Saldatura con elettrodo infusibile in gas protettivo TIG

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Saldatura con elettrodo infusibile in gas protettivo TIG

Saldatura con elettrodo infusibile in gas protettivo (TIG o GTAW)

Questo procedimento particolare (Tungsten Inert Gas o Gas Tungsten Arc Welding) si differenzia da quelli a protezione di gas visti in quanto l'elettrodo è infusibile. Esso è costituito infatti da una bacchetta di tungsteno che spunta dalla torcia. Per il resto il procedimento è simile al MIG. L'arco scocca tra pezzo ed elettrodo ed è protetto dal gas inerte. Quando occorre metallo d'apporto l'operatore introduce una bacchetta di tale metallo nel bagno fuso.
Il procedimento TIG è stato introdotto durante la seconda guerra mondiale per saldare le leghe leggere delle costruzioni aeronautiche. Il suo uso è oggi esteso alla saldatura di acciai per eseguire passate sottili, o di fondo cianfrino, senza pericolo di sfondamenti. Richiede polarità diretta, per non consumare l'elettrodo.

Fonte: citazione da http://www.dip.unige.it/Saldatura.doc

Sito web da visitare: http://www.dip.unige.it/sez_tecnologie/Lonardo/appunti.htm

Autore del testo: P. Lonardo

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La saldatura TIG

La Tungsten Inert Gas Welding (saldatura TIG) divenne un successo immediato negli anni ’40 per la giunzione di magnesio e alluminio. Essa ha avuto un ruolo molto importante nell’impiego dell’alluminio per le saldature di alta qualità e per le sue applicazioni strutturali.

Processo TIG

Nella saldatura TIG l’arco si forma tra un elettrodo di tungsteno e i componenti in un’atmosfera inerte (argo o elio). L’arco, piccolo ma intenso, creato dall’elettrodo, è ideale per saldature di precisione. Poiché l’elettrodo non è consumabile, il saldatore non deve bilanciare l’apporto di calore dell’arco poiché il metallo è depositato dall’elettrodo. Se è richiesto un materiale d’apporto, deve essere aggiunto separatamente alla zona fusa.

Il generatore deve fornire corrente costante, sia alternata che continua. Un generatore di corrente costante è essenziale per evitare che si raggiungano correnti troppo elevate quando l’elettrodo è cortocircuitato sulla superficie del pezzo. Ciò può accadere durante l’avviamento dell’arco o inavvertitamente durante la saldatura. Come per la saldatura MIG, se si usa un generatore flat (a basso voltaggio), il contatto tra l’elettrodo e la superficie del pezzo va assolutamente evitato, per non incorrere nella fusione dell’elettrodo stesso o il danneggiamento della sua punta. In corrente continua, poiché il calore dell’arco è distribuito approssimativamente 1/3 al catodo e 2/3 all’anodo, l’elettrodo ha sempre polarità negativa per prevenire il surriscaldamento e la fusione. Tuttavia un elettrodo con polarità positiva, quando il catodo è sul pezzo, ha il vantaggio di ripulire la superficie da eventuali contaminazioni di ossido. Per questa ragione la corrente alternata si usa quando i materiali da saldare hanno uno strato superficiale tenace di ossido, come per l’alluminio.

L’arco può essere avviato graffiando la superficie, formando un cortocircuito. Solamente quando il cortocircuito viene interrotto, la corrente principale di saldatura inizia a scorrere. Tuttavia c’è il rischio che l’elettrodo possa conficcarsi nella superficie, causando delle inclusioni di tungsteno nella saldatura. Il modo più comune di avviare l’arco per la saldatura TIG è l’uso dell’alta frequenza (HF): questa tecnica consiste nella creazione di scintille ad alto voltaggio (diverse migliaia di Volts), la cui durata è di pochi microsecondi. Queste scintille ionizzano il gap tra l’elettrodo e il pezzo. Una volta che la nube di elettroni/ioni si è formata, la corrente può fluire liberamente dal generatore. Questo tipo di avviamento comporta tuttavia delle elevate emissioni elettromagnetiche dovute all’alta frequenza; bisogna quindi equipaggiare in maniera appropriata il saldatore e fare attenzione alle interferenze che si possono generare con gli altri sistemi di controllo e strumentazioni.

Gli elettrodi per le saldature in corrente continua sono normalmente in tungsteno puro con una componente di torio (dall’1 al 4%), per facilitare l’avviamento dell’arco o di zirconio, per rallentare l’erosione dell’elettrodo. E’ importante scegliere il diametro e l’angolo di punta corretti per il livello di corrente richiesto. La regola generale ci suggerisce di usare diametri e angoli di punta tanto più piccoli quanto più è bassa la corrente. La punta dell’elettrodo, infatti, durante l’esercizio, subisce delle deformazioni, tendendo a diventare sferica (balling).

Il gas di protezione deve essere selezionato in base al materiale da saldare. Possiamo tuttavia individuare alcune linee guida per la scelta.

L’argo è il gas di protezione usato più comunemente poiché è adatto alla saldatura di una vasta gamma di materiali, tra i quali gli acciai, gli acciai inossidabili, l’alluminio ed il titanio; l’aggiunta dell’idrogeno all’argo (miscela Argo + 2 ¸ 5% H₂) consente invece di ottenere saldature più pulite, senza ossidazioni superficiali. Infine l’elio o le miscele argo/elio aumentano la temperatura dell’arco, in modo da raggiungere velocità di saldatura più elevate ed un livello di penetrazione più profondo, ma trovano un grande svantaggio nell’elevato costo del gas e nell’aumento della difficoltà di avviamento dell’arco.

La saldatura TIG è utilizzata in tutti i settori dell’industria, ma è adatta in modo speciale alle saldature di alta precisione. Poiché la quantità di depositi può essere abbastanza bassa (qualora si utilizzi separatamente una barra di materiale d’apporto), per la saldatura di componenti più spesse risulta maggiormente indicata la saldatura MIG. La saldatura TIG è anche ampiamente applicata in sistemi automatizzati. Poiché il saldatore non ha molto controllo sull’arco e sul comportamento della zona fusa, bisogna però prestare molta attenzione alla preparazione delle superfici da saldare, al posizionamento dei lembi e all’impostazione dei parametri di saldatura.

La saldatura TIG è stata usata in diverse applicazioni in ambito aerospaziale: si ricordano soprattutto gli ugelli dei lanciatori dell’Ariane e diverse componenti di motori per aerei commerciali e militari.

Fonte: citazione da http://dma.ing.uniroma1.it/users/aerotec_c3/TECNICHE%20INNOVATIVE%20DI%20SALDATURA%20IN%20CAMPO%20AEROSPAZIALE%20-%202.doc

Sito web da visitare: http://dma.ing.uniroma1.it/users/aerotec_c3/

Autore del testo: non indicato nel documento di origine del testo

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