La saldatura è un processo tecnologico che consente di realizzare una giunzione stabile fra due o più parti metalliche, mediante la loro parziale fusione in prossimità della giunzione per effetto di un riscaldamento localizzato.
L’energia termica necessaria può essere di origine chimica oppure elettrica.
Processi di saldatura
I processi di saldatura si suddividono in due categorie:
- saldature autogene
- saldature eterogene o brasature
La saldatura autogena è quella nella quale il metallo base partecipa per fusione alla costituzione del giunto saldato. In questo ambito rientrano i processi di saldatura per fusione e per pressione.
La saldatura eterogena viene invece ottenuta per sola fusione del metallo d’apporto. In questo ambito rientrano la saldobrasatura e la brasatura.
Saldatura per fusione
Questo tipo di saldatura si ottiene per effetto di una fusione localizzata dei lembi delle parti da saldare e in presenza di materiale d’apporto.
Se l’energia termica necessaria al riscaldamento delle parti è fornita dalla fiamma prodotta dalla combustione di un gas combustibile combinato con l’ossigeno (comburente), si ottiene la saldatura a gas.
Saldatura a gas
Si parla di saldatura ossiacetilenica se il gas combustibile impiegato è l‘acetilene , mentre si parlerà di saldatura ossidrica se il gas combustibile è costituito da idrogeno.
La temperatura di una fiamma ossidrica è più bassa di quella ottenibile con una fiamma ossiacetilenica e quindi essa viene utilizzata per la saldatura di metalli con basso punto di fusione (es. alluminio, magnesio).
Nella saldatura ossiacetilenica il calore necessario al processo è generato dalla reazione chimica di dissociazione dell’acetilene in monossido di carbonio e idrogeno e la successiva combustione con produzione di anidride carbonica, vapore d’acqua e calore, con temperature che posso raggiungere i 3.300°C.
L’attrezzatura per la saldatura ossiacetilenica è costituita dalle bombole di combustibile e di ossigeno, dotate di un gruppo riduttore-regolatore di pressione per adattare la pressione del gas a quella richiesta dal cannello e per mantenerne costante il valore al variare della portata. Il cannello ha la funzione di far miscelare i due gas, di regolare ed orientare la fiamma mediante apposite valvole.
Saldatura ad arco
Oggi è il procedimento più diffuso e si ha quando l’energia termica è ottenuta da un arco elettrico innescato fra un elettrodo ed il metallo base delle parti da saldare.
L’arco elettrico produce temperature comprese tra i 5.000°C – 30.000°C. Nella saldatura manuale l’elettrodo è afferrato da una pinza con impugnatura ed è collegato ad uno dei due poli di un generatore di corrente elettrica. Il circuito elettrico si chiude mediante un morsetto di massa che fa presa sulla parte metallica da saldare ed è collegato al secondo polo del generatore. L’alimentazione può essere del tipo a corrente alternata oppure in corrente continua con polarità dell’elettrodo positiva (polarità inversa) o negativa (polarità diretta). Gli elettrodi comunemente in uso sono costituiti da barrette di materiale d’apporto di composizione simile a quella del del metallo base, rivestite esternamente da una guaina di materiale meno fusibile, con funzione di protezione del cordone di saldatura.
Rispetto alla saldatura ossiacetilenica si ha una forte capacità di penetrazione ed un riscaldamento limitato alla zona di giunzione.
Saldatura a resistenza
La saldatura elettrica a resistenza è un processo di saldatura autogena per pressione dove il calore richiesto è prodotto per effetto Joule dalla resistenza elettrica delle parti da saldare, attraversate d corrente elettrica di elevata intensità.
Il calore prodotto consente di innalzare fino al punto di fusione la temperatura delle parti da saldare che vengono premute l’una contro l’altra con una pressione opportuna: la saldatura avviene per fusione localizzata, senza metallo d’apporto.
I principali vantaggi di questo processo consistono nel fatto che non sono richiesti elettrodi consumabili, gas protettivi o flussi.
La saldatura a resistenza permette di automatizzare il processo di saldatura per eseguire operazioni in serie, mediante l’impiego di controlli numerici programmabili o robots.
Saldatura eterogene
Sono processi di saldatura nei quali l’unione fra le parti è ottenuta soltanto per azione del metallo d’apporto, con una temperatura di fusione più bassa di quella del metallo base, che viene depositato allo stato fuso fra le parti da collegare.
Questo tipo di saldatura viene utilizzato quando il metallo base non è facile da saldare, nei casi in cui si deve evitare il riscaldamento dei pezzi per ridurre la deformazione.
Le saldature eterogene si suddividono in:
- saldobrasatura: il procedimento di esecuzione è simile a quello della saldatura autogena. Occorre la stessa preparazione dei lembi delle parti da saldare ed il materiale d’apporto viene depositato per passate successive con la stessa tecnica impiegata nella saldatura ossiacetilenica, senza portare a fusione i lembi da saldare.
- brasatura: i lembi sono accostati in modo da lasciare tra loro uno spazio di pochi centesimi di mm in maniera tal da permettere la bagnatura de lembi per infiltrazione capillare da parte del metallo d’apporto fuso. L’unione si realizza con il solidificarsi del metallo d’apporto, senza formazione di leghe.