Tipi di saldature: una piccola guida alle tecniche più diffuse

Viene definita saldatura quella tecnica che permette di connettere due o più parti di metallo in maniera permanente, attraverso l’azione del calore o della pressione (o entrambe le procedure). A volte, la tecnica di saldatura, è talmente precisa che si può ottenere la continuità del materiale.

Sono diverse le apparecchiature utilizzate per effettuare i vari tipi di saldature: ad esempio la saldatrice ad arco, la saldatrice a scarica di condensatori, il cannello ossiacetilenico o la torcia a TIG.

Una peculiarità delle saldature è la preparazione dei giunti che occorre unire: ad esempio attraverso la cianfrinatura dei lembi si può facilitare la penetrazione della saldatura. Per questa procedura si seguono le indicazioni dettagliate indicate tramite simboli su un disegno tecnico.

Le tecniche di saldatura

Ogni processo di saldatura ha le sue caratteristiche. Principalmente le saldature possono essere classificate in due famiglie:

Saldature autogene: utilizzata per ottenere la continuità strutturale tra gli elementi. Si procede praticando una fusione localizzata delle parti da unire aggiungendo, se necessario, del materiale d’apporto.

Saldature eterogene: in questo caso il collegamento avviene per fusione del solo materiale d’apporto che si frappone tra i lembi da unire, i quali non fondono neanche parzialmente. Non si realizza la continuità strutturale fra i pezzi.

Oltre a queste due macro famiglie possiamo suddividere sulla base delle peculiarità del procedimento diversi tipi di saldature.

Tipi di saldature

Saldatura TIG

La saldatura TIG sta per “Tungsten Inerent Gas”, infatti in questo processo viene sfruttato un gas, di solito l’argon, per proteggere il bagno dalla corrosione dell’ossigeno ambientale. Durante la saldatura, elevate correnti di centinaia di Ampere vengono scaricate sul pezzo scaldandolo ad elevate temperature, facendo così fondere il materiale di base da saldare. L’elettrodo è di tungsteno e non si fonde durante il processo. La saldatura TIG è tipicamente utilizzata per lavorare acciai pregiati, come gli acciai inossidabili, il rame, l’ottone e leghe leggere (alluminio e magnesio). In genere la saldatura TIG è usata per saldare lamiere sottili e di medio spessore.

Saldature MIG e MAG

Le saldature MIG e MAG, tra i vari tipi di saldature, prevedono un processo semi-automatico in cui il metallo d’apporto viene fatto avanzare dalla saldatrice in modo automatico consumandosi man mano (elettrodo consumabile). Nella saldatura MIG viene usato un gas inerte per proteggere il bagno dalle ossidazioni: la CO2, al fine di rendere il processo più economico, ma rendendola di contro, in una tecnica di saldatura meno raffinata.

Avendo una capacità di penetrazione ben più elevata della TIG, le saldature MIG e MAG sono usate per saldare spessori notevoli.

Saldatura ossiacetilenica

La saldatura ossiacetilenica è un tecnica di saldatura in cui il calore necessario alla fusione del metallo di base e al materiale d’apporto viene fornito dalla combustione di un gas (combustibile) con l’ossigeno (comburente). I due gas vengono convogliati nel cannello per essere miscelati nel rapporto opportuno e fuoriescono da un ugello bruciando ad altissima temperatura.

Il materiale d’apporto è fornito in bacchette o bobine di diverso diametro in dipendenza dalla saldatura da eseguire. Vengono anche impiegate sostanze disossidanti per evitare l’ossidazione del giunto fuso durante la saldatura.

Saldatura al plasma

Nella saldatura al plasma, un gas inerte viene riscaldato a elevata temperatura da un arco elettrico facendo così ionizzarne gli atomi e sprigionando moltissima energia termica. Questo tipo di saldatura è adatto a tutti i materiali, ma è particolarmente usato per acciai inox, nickel, rame, ottone, titanio e leghe leggere.

Le caratteristiche di questa tecnica di saldatura è la velocità, infatti, a parità di spessore, richiede un numero minore di passate. Inoltre, i ritiri e le deformazioni residue del materiale sono minori.

Saldatura per attrito

La saldatura per attrito è un processo di giunzione di pezzi metallici che sfrutta il calore generato dall’attrito tra due pezzi in movimento relativo che vengono compressi tra loro. Dopo la fase di riscaldamento, in cui il materiale ammorbidendosi diventa plastico, avviene la fase di forgiatura in cui i due pezzi vengono compressi tra loro fino al raffreddamento.

La saldatura ad attrito può avvenire sia per unire elementi circolari come tubi o alberi (in questo caso un pezzo rimane fisso e l’altro viene portato in rotazione), oppure può essere eseguita su piastre e lamiere.

Saldatura robotica

La saldatura robotica nasce dall’unione della robotica con le tecnologie di saldatura. Questo tipo di saldatura prevede solitamente l’impiego di un robot antropomorfo, ed è particolarmente adatto per saldare grandi lotti ammortizzando i costi dell’impianto e delle maschere di saldatura. L’operatore invece di eseguire la saldatura a mano, dovrà solo programmare il ciclo, che poi viene ripetuto con elevata ripetibilità su tutto l’intero lotto, con il vantaggio di poter lavorare ininterrottamente.

Brasatura

La brasatura è una tipo di saldatura eterogenea: il metallo d’apporto ha una temperatura di fusione molto più bassa rispetto al metallo di base che infatti non viene portato a fusione ma solo riscaldato. Nella brasatura il metallo d’apporto viene assorbito per capillarità nelle micro-fenditure dei lembi dei pezzi da saldare e l’unione si realizza con la solidificazione del metallo bagnante.

Saldatura elettrica

La saldatura elettrica a resistenza è un processo di connessione tra due parti metalliche conduttive. In questa tecnica di saldatura il calore viene fornito dal passaggio di corrente tra due elettrodi e non è previsto materiale d’apporto. In aggiunta, durante il passaggio di corrente, i due elettrodi premono con forza le due lamiere da saldare. Il passaggio di corrente fa scaldare puntualmente il metallo per l’effetto Joule e, grazie alla forza premente, il nocciolo fuso si agglomera.

Questo tipo di saldatura è usato per saldare lamiere e piastre sottili e i materiali saldabili sono acciaio, la famiglia degli acciai inossidabili, alluminio e bronzo.

Saldatura laser

La saldatura laser sfrutta la potenza luminosa di un fascio di luce concentrato in un punto estremamente piccolo. Si utilizza per alterare termicamente zone molto piccole in quanto il processo non fa a tempo a scaldare le zone limitrofe al giunto. Un vantaggio di questo tipo di saldatura è la velocità.

I materiali adatti alla saldatura laser sono acciaio e acciaio inox, o altri materiali metallici.

Saldatura ad arco

La saldatura ad arco è una metodologia di connessione molto diffusa nelle aziende metalmeccaniche per la saldatura di carpenteria metallica.

È un processo di saldatura elettrico che fa uso di una bacchetta che funge sia da materiale d’apporto che da elettrodo.

Durante la saldatura ad arco, si genera un flusso di elettroni tra la bacchetta e il pezzo che è connesso alla saldatrice tramite un morsetto. Durante questa saldatura viene sprigionato molto calore facilitando la penetrazione della saldatura su piastre anche di grosso spessore tramite diverse passate.

Saldatura a scarica di condensatori

La saldatura a scarica di condensatori è particolarmente indicata per applicazioni su lamiera sottile, dove oltre all’aspetto funzionale è molto importante anche quello estetico. Con questo sistema di saldatura l’energia, accumulata in una batteria di condensatori, viene scaricata su di un punto preciso presente sul prigioniero o perno in un tempo molto breve pari a 1-3 ms (0,001 – 0,003 sec.).

Questo tipo di saldatura ha una penetrazione limitata a qualche decimo di millimetro e non richiede protezione tramite gas o ferule ceramiche. Campo di applicazione standard: M3-M8.