PROCESSO DI SALDATURA: DEFINIZIONE, TIPOLOGIE, PROCESSI

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Cos'è la saldatura?

La saldatura è un processo di unione permanente in cui due pezzi di metallo si uniscono per formare un unico pezzo riscaldando i metalli fino al punto di fusione. Durante il processo di riscaldamento viene aggiunto ulteriore metallo, chiamato anche metallo d'apporto, per aiutare a unire insieme i due pezzi.

In generale, si tratta di un processo in cui due pezzi metallici simili (o) dissimili possono essere uniti riscaldandoli a una temperatura sufficientemente elevata da fondere i metalli con (o) senza l'applicazione di pressione e con (o) senza l'ausilio di materiale di riempimento.

Saldatrice

Una saldatrice viene utilizzata per creare il calore e applicare il metallo d'apporto. Il metallo d'apporto viene fornito per formare il giunto, dall'elettrodo stesso (o) tramite materiale d'apporto. La temperatura del calore prodotto è dell'ordine di 6000°-7000°C. Quindi, discutiamo quali sono i diversi tipi di processi di saldatura e come vengono utilizzati nelle industrie?

Tipi di processi di saldatura

Di seguito sono riportati i tipi di processi di saldatura in base al metodo del calore generato:

1. Saldatura MIG

2. Saldatura a bastone

3. Saldatura TIG

4. Saldatura ad arco plasma

5. Saldatura a fascio di elettroni

6. Saldatura a raggio laser

7. Saldatura a gas

8. Saldatura ad arco con cordone di flusso

9. Saldatura automatica a idrogeno

10. Saldatura a elettroscoria

1. Saldatura MIG

Supporti per saldatura MIG per la saldatura di metalli a gas inerte. Questo processo di saldatura MIG è anche identificato come saldatura ad arco metallico a gas (GMAW), che può essere chiamata anche saldatura a filo.

In questo tipo di saldatura, come elettrodo funziona un filo sottile che viene alimentato da una bobina fissata su una pistola attraverso un tubo flessibile ed esce dall'ugello sulla pistola o sul cannello di saldatura. Il filo viene alimentato continuamente quando si preme il grilletto pistola per saldatura.

2. Saldatura ad arco di metallo schermato (SMAW)

Viene anche identificata come saldatura ad arco metallico manuale, saldatura ad arco con protezione di flusso o saldatura ad elettrodo. In questo tipo di processo di saldatura in cui l'arco viene innescato tra l'asta o l'elettrodo metallico (rivestito con flusso) e il pezzo in lavorazione, la superficie sia dell'asta che del pezzo in lavorazione si fondono per creare un bagno di saldatura.

La fusione simultanea del rivestimento di flusso sull'asta produrrà gas e scorie, che proteggono il giunto di saldatura dall'ambiente. La saldatura ad arco di metallo schermato è un processo vario ideale per unire materiali ferrosi e non ferrosi con lo spessore del materiale in tutte le posizioni.

3. Saldatura TIG

La saldatura TIG sta per saldatura ad arco con gas inerte di tungsteno, dalla società americana di saldatura è anche identificata come (GTAW). Questo processo di saldatura è anche chiamato saldatura a gas.

La saldatura TIG utilizza un elettrodo di tungsteno perché il tungsteno ha un alto punto di fusione. Quando prendiamo il L'elettrodo per saldatura tig si scalda ma non fonde diciamo che è un elettrodo non consumabile. Elettrodi non consumabili non significa che non duri per sempre e significa che non si scioglie e non diventa parte della saldatura.

4. Saldatura ad arco plasma (PAW)

La saldatura ad arco al plasma (PAW) è un processo di saldatura ad arco che utilizza il calore generato da un arco compresso tra un elettrodo non consumabile di tungsteno e il pezzo (processo ad arco trasferito) o un ugello restrittore raffreddato ad acqua (processo ad arco non trasferito).

Il plasma è una miscela gassosa di ioni positivi, elettroni e molecole di gas neutro. Il processo ad arco trasferito crea getti di plasma ad alta densità di energia e può essere utilizzato per la saldatura e il taglio ad alta velocità di ceramiche, leghe di rame, acciai, alluminio, leghe di nichel e leghe di titanio.

5. Saldatura a fascio di elettroni (EBW)

La saldatura a fascio di elettroni è un processo di saldatura che applica il calore creato da un fascio di elettroni ad alta energia. Gli elettroni colpiscono il pezzo e la loro energia cinetica viene convertita in energia termica riscaldando il metallo in modo che i bordi del pezzo possano essere collegati e dopo il congelamento si formi una saldatura.

L'EBM è anche un processo di saldatura allo stato liquido. In cui il giunto metallo-metallo è realizzato allo stato liquido o fuso. Viene anche descritto come un processo di saldatura perché accetta l'energia cinetica degli elettroni per unire due pezzi metallici.

6. Saldatura a raggio laser (LBW)

La saldatura a raggio laser (LBW) è un processo di saldatura in cui il calore viene formato da un raggio laser ad alta energia indirizzato sul pezzo da lavorare. Il raggio laser riscalda e fonde le estremità del pezzo, creando una giunzione.

Nella saldatura laser (LBM) il giunto è formato come una sequenza di punti di saldatura sovrapposti o come una saldatura continua. La saldatura laser viene utilizzata nell'industria elettronica, delle comunicazioni e aerospaziale per produrre apparecchiature mediche e scientifiche, incorporando piccoli componenti.

7. Saldatura a gas

La saldatura a gas viene eseguita fondendo i lati o le superfici da collegare mediante fiamma a gas e facendo fluire insieme il metallo fuso, creando così un giunto solido e continuo dopo il raffreddamento.

Le miscele ossigeno-acetilene vengono utilizzate in misura molto maggiore rispetto ad altre e occupano una posizione di rilievo nel settore della saldatura. La temperatura della fiamma ossiacetilenica nella sua zona più calda è di circa 3200°C, mentre la temperatura raggiunta nella fiamma ossiacetilenica è di circa 1900°C.

8. Saldatura ad arco animato (FCAW)

Questo tipo di saldatura è quasi simile a Saldatura MIG . Infatti, i saldatori MIG possono spesso eseguire la saldatura ad arco animato. In questa saldatura, il filo ha un nucleo di flusso che forma uno schermo di gas attorno alla saldatura. Ciò riduce la domanda di approvvigionamento esterno di gas.

FCAW è più adatto per metalli grezzi e pesanti perché è un processo di saldatura ad alto calore. Di solito viene utilizzato per la riparazione di attrezzature pesanti a questo scopo. È un processo che non produce troppi rifiuti. Poiché non è necessario il gas esterno, costa anche meno.

9. Saldatura dell'idrogeno atomico

La saldatura con idrogeno atomico è una forma di saldatura a temperatura estremamente elevata nota come saldatura ad arco atomico. Questo tipo di saldatura richiede l'utilizzo di gas idrogeno per schermare due elettrodi formati da tungsteno. Può raggiungere temperature superiori al cannello dell'acetilene e può essere eseguito con o senza metallo d'apporto.

10. Saldatura a elettroslag

È un processo di saldatura avanzato utilizzato per collegare verticalmente insieme le estremità sottili di due pezzi di metallo. La saldatura, invece di essere utilizzata all'esterno di un giunto, avverrà tra le estremità dei due pezzi.

Un filo di rame dell'elettrodo viene fatto passare attraverso un tubo guida metallico che fungerà da metallo d'apporto. Quando viene aggiunta potenza, viene prodotto l'arco e una saldatura viene avviata sotto la giuntura e spostata lentamente verso l'alto, creando una saldatura al posto della giuntura.

Tipi di posizioni di saldatura

Di seguito sono riportati i quattro tipi principali di posizioni di saldatura:

1. Posizione piatta (1G e 1F)

2. Posizione orizzontale (2G e 2F)

3. Posizione verticale (3F e 3G)

4. Posizione in alto (4G e 4F)

1. Posizione piatta

Il tipo più ovvio da eseguire è la posizione piatta, a volte chiamata posizione della mano abbassata. Ciò comporta la saldatura nella parte superiore del giunto. In questo caso il metallo fuso viene tirato verso il basso in corrispondenza della giunzione. Il risultato è una saldatura più rapida e semplice.

In 1G e 1F, il numero 1 si riferisce alla posizione piana, mentre la lettera G indica una saldatura a scanalatura e la lettera F indica una saldatura d'angolo.

2. Posizione orizzontale (2G e 2F)

Questa è una posizione più difficile della posizione piana e richiede più abilità da parte dell'operatore di saldatura per correggerla.

2G è una posizione di saldatura con scanalatura che prevede il posizionamento dell'asse di saldatura su un piano orizzontale o quasi orizzontale. La faccia della saldatura deve trovarsi su un piano verticale.

2F è una posizione di saldatura d'angolo, in cui la saldatura viene eseguita sul lato superiore di superfici quasi orizzontali contro una superficie quasi verticale. In questa posizione la torcia viene normalmente mantenuta inclinata di 45 gradi.

3. Posizione verticale (3F e 3G)

In questa posizione sia il pezzo che la saldatura giacciono verticalmente o quasi verticalmente. 3F e 3G portano alle posizioni di raccordo verticale e scanalatura verticale.

Quando la saldatura viene eseguita in verticale, la forza di gravità spinge il metallo fuso verso il basso e quindi tende ad ammassarsi. Per contrastare questo, è possibile utilizzare una posizione verticale verso l'alto o verso il basso.

Per controllarla in posizione verticale verso l'alto, puntare la fiamma verso l'alto, posizionandola con un angolo di 45 gradi rispetto al pezzo. In questo modo, il saldatore applicherà il metallo dalle parti inferiori del pezzo da saldare verso la forza di gravità.

4. Posizione sopra la testa (4G e 4F)

In questo tipo di posizione di saldatura, la saldatura viene eseguita dal fondo del giunto. Ha la posizione più complessa e difficile con cui lavorare. Le posizioni 4G e 4F sono per saldature a scanalatura e d'angolo.

Nella posizione sopraelevata, il metallo depositato sulla giunzione determina un foro sul pezzo, che si presenta in un cordone con corona più alta. Per evitare ciò, mantenere piccola la pozzanghera fusa. Se il bagno di saldatura diventa troppo lungo, spegnere per un attimo la fiamma per permettere al metallo fuso di raffreddarsi.

Vantaggi del processo di saldatura

1. Una buona saldatura sarà più resistente del metallo principale o di base.

2. Processo più veloce rispetto alla rivettatura e alla fusione.

3. Con il processo di saldatura possono essere forniti giunti rigidi completi.

4. Applicabile a tutti i metalli e le leghe.

5. Forme difficili possono essere prodotte mediante saldatura.

6. L'attrezzatura per la saldatura è portatile e può essere facilmente mantenuta.

7. Durante il processo di saldatura non viene prodotto alcun rumore come nel caso della rivettatura.

8. Il processo di saldatura richiede meno spazio di lavoro rispetto alla rivettatura.

9. Qualsiasi spazio del giunto può essere realizzato con facilità.

Svantaggi del processo di saldatura

1. Emette radiazioni nocive, fumi e immacolati (un'improvvisa spruzzata di scintilla).

2. I giunti saldati sono più fragili e quindi la loro resistenza alla fatica è inferiore a quella degli elementi uniti.

3. Risulta in distorsione e induce stress interni.

4. Sono necessarie determinate maschere e dispositivi per trattenere correttamente i metalli.

5. Per la saldatura sono necessari lavoratori qualificati ed elettricità.

6. L'ispezione dei lavori di saldatura è più difficile e più costosa del lavoro di rivettatura.

Applicazioni della saldatura

L'applicazione della saldatura è così diversa e ampia che non sarebbe esagerato affermare che non esiste industria metallurgica e nessun ramo dell'ingegneria che non faccia uso della saldatura in una forma o nell'altra, vale a dire l'industria automobilistica, navale, aerospaziale e edile. Viene utilizzato principalmente per la fabbricazione.

Alcune delle applicazioni sono:

• Costruzione navale

• Carrozze ferroviarie

• Telai e carrozzerie di automobili

• Corpi scavatori

• Persiane

• Porte, cancelli

• Tutti i tipi di lavori di fabbricazione.

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Conclusione

Come ormai sai, la saldatura è un forte processo di unione in cui due parti di metallo insieme formano una parte riscaldando i metalli fino al punto di fusione. Alcuni tipi di saldatura vengono eseguiti tramite macchine e necessitano di costose attrezzature specializzate. La saldatura è un metodo più veloce correlato alla rivettatura e alla fusione.