I vari processi di saldatura in sintesi

La saldatura a gas inerte metallico (MIG) è un processo di saldatura ad arco in cui un filo di saldatura alimentato in continuo funge da elettrodo e da materiale d'apporto. Tra il filo e il pezzo da saldare si forma un arco che provoca la fusione e l'unione dei due materiali. L'argon o l'elio sono generalmente utilizzati come gas di protezione inerte per proteggere l'arco e il bagno di saldatura dalle influenze atmosferiche, come l'ossigeno e l'umidità, evitando così l'ossidazione.

Un sistema di saldatura MIG comprende diversi componenti essenziali: una fonte di alimentazione che fornisce la corrente di saldatura, un meccanismo di alimentazione del filo che alimenta continuamente il filo di saldatura, un portagomma con torcia di saldatura che porta il filo e il gas nell'area di saldatura e un'unità di alimentazione del gas per l'alimentazione del gas di protezione.

Con la saldatura MIG è possibile saldare una varietà di metalli, in particolare metalli non ferrosi come alluminio e rame, ottenendo velocità di saldatura elevate e la produzione di cordoni di saldatura puliti con una rilavorazione minima. Il processo è anche facile da automatizzare e causa solo una minima distorsione della saldatura.

Poiché il gas di protezione può essere facilmente soffiato via, il che influisce sulla qualità della saldatura, la saldatura MIG presenta uno svantaggio in termini di sensibilità al vento e alla ruggine. Per questo motivo, la saldatura MIG non è adatta all'uso esterno. È inoltre necessario che la superficie del pezzo sia pulita, poiché le impurità possono compromettere la qualità della saldatura.

La saldatura ad arco con gas metallici (GMAW) è un processo di saldatura ad arco in cui un filo di saldatura alimentato in continuo funge da elettrodo e da materiale d'apporto. L'arco si forma tra il pezzo in lavorazione e l'elettrodo a filo, portando alla fusione e all'unione di entrambi i materiali. L'arco e il bagno di saldatura sono circondati da un gas di protezione attivo, che di solito è anidride carbonica (CO2) o gas misti di argon con CO2 o ossigeno. Questo gas li protegge dalle influenze dell'atmosfera e ha un'influenza specifica sulle proprietà della saldatura.

Un sistema di saldatura MAG è costituito da diversi componenti principali: una fonte di alimentazione che genera la corrente di saldatura, un meccanismo di alimentazione del filo che alimenta continuamente il filo di saldatura, un portagomma con torcia di saldatura che alimenta il filo e il gas nell'area di saldatura e un'unità di alimentazione del gas per il gas di protezione.

La versatilità della saldatura MAG è uno dei suoi vantaggi, soprattutto nella lavorazione di acciai di leghe diverse. Permette di saldare ad alta velocità e garantisce cordoni di saldatura affidabili e resistenti, che possono anche essere esteticamente attraenti. Il processo è estremamente popolare nell'industria grazie alla sua compatibilità con diversi spessori di materiale e alla sua capacità di essere automatizzato.

Tuttavia, la saldatura MAG può essere influenzata da influenze esterne come il vento, in quanto il gas di protezione può essere soffiato via, con effetti negativi sulla qualità dei cordoni di saldatura. Inoltre, la superficie del pezzo deve essere preparata con cura, poiché lo sporco può avere un effetto negativo sui risultati della saldatura. Queste limitazioni rendono il processo meno adatto soprattutto per le applicazioni all'aperto.

La saldatura a gas inerte di tungsteno (TIG) è un processo di saldatura per fusione in cui si utilizza un elettrodo di tungsteno non consumabile. Tra questo elettrodo e il pezzo da saldare si crea un arco che fonde il materiale. Un gas inerte di protezione, solitamente argon o elio, circonda l'area di saldatura e la protegge dagli influssi atmosferici, come ossigeno e umidità, per evitare l'ossidazione e altre reazioni chimiche.

Un tipico sistema di saldatura TIG è costituito da una fonte di alimentazione per la corrente di saldatura, un portagomma con torcia di saldatura contenente l'elettrodo di tungsteno e l'alimentazione del gas, un'unità di alimentazione del gas per il gas di protezione e un cavo di terra per formare il circuito. È possibile aggiungere manualmente un materiale d'apporto, soprattutto per i materiali più spessi o per applicazioni speciali.

Il vantaggio della saldatura TIG è che può essere utilizzata per saldare quasi tutti i materiali metallici, comprese le lamiere sottili e i metalli sensibili ai gas come il titanio. Il processo produce cordoni di saldatura di alta qualità, puliti e privi di spruzzi, con un'elevata resistenza e una buona qualità superficiale. La saldatura TIG può inoltre essere utilizzata in qualsiasi posizione e si presta bene ai processi meccanizzati, come la saldatura orbitale dei tubi.

Il processo è meno economico per i materiali più spessi, a causa della velocità di saldatura relativamente bassa e del maggiore fabbisogno energetico. Inoltre, la saldatura TIG richiede un elevato livello di abilità ed esperienza da parte del saldatore, soprattutto quando si alimenta manualmente il materiale d'apporto. Le attrezzature per la saldatura TIG richiedono spesso un investimento iniziale più elevato rispetto ad altri processi di saldatura e il processo è meno adatto ad ambienti con polveri o fumi.

Nella saldatura laser, un processo altamente preciso, i materiali vengono uniti utilizzando un raggio laser focalizzato come fonte di calore. Il raggio laser genera un'elevata densità di energia su un'area ridotta, che porta alla fusione localizzata del materiale e alla formazione di un cordone di saldatura. Per proteggere il bagno fuso dall'ossidazione e dalla contaminazione si utilizza un gas di protezione, solitamente argon o elio.

I sistemi di saldatura laser sono generalmente costituiti da una sorgente laser (come un laser a CO₂ o a stato solido), un sistema di guida del fascio, un'ottica di focalizzazione, un supporto per il pezzo e un'unità di alimentazione del gas di protezione. Queste parti lavorano insieme per allineare con precisione il raggio laser al punto di saldatura e consentire una saldatura controllata.

I vantaggi della saldatura laser sono l'elevata velocità di saldatura, la bassa deformazione termica del pezzo, il controllo preciso dei parametri di saldatura e la possibilità di unire materiali diversi. Il processo consente inoltre di produrre cordoni di saldatura stretti e profondi con un'elevata resistenza.

Tra gli svantaggi ci sono i costi elevati di acquisto dei sistemi laser e la necessità di adottare speciali misure di protezione a causa dell'intensa radiazione laser. Il processo richiede inoltre un posizionamento preciso dei pezzi ed è sensibile ai riflessi del materiale, che possono influire sulla qualità della saldatura.

La saldatura a gas, nota anche come saldatura ossitaglio, è un processo di saldatura termica. Il calore necessario per fondere i materiali è generato dalla combustione di un gas combustibile con l'ossigeno. Come gas combustibile si usa tipicamente l'acetilene, che in combinazione con l'ossigeno raggiunge una temperatura di fiamma di circa 3.200 °C, sufficiente a fondere la maggior parte dei metalli. Il saldatore ha il pieno controllo del processo di saldatura guidando manualmente l'arco risultante. Grazie a questo vantaggio, il processo è particolarmente adatto alle applicazioni che richiedono precisione.

Un sistema di saldatura a gas è costituito da diversi componenti principali: due bombole di gas (una per l'ossigeno e una per il gas combustibile), riduttori di pressione per regolare la pressione del gas, tubi flessibili per l'alimentazione del gas, una torcia di saldatura per miscelare e accendere i gas e dispositivi antiritorno di fiamma per prevenire i ritorni di fiamma. Inoltre, è possibile utilizzare ugelli di forme diverse per adattare il fuoco della fiamma a diversi pezzi e applicazioni. Questa flessibilità rende il processo particolarmente apprezzato per le applicazioni di riparazione e per le lamiere sottili.

I vantaggi della saldatura a gas sono la mobilità e la versatilità, in quanto non è necessaria alcuna fonte di alimentazione. È particolarmente adatta per i lavori di riparazione, dove la saldatrice può essere utilizzata indipendentemente da una fonte di alimentazione. Oltre ai lavori di saldatura, è possibile eseguire anche lavori di saldatura e taglio, rendendo questo processo indispensabile in molte officine.

Tuttavia, gli svantaggi sono la bassa velocità di saldatura e il rischio di distorsione termica (disallineamento della posizione di saldatura) a causa della forte propagazione del calore. L'uso di una bombola di gas richiede misure di sicurezza rigorose a causa del rischio di guasti ed esplosioni. Inoltre, i costi operativi sono più elevati rispetto ad altri processi a causa del maggior consumo di gas. Anche l'impatto ambientale della combustione dell'acetilene rappresenta uno svantaggio. A causa di questi fattori, il processo non è adatto a grandi scopi industriali.