8 curiosità sulla saldatura dei metalli

Le risposte a 8 domande comuni sulle saldature

La saldatura è una tecnica fondamentale nell’industria moderna ed è utilizzata per unire materiali metallici attraverso la fusione. Tuttavia, essa è molto più di una semplice tecnica di unione dei materiali: è una disciplina che rappresenta un pilastro fondamentale e versatile in numerosi settori, dall’industria manifatturiera, a quella aerospaziale, passando per il settore medico e alimentare, contribuendo allo sviluppo tecnologico.

Non è possibile identificare un unico “miglior” tipo di saldatura. Infatti, tutto dipende dall’applicazione specifica. Tuttavia, tra i tipi di saldature più utilizzate troviamo:

• Saldatura MIG (Metal Inert Gas): ideale per lavori di carpenteria e produzione industriale.
• Saldatura MAG (Metal Active Gas): simile alla MIG, ma utilizza gas attivi (come CO₂) ed è più adatta per l’acciaio al carbonio.
• Saldatura TIG (Tungsten Inert Gas): offre finiture precise ed è perfetta per alluminio e acciaio inox.
• Saldatura a proiezione o Puntatura: usata nell’industria automobilistica e nella lavorazione delle lamiere per unire pezzi tramite resistenza elettrica.
• Saldatura a scarica di condensatore o saldatura capacitiva: ideale per fissare perni, dadi o piccoli componenti metallici con alta precisione e senza danneggiare il materiale di base.

Non esiste un tipo di saldatura universalmente riconosciuto come più resistente. La resistenza di una saldatura dipende dal materiale, dalla tecnica e dalle condizioni operative. La saldatura TIG (Tungsten Inert Gas) è tra le più resistenti, poiché garantisce una penetrazione profonda e una fusione omogenea dei materiali. Questa tecnica offre un’elevata qualità e una grande resistenza meccanica grazie al controllo preciso del calore e alla protezione con gas inerte (Argon o Elio). È ideale per materiali come acciaio inossidabile, alluminio e titanio, in quanto garantisce una fusione omogenea e una minimizza la presenza di difetti.

La capacità di carico di un punto di saldatura dipende da diversi fattori, tra cui il tipo di materiale saldato, il metodo di saldatura utilizzato, la qualità dell’esecuzione e lo spessore della giunzione. In genere, una buona saldatura può sopportare centinaia di kilogrammi per centimetro quadrato. Ecco alcuni esempi pratici:

• Saldatura ad arco su acciaio strutturale: un punto di saldatura realizzato correttamente su acciaio al carbonio può sopportare carichi di diverse centinaia di kg per cm², a seconda del metodo di saldatura e delle condizioni del giunto.
• Saldatura MIG su alluminio: l’alluminio è più leggero e meno resistente dell’acciaio, quindi un punto di saldatura può reggere carichi minori, a seconda della lega.
• Saldatura a resistenza (puntatura) su lamiere sottili: nelle automobili, le lamiere vengono unite con saldatura a punti, con una resistenza sufficiente per garantire la sicurezza strutturale del veicolo.

Per determinare la capacità di carico di una saldatura in un’applicazione specifica, si eseguono test di trazione, prove di taglio e analisi non distruttive, come radiografie o ultrasuoni, per verificare eventuali difetti.

Spesso la saldatura MIG (Metal Inert Gas) viene considerata la più semplice, anche per i principianti. Questo in virtù del fatto che utilizza un sistema semi-automatico e richiede meno abilità manuale rispetto ad altre tecniche come la saldatura TIG (Tungsten Inert Gas).

Nella saldatura MIG, il filo di saldatura viene alimentato automaticamente dalla torcia e fuso nel punto di giunzione, mentre il gas inerte (Argon o una miscela di Argon e CO₂) protegge il bagno di fusione dall’ossidazione. Questo sistema rende il processo più rapido e intuitivo, riducendo la necessità di movimenti complessi da parte dell’operatore. Inoltre, la tecnica MIG permette di ottenere saldature pulite con meno schizzi e meno necessità di rifinitura post-saldatura, facendola percepire come più semplice.

Tuttavia, per ottenere saldature MIG di qualità è necessaria esperienza, che va a declinarsi in pratica di lavorazione, preparazione del giunto, selezione del filo di saldatura, del gas di protezione e della corrente appropriati, ma anche nel controllo dei parametri di saldatura (tensione della corrente di saldatura, controllo del gas di protezione, velocità di avanzamento del filo di saldatura) e della distanza dalla superfice del pezzo.

Durante la saldatura, il calore applicato fonde il materiale di base e, se utilizzato, il materiale d’apporto, permettendo la creazione di una giunzione permanente tra i pezzi. Il raffreddamento rapido può generare tensioni interne, che possono influenzare la resistenza meccanica e causare fenomeni come distorsioni o cricche. Per minimizzare questi effetti, si utilizzano tecniche come il pre-riscaldamento o il raffreddamento controllato, soprattutto nei metalli ad alta sensibilità termica, come l’acciaio inossidabile o l’alluminio.

Leggi anche “Qual è la differenza tra saldatura e brasatura?”.

Il gas di protezione ha un ruolo fondamentale nella saldatura, poiché protegge il bagno di fusione, impedendone l’ossidazione, e previene la contaminazione da agenti esterni come ossigeno, umidità e tutte le impurità presenti nell’aria. Esistono diversi tipi di gas utilizzati in base alla tecnica di saldatura:

• Argon (Ar): utilizzato nella saldatura TIG e MIG su alluminio e acciaio inox per garantire una fusione pulita e senza inclusioni.
• Anidride carbonica (CO₂): impiegata nella saldatura MAG per aumentare la penetrazione dell’arco e migliorare la resistenza del giunto.
• Miscele di Argon e CO₂: comuni nella saldatura MIG/MAG, bilanciano protezione e stabilità dell’arco.
• Elio (He): usato in combinazione con Argon per migliorare la fluidità del bagno di saldatura nei materiali più difficili da saldare, come il titanio e le leghe di nichel.

L’uso corretto del gas di protezione migliora la qualità della saldatura, riduce la formazione di spruzzi e minimizza il rischio di difetti strutturali nel giunto saldato.

La saldatura senza materiale d’apporto è una tecnica in cui i lembi dei pezzi da unire vengono fusi direttamente, senza l’aggiunta di materiale esterno. Questa tecnica è particolarmente indicata quando si lavorano materiali sottili o quando si desidera mantenere l’integrità del materiale base. Ad esempio, nella saldatura TIG su acciai sottili, è possibile eseguire giunzioni senza materiale d’apporto, ottenendo cordoni puliti e precisi.

La scelta di non utilizzare materiale d’apporto dipende da vari fattori, tra cui:

• lo spessore dei materiali,
• il tipo di giunto
• le specifiche esigenze del progetto.

È fondamentale valutare attentamente queste variabili per garantire la qualità e la resistenza della saldatura.

L’assenza di materiale d’apporto riduce il rischio di difetti come inclusioni o porosità, ma richiede un controllo preciso del processo per garantire una connessione robusta.

Alcuni materiali non sono facilmente saldabili a causa delle loro proprietà chimiche e fisiche, come l’elevata conducibilità termica, la formazione di ossidi superficiali o la fragilità intrinseca. In particolare, materiali come la ghisa bianca tendono a fratturarsi facilmente a causa della loro struttura cristallina, mentre alcune leghe di magnesio possono presentare difficoltà di fusione. Anche i materiali compositi e alcuni tipi di plastica non possono essere saldati con le tecniche tradizionali, poiché non si fondono in modo compatibile con i metalli.

Leggi anche “Saldabilità: breve guida ai metalli saldabili”.

La saldatura è un processo che varia in base alle esigenze specifiche. Per questo, conoscere i tipi di saldatura e i metalli compatibili è fondamentale per ottenere giunzioni di qualità e durature.

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