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CAPITOLO 3 - TECNOLOGIE
3.2 - TECNOLOGIE DI GIUNZIONE
3.2.3 - Saldatura ad arco in atmosfera protetta (MIG - TIG welding)

Le saldature ad arco in atmosfera protetta MIG (Metal Inert Gas) e TIG (Tungsten Inert Gas) sono considerate metodi affidabili per la giunzione di leghe di alluminio.

Entrambe risolvono il problema della formazione dell’ossido di alluminio durante il processo di saldatura:

  • Nel sistema MIG con l’adozione di un flusso controllato di un gas inerte che, investendo il sito di saldatura, riduce la presenza di ossigeno evitando l’ossidazione del metallo;
  • Nel sistema TIG la rimozione dell’ossido è affidata all’elettrodo: invertendo la polarità, si inverte il conseguente flusso di elettroni, che normalmente andrebbe dall’elettrodo al punto di saldatura. Si adotta un’alimentazione a corrente alternata in modo da permettere il raffreddamento dell’elettrodo nei semicicli in cui il flusso degli elettroni è invertito.

Durante la saldatura un gas inerte (generalmente argon) protegge l’elettrodo, l’arco, il bagno e le zone del pezzo adiacenti ad esso da contaminazioni atmosferiche che comprometterebbero la qualità del giunto.

Schema di saldatura MIG (fonte: European Aluminum Association)

La saldatura avviene per fusione sfruttando l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo fusibile (filo) e il pezzo da saldare. Il filo elettrodo rappresenta il materiale d’apporto. Generalmente il suo avanzamento avviene con un meccanismo di spinta, ma nel caso delle leghe di alluminio i rischi di un cedimento del filo sono elevati, pertanto è prevista una apparecchiatura, situata nella torcia, che tira il filo (che può essere contemporaneamente spinto).

Durante la saldatura il filo elettrodo, il bagno, l’arco, le zone circostanti il materiale, sono protetti dalla contaminazione atmosferica tramite il gas inerte fluente dalla pistola.

Le velocità di avanzamento del filo sono nell’ordine dei 10-20m/min e sono controllate dalla variazione di corrente dell’arco; l’alimentazione è autonoma.

La versione del MIG più diffusa è quella semiautomatica anche se può essere completamente automatizzata.

E’ ideale per applicazioni di carpenteria, per grandi strutture, serbatoi, carrozze ferroviarie, costruzioni nautiche.

Vantaggi:

  • Elevata produttività dovuta alla continua alimentazione del materiale d’apporto;
  • Elevata densità di corrente (100-250A/mm²) che consente elevata velocità di deposito.

Svantaggi:

  • Apparecchiatura complessa, costosa, difficilmente trasportabile, ingombrante;
  • Difficoltà a saldare giunti in posizioni particolari.
Schema di saldatura TIG (fonte: European Aluminum Association)

È un processo di saldatura per fusione che sfrutta l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo infusibile ed il pezzo da saldare. Gli elettrodi sono a base di tungsteno.

La saldatura viene eseguita fondendo i lembi accostati del pezzo, in un tempo molto breve (3-5 s). Per spessori ridotti non è previsto l’uso di materiale d’apporto. Per spessori elevati esso è invece utilizzato sotto forma di bacchette immerse nel bagno di fusione a intervalli regolari, fondendo ogni volta per un tratto di alcuni millimetri. Esso viene aggiunto lateralmente in modo manuale o automatico.

Questo comporta una complicazione del processo, con la necessità di operatori altamente qualificati o di macchine programmate in modo estremamente preciso.

Il controllo della saldatura può essere:

  • manuale: la lunghezza d’arco e l’elettrodo sono controllati dall’operatore;
  • semiautomatico: la lunghezza d’arco ed elettrodo sono controllati dalla macchina mentre l’operatore sposta l’elettrodo lungo la saldatura;
  • automatico: tutte le operazioni sono effettuate dalla macchina.

Vantaggi:

  • Rapidità di esecuzione;
  • Adattabilità a qualsiasi posizione di lavoro;
  • Facilità di controllo dell’arco con conseguente regolarità del deposito;
  • Regolazione di intensità di corrente entro ampi limiti;
  • Sorgente termica potente e concentrata. Questo rende possibili saldature di spessori molto ridotti (fino a 0.5 mm) con discrete velocità di saldatura.

(continua...)

 
 
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