La saldatura a elettrodo rivestito (nella normativa indicata come SMAW - Shielded Metal Arc Welding) è la tecnologia di saldatura più diffusa al mondo, principalmente per l’impiego di apparecchiature semplici e per la versatilità di impiego. Per la sua portabilità è anche il procedimento più adatto per essere impiegato all’aperto e in cantiere.

Preparazione dei lembi Per ottenere buone saldature è sempre consigliabile operare su parti pulite, libere da ossido, ruggine o altri agenti contaminanti.

Scelta dell'elettrodo Il diametro dell'elettrodo da impiegare dipende dallo spessore del materiale, dalla posizione, dal tipo di giunto e dal tipo di cianfrino. Elettrodi di grosso diametro richiedono correnti elevate con conseguente elevato apporto termico nella saldatura.

Accensione e mantenimento dell'arco L'arco elettrico si stabilisce sfregando la punta dell'elettrodo sul pezzo da saldare collegato al cavo massa e, una volta scoccato l'arco, ritraendo rapidamente la bacchetta fino alla distanza di normale saldatura. Per migliorare l'accensione dell'arco è utile, in generale, un incremento iniziale di corrente rispetto alla corrente base di saldatura. Una volta instauratosi l'arco elettrico inizia la fusione della parte centrale dell'elettrodo che si deposita sotto forma di gocce sul pezzo da saldare. Il rivestimento esterno dell'elettrodo fornisce, consumandosi, il gas protettivo per la saldatura che risulterà così di buona qualità. Per evitare che le gocce di materiale fuso, cortocircuitando l'elettrodo col bagno di saldatura, a causa di un accidentale avvicinamento tra i due, provochino lo spegnimento dell'arco è molto utile un momentaneo aumento della corrente di saldatura fino al termine del cortocircuito. Nel caso in cui l'elettrodo rimanga incollato al pezzo da saldare è utile ridurre al minimo la corrente di cortocircuito.

Esecuzione della saldatura L'angolo di inclinazione dell'elettrodo varia a seconda del numero delle passate, il movimento dell'elettrodo viene eseguito normalmente con oscillazioni e fermate ai lati del cordone in modo da evitare un accumulo eccessivo di materiale d'apporto al centro.

Asportazione della scoria La saldatura mediante elettrodi rivestiti impone l'asportazione della scoria successivamente ad ogni passata che viene effettuata mediante un piccolo martello o attraverso la spazzolatura nel caso di scoria friabile.

Saldatura TIG (GTAW)

Il procedimento di saldatura TIG (indicato in normatica GTAW) basa i suoi principi su di un arco elettronico che scocca tra un elettrodo infusibile (tungsteno puro o legato, avente temperatura di fusione a circa 3370°C) ed il pezzo; una atmosfera di gas inerte (Argon) provvede alla protezione del bagno. Per evitare pericolose inclusioni di tungsteno l'elettrodo non deve mai venire a contatto con il pezzo da salvare, per questo motivo si crea tramite un generatore H.F. (HF Start) una scarica che permette l'innesco a distanza dell'arco elettrico. Esiste anche un altro tipo di partenza, con inclusioni di tungsteno ridotte: la partenza in lift (TIG Lift), che non prevede alta frequenza, ma una situazione iniziale di corto circuito a bassa corrente tra l'elettrodo ed il pezzo; nel momento in cui si solleva l'elettrodo si instaura l'arco e la corrente aumenta fino al valore di saldatura impostato. Per migliorare la qualità della parte finale del cordone di saldatura è utile poter controllare con precisione la discesa della corrente di saldatura ed è necessario che il gas fluisca nel bagno di saldatura per alcuni secondi dopo l'estinzione dell'arco.

Polarità D.C.S.P. - Direct Current Straight Polarity E' la polarità più usata (polarità diretta), consente una limitata usura dell'elettrodo in quanto il 70% del calore si concentra sull'anodo (pezzo). Si ottengono bagni stretti e profondi con elevate velocità di avanzamento e, conseguentemente, basso apporto termico. Con questa polarità si saldano la maggior parte dei materiali ad esclusione dell'alluminio (e su leghe) e del magnesio.

Polarità D.C.R.P. - Direct Current Reverse Polarity La polarità è inversa e consente la saldatura di leghe ricoperte da uno strato di ossido refrattario con temperatura di fusione superiore a quella del metallo. Non si possono usare elevate correnti in quanto provocherebbero una elevata usura dell'elettrodo.

Polarità D.C.S.P. - Pulsed - Direct Current Straight Polarity Pulsed L'adozione di corrente continua pulsata permette un miglior controllo del bagno di saldatura in particolari condizioni operative. Il bagno di saldatura viene formato dagli impulsi di picco, mentre la corrente di base mantiene l'arco acceso; questo facilita la saldatura di piccoli spesori con minori deformazioni, migliore fattore di forma e conseguente minor pericolo di cricche a caldo e di inclusioni gassose. Con l'aumentare della frequenza si ottiene un arco più stretto, più concentrato e più stabile ed una ulteriore maggiore qualità della saldatura di spessori sottili.

Saldatura TIG degli acciai e del rame Il procedimento TIG risulta molto efficace nella saldatura degli acciai sia al carbonio che legati, per la prima passata sui tubi e nelle saldature che debbono presentare ottimoaspetto estetico. E' richiesta la polarità diretta. Preparazione dei lembi: Il procedimento richiede un'attenta pulizia dei lembi e una loro accurata preparazione. Scelta e preparazione dell'elettrodo: Si consiglia l'uso di elettrodi di tungsteno toriato (2% di torio-colorazione rossa) o in alternativa elettrodi ceriati o lantaniati con i seguenti diametri:

Materiale d'apporto Le bacchette d'apporto devono possedere proprietà meccaniche paragonabili a quelle del materiale base. E' sconsigliato l'uso di strisce ricavate dal materiale base, in quanto possono contenere impurità dovute alla lavorazione, tali da compromettere le saldature.

Gas di protezione Praticamente viene usato sempre argon puro (99.99%).

Saldatura MIG/MAG (GMAW)

Un sistema MIG/MAG è formato da un generatore in corrente continua, un alimentatore e una bobina filo, una torcia e gas. La corrente viene trasferita all'arco attraverso l'elettrodo fusibile (filo posto a polarità positiva); in questo procedimento il metallo fuso è trasferito sul pezzo da saldare attraverso l'arco. L'alimentazione del filo è resa necessaria per reintegrare il filo d'apporto fuso durante la saldatura.

Metodi di procedimento Nella saldatura sotto protezione di gas, le modalità secondo cui le gocce si staccano dall'elettrodo definiscono due sistemi di trasferimento. Uni primo metodo definito "TRASFERIMENTO A CORTO CIRCUITO", fa entrare l'elettrodo a contatto diretto con il bagno, si fa quindi un cortocircuito con effetto fusibile da parte del filo che si interrompe, dopo che l'arco si riaccende ed il ciclo si ripete. Un altro metodo per ottenere il trasferimento delle gocce è il così detto "TRASFERIMENTO A SPRUZZO", che consente alle gocce di staccarsi dall'elettrodo ed in un secondo tempo giungono nel bagno di fusione. Il procedimento MIG Pulsato è un procedimento di trasferimento MIG Spray Arc opportunamente gestito e controllato dove l’energia viene trasferita all’arco in modo impulsivo, ovvero la corrente di saldatura viene opportunamente sagomata in modo da avere istantaneamente un elevato impulso energetico, il quale provoca il distacco ed il trasferimento controllato di un’unica goccia di materiale d’apporto e, successivamente portata ad un valore di mantenimento tale da sostenere l’arco di saldatura, ma senza avere trasferimento di materiale. In questo frangente, il bagno di fusione ha la possibilità di raffreddarsi permettendo così un regolare ed ordinato deposito della particella di metallo fuso sul pezzo in lavorazione. Il MIG Pulsato, permette una velocità di esecuzione della saldatura nettamente superiore rispetto al MIG Spray Arc classico grazie ad un più veloce e più efficiente processo di deposito. Inoltre si ha una drastica riduzione degli spruzzi e di fumi in saldatura con notevole diminuzione dei tempi di rilavorazione dei pezzi saldati che presentano, infatti, minori deformazioni ed un ottimo grado di finitura.

Parametri di saldatura La visibilità dell’arco riduce la necessità di una rigida osservanza delle tabelle di regolazione da parte dell’operatore che ha la possibilità di controllare direttamente il bagno di fusione. - La tensione influenza direttamente l’aspetto del cordone, ma le dimensioni della superficie saldata possono essere variate a seconda delle esigenze, agendo manualmente sul movimento della torcia in modo da ottenere depositi variabili con tensione costante. - La velocità di avanzamento del filo è in relazione con la corrente di saldatura. Sia nei processi MIG Short-Arc/Spry-Arc che MIG Pulsato, in funzione al generatore utilizzato, sono disponibili semplici e rapide impostazioni sinergiche ei parametri di saldatura definite automaticamente in base alle condizioni operative (materiale, spessore, gas, filo, velocità) dinamicamente controllate e mantenute bilanciate durante tutto il processo di saldatura mediante il controllo a microprocessore. Ciò permette di ottenere risultati eccellenti in saldatura in termini quantitativi, qualitativi, ed estetici in ogni condizione e ogni applicazione.

Gas utilizzabili La saldatura MIG-MAG è caratterizzata principalmente dal tipo di gas utilizzato, inerte per la saldatura MIG (Metal Inert Gas), attivo nella saldatura MAG (Metal Active Gas).

Anidride carbonica (CO2) Utilizzando CO2 come gas di protezione si ottengono elevate prestazioni con elevata velocità di avanzamento e buone proprietà meccaniche unitamente ad un basso costo di esercizio. Ciò nonostante l’uso di questo gas crea notevoli problemi sulla composizione chimica finale dei giunti, in quanto vi è una perdita di elementi facilmente ossidabili e, contemporaneamente, si ha un arricchimento del carbonio nel bagno. La saldatura con CO2 pura da anche altri tipi di problemi come l’eccessiva presenza di spruzzi e la formazione di porosità da ossido di carbonio. Argon Questo gas inerte viene usato puro nella saldatura delle leghe leggere mentre per la saldatura di acciai inossidabili al cromo-nichel si preferisce lavorare con l’aggiunta di ossigeno e CO2 in percentuale 2%, questo contribuisce alla stabilità dell’arco e alla migliore forma del cordone. Elio Questo gas si usa in alternativa all’argon e consente maggiori prestazioni (su grandi spessori) e maggiori velocità di avanzamento. Miscela Argon-Elio Si ottiene un arco più stabile rispetto all’elio puro, una maggiore penetrazione e velocità all’argon. Miscela Argon-CO2 Queste miscele vengono impiegate nella saldatura dei materiali ferrosi, soprattutto in condizioni di SHORT-ARC, in quanto migliora l’apporto termico specifico. Questo non ne esclude l’uso in SPRY-ARC. Normalmente la miscela contiene una percentuale di CO2 che va dall’8 al 20% e O2 intorno al 5%.