamento: Realizza una azione decarburante e di riduzione della percentuale di manganese del cordone di saldatura rispetto all’anima dell’elettrodo.

Indicazione d’impiego:

Saldature in piano orizzontale e d’angolo

Per acciai a basso tenore di carbonio Prestazioni meccaniche non elevate

ma soprattutto con finalità estetiche, di regolarità per il cordone.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo negativo per l’elettrodo.

o A corrente alternata.

Tipologie di Rivestimento

ACIDO

Composizione chimica: Ossidi di ferro, minerali

neutri e ferroleghe (FeMn)

Comportamento: Non modificano la composizione del cordone rispetto all’anima dell’elettrodo

Indicazione d’impiego:

Saldature in tutte le posizioni a parte la discendente

Per acciai a basso tenore di carbonio

Buone caratteristiche estetiche Buona penetrazione Discreto innesco dell’arco Scoria facilmente eliminabile

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo negativo per l’elettrodo

o A corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

BASICO

Composizione chimica: Carbonati di calcio o

magnesio e fluorite

Comportamento: Proteggono il bagno di fusione attraverso la liberazione della CO2 , derivante dai materiali costituenti che inoltre desolforano e defosforano la zona fusa.

Indicazione d’impiego:

Saldature in tutte le posizioni. Giunti di notevole spessore. Per acciai aventi C≤0,4% e basso

legati. Caratteristiche meccaniche

superiori a tutti gli altri elettrodi per l’assenza di H2.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo positivo per l’elettrodo

o A corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

ALLA CELLULOSA

Composizione chimica: Carbonati di calcio o magnesio e fluorite con l’aggiunta

del 30% di cellulosa in polvere

Comportamento: Proteggono il bagno di fusione attraverso la liberazione della CO2 , derivante anche dalla combustione della cellulosa, inoltre i materiali desolforano e defosforano la zona fusa. Non modifica il materiale depositato rispetto al filo.

Indicazione d’impiego:

Saldature in tutte le posizioni. Giunti di spessore sottile. Per acciai aventi C≤0,4% e basso legati. Caratteristiche meccaniche buone con ottima

plasticità e resilienza a basse temperature. In alternativa al TIG.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo positivo per l’elettrodo

Tipologie di Rivestimento

AL RUTILO

Composizione chimica: Prevalenza di rutilo, biossido di titanio TiO2 ,

Comportamento: Il bagno di fusione è protetto dagli ossidi di ferro, manganese ma non da quelli di titanio, la cui funzione è quella di garantire una fusione lenta scorrevole.

Indicazione d’impiego:

Saldature in tutte le posizioni ad eccezione della verticale discendente.

Giunti di spessore fino a 5 mm. Scarsa penetrazione. Per acciai al carbonio per carpenteria. Cordoni regolari, esteticamente validi.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo negativo per l’elettrodo, a corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

AL RUTILO - CELLULOSA

Composizione chimica: Prevalenza di rutilo, biossido di titanio TiO2 , e alte

percentuali di cellulosa

Comportamento: Il bagno di fusione è protetto dalla cellulosa, attraverso la CO2 , mentre il TiO2 garantisce una fusione lenta e scorrevole.

Indicazione d’impiego:

Saldature in tutte le posizioni. Giunti di spessore anche rilevante. Forte penetrazione. Acciai al carbonio per carpenteria e basso

legati. Elevata velocità di fusione, innesco rapido

aspetto ottimo del cordone. Buone caratteristiche meccaniche.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo negativo per l’elettrodo, a corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

SEMIBASICO

Composizione chimica:

Presenza di rutilo, biossido di titanio TiO2 , carbonati di calcio o magnesio e fluorite.

Comportamento: Il bagno di fusione è protetto dai carbonati, attraverso la CO2 , mentre il TiO2 garantisce una fusione lenta e scorrevole.

Indicazione d’impiego:

Saldature in tutte le posizioni. Giunti di spessore anche rilevante. Buon innesco. Per acciai aventi C≤0,4% e basso legati. Elevata velocità di fusione e aspetto ottimo del

cordone. Buone caratteristiche meccaniche soprattutto

resilienza e plasticità a freddo e a caldo.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo positivo per l’elettrodo, a corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

A POLVERE DI FERRO

Composizione chimica:

Presenza di polvere di ferro dal 20% al 75%, con tracce di cromo Cr e Nichel Ni, in rivestimenti acidi, basici, o al rutilo, con spessore doppio del rivestimento rispetto agli altri.

Comportamento: La funzione della polvere di ferro è quella di aumentare il rendimento sino al 180 %, cioè aumenta la quantità di materiale d’apporto depositata nell’unità di tempo.

Indicazione d’impiego:

Saldature soprattutto in piano e piano frontale. Giunti di spessore notevole. Per una vasta gamma di acciai a seconda della

natura prevalente del rivestimento. La più elevata velocità di fusione.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo negativo per l’elettrodo, a corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

A FORTE PENETRAZIONE

Composizione chimica:

Acida o al rutilo-cellulosa.

Comportamento: Protezione secondo il meccanismo degli ossidi di ferro o del biossido di ferro.

Indicazione d’impiego:

Saldature soprattutto in piano e di testa. Giunti di spessore variabile da 7 a 18 mm. Doppia penetrazione (pari al doppio del

diametro dell’anima). Minor ritiro di raffreddamento, conseguenza del

consumo inferiore di materiale d’apporto. Preparazione dei lembi più veloce e quindi

meno costosa.

Saldatrici: o A corrente continua (D.C.) con polo positivo per l’elettrodo, a corrente alternata

Tipologie di Rivestimento

ELETTRODI SPECIALI

Composizione chimica:

La composizione è a discrezione del costruttore.

Comportamento: è a discrezione del costruttore.

Indicazione d’impiego:

Da taglio. Da riscaldo. Per leghe leggere.

Saldatrici: è a discrezione del costruttore.

Classificazione ISO degli elettrodi rivestiti

La classificazione considera i diversi tipi acciai o materiali che devono essere saldati.

Esempio: Acciai non legati e debolmente legati al manganese E 430 L 2 SB 2 0 R 9 KU 40 (UNI 5132) Acciai al molibdeno e al cromo-molibdeno E X 3 Cr Mo 0901 b 0

1) Lettera distintiva degli elettrodi rivestiti

3) Tipo di applicazione

2) Resistenza a trazione

4) Classe di qualità 5) Tipo di rivestimento

6) Posizione di saldatura

7) Condizione di alimentazione elettrica

8) Rendimento

9) Simbolo aggiuntivo per caratteristiche di

resistenza a bassa pressione

OK 45.40

SMAW

Tipo Rutilico

Elettrodo con rivestimento rutilico di facile impiego. Indicato per costruzioni di carpenterie di piccolo spessore in acciaio al carbonio. Ottima estetica, facile rimozione della scoria.

Corrente di saldatura

DC-(+), AC OCV 45 V

Elettrodo fusibile utilizzato in reparto

Classificazioni

SFA/AWS A5.1 E6013 EN 499 E 42 0 R 12 DIN 1913 E 43 22 R 322 ISO 2560 E 43 2 R 22 UNI 5132 E 44 L3 R22 R09 EN ISO 2560-A E38 0 R 12

Norme

CE EN 13479

Composizione chimica tipica tutto metallo d'apporto

C 0,07 Si 0,4 Mn 0,4 P <0,03 S <0,03

Snervamento, MPa 315 Carico di rottura, MPa 460-560 Allungamento, A4 % 24 Allungamento, A5 % 24 Resilienza Charpy V Temperatura di collaudo 0 °C Valori di resilienza +48 J

Caratteristiche tecniche

Diametro 4,0 1,6 2,0 2,5 2,5 3,2 3,2

Lunghezza 450 300 300 300 350 350 450

Tensione d'arco V 130-180 26 23 25 70-110 90-140 22

Corrente di saldatura A

24 30-60 45-60 70-10 26 22 90-140

N. Kg di deposito per Kg di elettrodi

0,56 0,49 0,48 0,54 0,50 0,54 0,56

B. Numero di elettrodi per Kg di metallo depositato

29 278 192 111 100 58 1,0

H. Kg di deposito per ora d'arco

acceso

1,4 0,4 0,5 0,8 0,8 1,0 1,0

T. Tempo di fusione secondi per elettrodo

90 32 40 42 47 63 81

Caratteristiche tecniche

Impianti per saldatura

Le saldatrici hanno lo scopo di innescare, stabilizzare e regolare l’arco voltaico. La tensione non arriva a valori elevati per ragioni di sicurezza per l’operatore: 80 V in a.c., 100 V in d.c.

Le saldatrici in commercio sono così suddivise: A corrente continua: statiche (raddrizzatori di corrente), rotanti. A corrente alternata: statiche (trasformatori), rotanti (alternatori).

Le saldatrici a corrente continua possono avere l’elettrodo collegato al polo negativo (polarità diretta) oppure a quello positivo (polarità indiretta detta anche inversa).

Nel caso della polarità diretta l’elettrodo si comporta come catodo e bombarda di elettroni il pezzo da saldare che funge da anodo, con sviluppo di una notevole quantità di calore supplementare.

Nel caso della polarità indiretta l’elettrodo si comporta come anodo e il pezzo da saldare funge da anodo, questo comporta che con determinati rivestimenti si migliora la stabilità dell’arco e la fusione dell’elettrodo.

Saldatrici per elettrodo rivestito MMA (nella terminologia AWS è indicata come SMAW - Shielded Metal Arc Welding - ossia Saldatura ad arco con metallo protetto).

L'attrezzatura per effettuare una saldatura MMA consiste in: un generatore di corrente elettrodi una pinza portaelettrodo una presa di terra e i cavi di saldatura.

Pinza portaelettrodo

Morsetto con presa di terra

Cavi di saldatura

Elettrodo

Generatore di corrente

LA SALDATURA AD ARCO ELETTRICO CON ELETTRODO RIVESTITO

È il procedimento di saldatura manuale più diffuso. Il calore necessario alla fusione del materiale base è prodotto da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo metallico e il metallo base. Il saldatore tenendo in mano la pinza porta elettrodo, dirige e guida l’arco, che viene innescato toccando il metallo base con la punta dell’elettrodo e subito ritirandolo ad una distanza di qualche millimetro.

Filmato: come si salda elettrodo

Tipologie di saldatrici

Gli impianti possono essere a corrente continua o a corrente alternata. Entrambi possono statici o a gruppi rotanti. Gli impianti a corrente alternata sono più leggeri e meno ingombranti di quelli a d.c.; rispetto a questi ultimi hanno un rendimento maggiore ed un minor costo di esercizio. Gli impianti a corrente continua presentano i seguenti vantaggi: maggiore stabilità dell’arco; possibilità di saldare tutti i materiali metallici; possibilità d’impiegare qualsiasi tipo di elettrodo. Esempi

Statica ad arco a corrente continua con gruppi di

raddrizzatori

Rotante ad arco trifase-corrente continua

Statica ad arco trimonofase a corrente alternata

Rotante ad arco trifase-corrente alternata monofase

Saldatrice statica a corrente alternata

Saldatrice a gruppi rotanti a corrente continua

Saldatrici MMA Si dividono in: ad inverter, monofase, trifase La saldatura a elettrodo rivestito MMA (nella terminologia AWS è indicata come SMAW - Shielded Metal Arc Welding - ossia Saldatura ad arco con metallo protetto) è il procedimento più adatto per essere impiegato all'aperto (quindi in cantiere) poiché non necessita del gas di protezione. L'elettrodo è una bacchetta di metallo, ricoperta da un impasto essiccato, detto rivestimento, composto da vari materiali disossidanti. Durante la saldatura, quando l'elettrodo fonde, i componenti del rivestimento fondono anch'essi e reagiscono fra loro, modificando la composizione dell'atmosfera in cui scocca l'arco. Una volta giunti sul bagno di saldatura formano una scoria meno densa del metallo di fusione che, quindi, galleggia sul bagno, proteggendo la fusione dall'ossidazione atmosferica durante la fase di solidificazione. Quando si porta l'elettrodo ad una distanza opportuna dal pezzo scocca l'arco elettrico, che fonde il materiale metallico dell'elettrodo, il rivestimento ed il metallo del pezzo che deve essere saldato. Il saldatore sposta manualmente la pinza porta elettrodo, gestendo in tal modo il bagno di saldatura. Sia la necessità di sostituire gli elettrodi, sia quella di scalpellare la scoria dopo aver effettuato la saldatura riducono la produttività del procedimento, riducendone quindi l'economicità. Grazie alla sua versatilità e semplicità, la saldatura a elettrodo rivestito è uno dei processi di saldatura più popolari al mondo, è particolarmente utilizzato nella manutenzione e nelle riparazioni, ma è anche molto impiegato nella costruzione di strutture di acciaio e nella fabbricazione industriale. Negli ultimi anni il suo uso è diminuito a favore di altri tipi di saldatura, tuttavia, grazie ai bassi costi e all’ampio utilizzo di questo processo di saldatura probabilmente continuerà a essere molto popolare, soprattutto tra gli hobbisti e le piccole imprese. Attualmente gli elettrodi rivestiti sono prodotti in varie forme con differenti funzioni a seconda delle esigenze sia di sicurezza sia di operabilità sia estetiche della saldatura. L'attrezzatura per effettuare una saldatura MMA consiste in: un generatore di corrente, elettrodi, una pinza portaelettrodo, una presa di terra e i cavi di saldatura.

Ad inverter

Monofase

Trifase

Saldatrici MMA

http://www.elettrocf.com/default.aspx

Questi procedimenti impiegano un elettrodo continuo di tipo fusibile, che è avvolto su un aspo e fatto avanzare durante la saldatura mediante dei trascinatori a rulli R. Il generatore di corrente G è collegato al filo mediante un contatto strisciante C, posto a breve distanza dall'arco, per ridurre la dissipazione di energia attraverso il filo.

Saldatura a filo continuo

In questi procedimenti la lunghezza d'arco viene regolata agendo sulla velocità dei rulli di trascinamento, che è controllata dalla tensione d'arco. La protezione del giunto, indicata in figura con P, è ottenuta o con flusso di polveri o con gas. A seconda del tipo di protezione, si hanno i seguenti processi di saldatura:

ad arco sommerso

sotto gas protettivo

Saldatura a filo elettrodo in gas protettivo

Saldatura T.I.G.

Questo procedimento particolare (Tungsten Inert Gas o Gas Tungsten Arc

Welding) si differenzia da quelli a protezione di gas visti in quanto

l'elettrodo è infusibile. Esso è costituito infatti da una bacchetta di

tungsteno che spunta dalla torcia. Per il resto il procedimento è simile al

MIG. L'arco scocca tra pezzo ed elettrodo ed è protetto dal gas inerte.

Quando occorre metallo d'apporto l'operatore introduce una bacchetta di

tale metallo nel bagno fuso.

Il procedimento TIG è stato introdotto durante la seconda guerra

mondiale per saldare le leghe leggere delle costruzioni aeronautiche. Il

suo uso è oggi esteso alla saldatura di acciai per eseguire passate sottili,

o di fondo cianfrino, senza pericolo di sfondamenti. Richiede polarità

diretta, per non consumare l'elettrodo.

Nel procedimento TIG si utilizza la quantità di calore generata da un arco elettrico che si innesca

tra il giunto da saldare e un elettrodo infusibile di tungsteno.

A seconda degli spessori, si può utilizzare o meno materiale d’apporto omogeneo al materiale base.

Forma e penetrazione del cordone sono funzione di: parametri elettrici (tensione e corrente),

gas/miscela utilizzato e velocità di avanzamento.

La corrente è regolata sul generatore, la tensione d’arco (e la larghezza del cordone) è funzione

dell’altezza dal pezzo dell’elettrodo.

Per tutti i materiali ad eccezione di alluminio e magnesio si opera con corrente continua in polarità

diretta (+ al pezzo).

Alluminio e magnesio, piccoli spessori, si saldano in corrente continua polarità inversa (- al pezzo)

mentre i grossi spessori si saldano in corrente alternata.

Alluminio e magnesio: elettrodo di tungsteno puro (fascia verde).

Altri materiali: elettrodo di tungsteno al torio (fascia rossa) o al cerio (fascia grigia).

Postazione Saldatura T.I.G.

Posizioni Saldatura T.I.G.

Gas e miscele TIG

Nel TIG i gas o le miscele sono completamente inerti (argon, elio e loro miscele) ad eccezione degli acciai INOX austenitici (AISI 300) sui quali è possibile utilizzare anche miscele con idrogeno.

TIG - Tutti i materiali

Gas: argon, elio, e loro miscele.

Ossidazione equivalente: 0%

I gas/miscele usati sono completamente inerti.

La presenza di altri elementi sotto forma di inquinanti al di sopra di determinati valori (ossigeno, azoto, umidità, idrocarburi…) è MOLTO nociva al procedimento (cricche, porosità).

E’ fondamentale la pulizia del materiale base: dev’essere necessariamente privo di olii, grassi e simili. Talvolta è necessario proteggere a rovescio la saldatura con gas inerti (argon, azoto, raramente elio).

Le miscele con Elio sono spesso utilizzate in procedimenti automatici per aumentare le velocità di saldatura.

TIG - acciai INOX austenitici (AISI serie 300)

Gas: argon, elio, idrogeno e loro miscele.

Ossidazione equivalente: 0%

I gas/miscele usati sono inerti o riducenti.

Valgono le attenzioni già indicate nel procedimento TIG su tutti i materiali. L’elemento riducente (H2) è utilizzato in piccole aggiunte su questo tipo di acciai e ha effetto disossidante e sbiancante.

Altro vantaggio dell’idrogeno è quello di ha un elevata conducibilità termica, a vantaggio della velocità di saldatura (in automatico).

Saldatrici TIG

Si dividono in: DC ad inverter, AC-DC ad inverter.

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, in quanto produce giunti di elevata qualità, ma, d’altra parte, richiede operatori altamente specializzati. 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. E’ particolarmente indicata per saldare piccoli spessori o quando si necessitano saldature di elevata robustezza e qualità. D’altra parte però la sua corretta realizzazione rispetto alle altre tecniche di saldatura è più complessa, difficile e notevolmente più lenta. 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 ad 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 un generatore di corrente, una torcia per saldare con elettrodo di tungsteno infusibile, cavo massa, bombola del gas di protezione, eventuale bacchetta di metallo d'apporto.

DC ad inverter

Saldatrici a TIG

AC-DC ad inverter

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Saldatura M.I.G – M.A.G.

In questo procedimento si utilizza la quantità di calore generata da un arco

elettrico che si innesca tra il giunto da saldare e un elettrodo fusibile (filo) di

natura omogenea o simile al materiale base.

L’elettrodo fusibile (filo) fonde progressivamente e, contemporaneamente, è

alimentato a velocità proporzionale all’intensità di corrente impostata. Forma e

penetrazione del cordone sono funzione di: parametri elettrici (tensione e

corrente), gas/miscela utilizzato e velocità di avanzamento della torcia.

Postazione Saldatura M.I.G – M.A.G.

Gas e miscele MIG MAG La differenza tra i procedimenti MIG e MAG è esclusivamente legata al tipo di miscela di

gas utilizzabile: nel MIG i gas o le miscele sono completamente inerti (argon, elio e loro

miscele), nel MAG si utilizzano miscele con una determinata percentuale di gas

chimicamente ‘attivi’ come ossigeno, diossido di carbonio, idrogeno. La scelta della

corretta miscela è funzione, principalmente, del materiale trattato:

MAG - Acciai al Carbonio e bassolegati

Gas: Argon, Diossido di carbonio, ossigeno, elio e loro miscele.

Ossidazione equivalente: > 2%

Caratteristiche: Gli elementi ossidanti (O2, CO2) stabilizzano l’arco e migliorano le

caratteristiche chimico / meccaniche del giunto. In generale, su piccoli spessori, è

possibile utilizzare miscele a basso potere di ossidazione equivalente. Al crescere degli

spessori, è preferibile l’utilizzo di miscele più ossidanti. In caso di utilizzo di fili animati si

utilizzano miscele ad alto tenore di CO2, fino ad un massimo del 100%. Le miscele con

Elio sono utilizzate prevalentemente in procedimenti automatici per aumentare le velocità

di saldatura o su procedimenti che richiedono alti tassi di deposito.

MAG - Acciai INOX

Gas: Argon, Diossido di carbonio, ossigeno, elio, idrogeno e loro miscele.

Ossidazione equivalente: < 2%

Gli elementi ossidanti (O2, CO2) stabilizzano l’arco e garantiscono la piena fusione del giunto,

Gli elementi riducenti (H2) sono usati esclusivamente sugli acciai austenitici (serie AISI 300) e

hanno effetto disossidante. Le miscele con Elio sono utilizzate prevalentemente in

procedimenti automatici per aumentare le velocità di saldatura.

MIG – Alluminio e leghe leggere

Gas: Argon, elio, e loro miscele.

Ossidazione equivalente: 0%

Sono fondamentali la qualità della miscela e la pulizia del materiale base che dev’essere

necessariamente privo di olii, grassi e simili. Le miscele con Elio sono utilizzate sia in

procedimenti automatici per aumentare le velocità di saldatura che su grossi spessori, difatti

l’alluminio e le sue leghe hanno un’elevatissima conducibilità termica, cioè dissipano molto

rapidamente il calore, con conseguente rischio di incollature.

Sotto è riportato lo spaccato di una torcia per saldatura MIG/MAG. Nello spaccato è possibile

individuare le parti principali che compongono la torcia:

1. Impugnatura

2. Isolante (in bianco) e inserto filettato per la guida del filo (in giallo)

3. Ugello per il gas di protezione

4. Pattino di contatto fra alimentazione elettrica e filo (guidafilo)

5. Bocchello di alimentazione del gas di protezione

In alcuni casi la torcia ha un circuito di refrigerazione alimentato con acqua.

Saldatura M.I.G – M.A.G.

Saldatrici a filo MIG MAG

Si dividono in: compatte, a carrello separato, ad inverter. La saldatura MIG (Metal-arc Inert Gas) o MAG (Metal-arc Active Gas) (l'unica differenza fra le due è il gas che viene usato per la protezione del bagno di saldatura), indicate entrambe nella terminologia AWS come GMAW (Gas Metal Arc Welding - Saldatura ad arco con metallo sotto protezione di gas) è un procedimento a filo continuo in cui la protezione del bagno di saldatura è assicurata da un gas di copertura, che fluisce dalla torcia sul pezzo da saldare. Il fatto che sia un procedimento a filo continuo garantisce un'elevata produttività al procedimento stesso, e contemporaneamente la presenza di gas permette di operare senza scoria (entrambe queste caratteristiche aumentano l'economicità del procedimento nei confronti, per esempio, della saldatura a elettrodo). Attualmente, GMAW è il processo di saldatura più utilizzato a livello industriale, preferito per la sua versatilità, velocità e la relativa facilità di adattare questo processo all’automazione robotica. A differenza dei processi di saldatura che non utilizzano gas di protezione, , come la saldatura MMA, questo processo è raramente utilizzato all'aperto o in aree ad alta volatilità del gas nell’aria. Alcune saldatrici prevedono l’utilizzo di fili speciali “animati” che permettono di saldare senza l’utilizzo del gas di protezione. D'altra parte una postazione per saldatura MIG/MAG è necessariamente composta dai seguenti componenti: 1. Generatore di corrente. 2. Torcia con duplice funzione: far scoccare l'arco fra il filo ed il pezzo e portare il gas di protezione sul bagno di saldatura. 3. Meccanismo di avanzamento e controllo del filo. 4. Filo di saldatura. 5. Massa. 6. Bombola del gas di protezione.

Compatte

Con carrello separato

Ad inverter

Saldatrici a filo MIG-MAG

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Trasferimento del metallo d’apporto nei processi a filo continuo MIG - MAG

Schema di principio dell’arco pulsato

Durante la saldatura l'elettrodo è completamente circondato da un flusso di polvere protettiva che viene fatta scorrere, cadendo da una apposita tramoggia. L'arco quindi risulta non esposto all'aria, ma "sommerso" dal flusso. I costituenti del flusso, che possono essere di varia natura, in parte fondono formando una scoria protettiva e disossidante ed in parte rimangono allo stato di polvere, che può essere poi recuperata.

Saldatura ad arco sommerso (AS o SAW)

L'arco sommerso, essendo un tipico procedimento automatico, consente alte

produttività ed un'ottima affidabilità.

La caratteristica principale dell’arco sommerso è la possibilità di impiegare

intensità di corrente assai più elevate di quelle utilizzate per elettrodi rivestiti

di pari diametro. Per esempio, con un filo di 4 mm di diametro si possono

impiegare facilmente 700 A, mentre con elettrodo rivestito dello stesso

diametro non si superano in genere i 200 A, onde non riscaldare

eccessivamente e danneggiare il rivestimento.

L’elevata intensità di corrente porta le seguenti conseguenze:

- viene fusa una notevole quantità di metallo d’apporto;

- viene fusa una notevole quantità di materiale base.

Ciò significa che la saldatura ad arco sommerso offre alta produttività e

notevole capacità di penetrazione nei confronti del materiale base.

Queste caratteristiche rendono la saldatura ad arco sommerso

particolarmente adatta per operare su grandi e medi spessori, in

quanto si può avere la possibilità di eseguire un giunto con un

minimo numero di passate effettuate a velocità sensibilmente

superiori a quelle possibili con saldatura manuale.

Il procedimento si presta inoltre in modo particolare alla

realizzazione di riporti saldati, ove si deposita, mediante cordoni

paralleli, uno strato uniforme di metallo su quello base.

In caso di riporti o placcature (sia per ripristinare pezzi usurati, sia

per ottenere superfici con particolari caratteristiche meccaniche e

metallurgiche), si utilizza la polarità inversa (con pezzo collegato al

polo -), per limitare la penetrazione ed aumentare (fino al 30%) la

velocità di deposito.

I flussi, oltre a proteggere l’arco, hanno anche altre funzioni,

analogamente a quanto visto per il rivestimento degli elettrodi. Sono

costituiti soprattutto da silicati, ossidi e ferroleghe.

I flussi sono normalmente distinti in due grandi categorie, che

tengono conto del metodo usato nella loro fabbricazione, e che

caratterizza la loro attività metallurgica:

1. flussi prefusi,

2. flussi agglomerati e flussi misti.

I fili costituenti l'elettrodo sono fabbricati partendo da vergelle di

elevata purezza e ridotti al diametro voluto mediante trafilatura.

Generalmente sono rivestiti di un sottile strato di rame che ha lo

scopo sia di proteggerli dall'ossidazione, durante i periodi di

immagazzinamento, sia di ridurre la resistenza elettrica di contatto

con la spazzola strisciante.

Recentemente sono stati introdotti anche fili animati, che contengono

nel loro interno polveri di ferroleghe, analogamente a quanto si dirà

al punto seguente per il procedimento manuale a filo animato.

Variante di questo tipo di procedimento è quello cosiddetto a filo

animato (FCAW dalla classificazione anglosassone Flux Cored Arc

Welding). In questo procedimento, il filo non è costituito da metallo

massiccio ma è internamente cavo e riempito di flusso; questo può

avere tutte le funzioni dei rivestimenti degli elettrodi rivestiti, cioè

operativa, protettiva, elettrica e metallurgica (disossidazione,

desolforazione, apporto di elementi di lega).

Esiste lo svantaggio di un maggior costo del filo e il problema della

scoria che deve essere asportata.

I fili animati hanno, rispetto ai fili pieni, il grande vantaggio di

consentire generalmente maggiori velocità di deposito, arco più

stabile e penetrazioni più accentuate e, per gli acciai al carbonio,

possono dare la possibilità, utile per alcune applicazioni di minor

importanza, di saldare direttamente su materiali arrugginiti con

protezione di CO2. Su acciai legati si usa generalmente protezione

di miscele Ar - CO2 o di argon puro.

Saldatura Arcatomica

La saldatura arcatomica può essere considerata una combinazione della saldatura elettrica ad arco voltaico con la saldatura a gas che, in questo caso, è costituito da idrogeno puro. L’apparecchiatura per la saldatura arcatomica consiste in una pinza speciale provvista di due porta-elettrodi a forma di iniettore, inclinati tra loro di circa 50°.

Gli elettrodi, costituiti da due bacchettine di tungsteno, sono montati secondo l’asse del porta-elettrodo e vengono investiti ed avvolti da un getto di idrogeno allo stato molecolare biatomico (H2).

In questo modo l’idrogeno che defluisce dagli iniettori forma un fiocco di atmosfera riducente che avvolge le estremità degli elettrodi, l’arco, il materiale di apporto e la zona di saldatura proteggendoli contro l’ossidazione dell’aria ambiente. L’efficace protezione dell’atmosfera di idrogeno permette l’impiego di bacchette d’apporto senza rivestimento

Saldatura Arcatomica

Saldatura Arcatomica

Venendo a contatto con l’arco, le molecole di idrogeno si scindono in atomi assorbendo una certa quantità di calore Q, secondo la reazione: H2 = H + H - Q

Principio di funzionamento

Per effetto della corrente fluida e dell’arco stesso, gli atomi di idrogeno vengono in dirizzati nella zona di saldatura dove si ricompongono in molecole: H + H = H2 + Q

Il calore sviluppato durante la ricomposizione degli atomi in molecole si somma a quello prodotto dall’arco voltaico.

Questa elevata quantità di calore, essendo concentrata su una piccola superficie, porta la zona di saldatura ad una temperatura di circa 4000 °C, quasi istantaneamente.

Saldatura Arcatomica

Questo procedimento è particolarmente efficace per la saldatura di

materiali metallici difficili da saldare, di fogli molto sottili, di oggetti

che esigono una buona finitura, in generale parti soggette a rilevanti

sollecitazioni meccaniche e termiche con la necessità di un’esecuzione

accurata e controllata.

Questo determina un’applicazione di nicchia, non molto diffusa, per

interventi ad esempio su stampi in acciai legati, motori a reazione,

recipienti di acciai speciali, ecc…

Saldatura ad arco al Plasma

Saldatura ad arco al Plasma

Il processo di saldatura al plasma fu introdotto nell’industria della saldatura nel 1964 come un metodo per ottenere un miglior controllo sulla saldatura ad arco con l’utilizzo di bassi valori di corrente. Oggi, i vantaggi principali delle saldature al plasma risiedono nella possibilità di ottenere saldature di altissima qualità nelle applicazioni di precisione e di miniatura e nel mantenere la vita operativa dell’elettrodo a lungo anche in caso di elevati livelli di produzione.

Il processo di saldatura al plasma può essere usato sia nelle applicazioni manuali che in quelle automatizzate. E’ stato usato in una vasta varietà di impieghi, dai materiali più voluminosi (per riparare le pale dei motori a getto, ad esempio) agli strumenti chirurgici.

Saldatura ad arco al Plasma

La saldatura al plasma è molto simile alla TIG, poiché l’arco si forma tra un elettrodo di tungsteno e il pezzo in lavorazione. Posizionando l’elettrodo nel corpo della torcia, l’arco al plasma può essere separato dall’involucro creato dal gas di protezione. Un arco pilota viene avviato tra l’elettrodo nella torcia e un ugello in rame sulla punta della torcia stessa: il suddetto arco viene così trasferito al materiale da saldare. Forzando il plasma e l’arco a passare attraverso un condotto, si può concentrare tutto il calore sprigionato dall’arco in un’area molto ristretta. Con l’attrezzatura adatta, quindi, la saldatura al plasma permette di ottenere risultati di eccezionale qualità. Possiamo individuare tre modalità di saldatura in base al diametro del condotto e alla quantità di plasma introdotta:

Caratteristiche del processo

Saldatura ad arco al Plasma

Processo di saldatura ad arco al plasma

1. Microplasma: da 0.1 a 15 A. L’arco al microplasma può operare a correnti di saldatura estremamente basse. L’arco che si ottiene è stabile e la sua lunghezza varia fino a 20 mm.

2. Medium current: da 15 a 200 A. A correnti più elevate, le caratteristiche del processo diventano molto simili a quelle della saldatura TIG ma, poiché l’arco è direzionato, risulta più violento.

3. Keyhole plasma: oltre i 200 A. Aumentando le correnti di saldatura e la quantità di gas introdotta, si crea un flusso di plasma molto potente che può riuscire penetrare completamente il materiale base, come accade nella LBW e nella EBW. Questo processo può saldare materiali con spessori elevati (oltre i 10 mm) in una sola passata.

Saldatura ad arco al Plasma

Plasma: condizione particolare di stato ionizzato alla quale

viene portato un gas mediante un forte apporto di calore.

Caratteristiche del Plasma:

Buon conduttore di elettricità

Raggiunge elevate temperature (30*104°C)

Può essere prodotto da gas inerti

Può diventare una sorgente di calore concentrata di piccole dimensioni

Può essere erogato a forte velocità

Sostanzialmente si possono avere due tipologie di arco plasma : trasferito e non trasferito .

a. arco trasferito: la corrente passa tra l’elettrodo ed il metallo, generando temperature fino a 30000 °C.

b. arco non trasferito: la corrente fluisce tra l’elettrodo e l’ugello della torcia, generando temperature fino a 15000 °C. In questo caso si hanno due processi distinti nella torcia: la produzione di plasma e la sua costrizione a passare attraverso una strozzatura costituita da un foro calibrato, dando origine a fenomeni di strizione meccanica, elettrica ed elettromagnetica che permettono di ottenere getti di forma cilindrica anziché conica, molto sottili e concentrati.

TRASFERITO NON TRASFERITO

Arco al Plasma

L’arco al plasma normalmente viene creato in corrente continua. Poiché l’unica differenza con il processo TIG sta nel flusso separato di gas di protezione e plasma, si può aggiungere al generatore TIG una console per il plasma control. Esistono dei generatori espressamente pensati per questo tipo di saldatura. L’eccessivo riscaldamento dell’elettrodo durante il mezzo ciclo positivo dell’onda, nel caso di impiego di corrente alternata, può causare l’arrotondamento (balling) della punta dell’elettrodo stesso, disturbando la stabilità dell’arco. Per evitare questo effetto, sono disponibili dei generatori speciali, che permettono di passare da corrente continua ad alternata con un dispositivo di bilanciamento della forma dell’onda, per ridurre la durata della polarità positiva dell’elettrodo e mantenerlo quindi a temperature sufficientemente basse.

Saldatura ad arco al Plasma

Il generatore

Nonostante generalmente l’arco venga avviato utilizzando le alte frequenze, in questo caso esso si forma inizialmente tra l’elettrodo e il condotto dove viene forzato il plasma (arco pilota). L’arco pilota è mantenuto nel corpo della torcia finché non viene trasferito al pezzo. Questo sistema assicura un arco affidabile e consente di evitare l’impiego delle alte frequenze, che possono causare, come già detto, interferenze con le altre strumentazioni.

Saldatura ad arco al Plasma

Innesco dell’arco

L’elettrodo usato per la saldatura al plasma è costituito da tungsteno con il 2% di torio, mentre l’ugello per il plasma è realizzato in rame. Il diametro della punta dell’elettrodo non è così importante come per la saldatura TIG e dovrebbe essere mantenuto tra i 30 e i 60 gradi. Il diametro della sezione di uscita dell’ugello è di fondamentale importanza: un diametro eccessivamente piccolo rispetto al livello di corrente e alla quantità di plasma introdotto porterebbe infatti ad un’eccessiva erosione dell’ugello stesso o persino alla sua fusione. E’ quindi preferibile realizzare il diametro più ampio possibile in relazione al livello di corrente richiesto; d’altra parte, un diametro troppo grande può dare problemi di stabilità dell’arco. Recenti studi hanno inoltre dimostrato che, variando la dimensione del condotto o la quantità di plasma introdotto, non si osservano variazioni nella larghezza del keyhole, che quindi non va considerata una variabile critica da tenere sotto controllo durante il processo di saldatura.

Saldatura ad arco al Plasma

Variabili del processo

La saldatura al microplasma è stata tradizionalmente impiegata per saldare strutture piane molto sottili (al di sotto di 0.1 mm di spessore), fili e sezioni di ingranaggi. Il violento arco a punta di spillo minimizza la distorsione e lo spostamento dell’arco. La saldatura medium current è considerata un’alternativa alla più convenzionale tecnica TIG. I vantaggi rispetto a quest’ultima sono il maggiore livello di penetrazione (quando si utilizzi un flusso di plasma consistente) e una maggiore tolleranza alle contaminazioni superficiali, inclusi i rivestimenti (l’elettrodo è interno alla torcia). Il maggiore svantaggio rispetto alle altre tecniche sta nell’ingombro della torcia, che rende la saldatura manuale più difficoltosa. Nella saldatura meccanizzata, invece, bisogna prestare particolare attenzione al mantenimento della torcia per assicurare prestazioni uniformi.

Saldatura ad arco al Plasma

Applicazioni

La modalità keyhole plasma presenta due aspetti molto interessanti: una penetrazione profonda ed elevate velocità di saldatura. Paragonato a quello della saldatura TIG, infatti, l’arco che si ottiene riesce a penetrare piastre con spessori di oltre 10 mm; se si vuole invece eseguire una sola passata generalmente ci si limita a spessori di 6 mm. Per assicurare un profilo più liscio del cordone di saldatura si può anche usare un materiale d’apporto. Per spessori fino a 15 mm, si usa fare una prima passata autogena e una seconda passata con l’impiego di un materiale d’apporto. In questa modalità, la quantità di plasma introdotto e il materiale d’apporto devono essere bilanciati con cura per mantenere la stabilità del keyhole e della zona fusa.

Saldatura ad arco al Plasma

Applicazioni