Glossario della saldatura industriale: i termini base da conoscere – Parte 1

Familiarizzare con i concetti e i termini basilari della saldatura è fondamentale per comprendere al meglio le implicazioni per il proprio progetto.

Nel cuore pulsante dell’industria manifatturiera e delle costruzioni, la saldatura rappresenta un processo insostituibile, la cui importanza è pari solo alla complessità della sua terminologia. Per chi non è un addetto ai lavori, il gergo tecnico può sembrare un labirinto impenetrabile di sigle, acronimi e definizioni specifiche. Eppure, cogliere questo linguaggio è il primo passo per apprezzare la precisione che si cela dietro ogni giunzione saldata e comprendere al meglio le implicazioni per il proprio progetto di saldatura. Questo articolo, la prima parte del nostro glossario, si propone di fare chiarezza sui termini fondamentali della saldatura industriale.

In primo luogo, è utile categorizzare i principali processi di saldatura, poiché molti termini sono intrinsecamente legati al tipo di tecnica impiegata. Per approfondire leggi anche “Le 7 principali tecniche di saldatura”.

• Saldatura ad Arco (Arc Welding): la famiglia di processi più comune, che utilizza un arco elettrico per generare il calore necessario a fondere i metalli.
  • MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) – GMAW(Gas Metal Arc Welding): Un processo semi-automatico o automatico che utilizza un filo continuo come elettrodo e un gas di protezione per schermare l’arco. Il MIG usa gas inerti (es. Argon), il MAG usa gas attivi (es. CO2). Molto diffuso per la sua alta produttività e facilità d’uso.
  • TIG (Tungsten Inert Gas) – GTAW (Gas Tungsten Arc Welding): Un processo che impiega un elettrodo non consumabile di tungsteno e un gas di protezione (generalmente Argon). Offre saldature di altissima qualità e precisione, ideale per materiali sottili e lavori critici.
  • Saldatura a filo animato – FCAW (Flux-Cored Arc Welding): Simile al GMAW ma il filo elettrodo è cavo e contiene un flusso. Può essere autoprotetto o richiedere gas esterno. Ottima per saldature ad alta deposizione e in esterno.
  • Saldatura ad arco sommerso – SAW (Submerged Arc Welding): Un processo altamente produttivo dove l’arco è “sommerso” sotto uno strato di flusso granulare, che protegge il bagno di saldatura e contribuisce alla metallurgia del cordone.
• Saldatura a resistenza (Resistance Welding): utilizza il calore generato dalla resistenza elettrica al passaggio della corrente attraverso i pezzi da saldare.
  • Saldatura a punti (Spot Welding): processo ampiamente usato nell’industria automobilistica per unire lamiere sottili in punti discreti.
• Altri processi:
  • Saldatura Laser (Laser Beam Welding): utilizza un fascio laser altamente concentrato per saldare materiali con elevata precisione e minima distorsione.
  • Saldatura a frizione (Friction Stir Welding): un processo a stato solido (senza fusione) che utilizza un utensile rotante per mescolare meccanicamente i materiali.
  • Saldatura robotizzata: processo in cui un robot esegue operazioni di saldatura (con diverse tecniche) in maniera automatica. Viene impiegata in produzioni seriali per aumentare la produttività, ridurre i tempi e assicurare la ripetibilità.

Addentriamoci subito nei termini specifici che descrivono gli elementi e le fasi della saldatura.

• Materiale base / Materiale d’apporto (Base metal / Filler metal): il materiale base è il metallo o la lega che viene saldato. Il materiale d’apporto (o metallo d’apporto) è il metallo fuso aggiunto alla giunzione per formare il cordone di saldatura, spesso sotto forma di filo, bacchetta o elettrodo.

• Bagno di saldatura / Bagno di fusione / Pozza di fusione (Weld pool / Molten pool): l’area in cui il materiale base e l’elettrodo fondono insieme andando a formare il cordone di saldatura. Per ottenere una saldatura di qualità, le caratteristiche del bagno di fusione vanno controllate.

• Cordone di saldatura (Weld bead / Weld pass): la porzione di metallo solidificato che unisce i pezzi, derivante dalla fusione del materiale base e/o del materiale d’apporto. Può variare in forma e dimensioni a seconda della tecnica usata, della posizione di saldatura e del tipo di giunto.

• Zona Termicamente Alterata (ZTA) / Heat Affected Zone (HAZ): l’area del metallo base che, pur non essendo fusa, subisce alterazioni microstrutturali a causa del calore. Questo cambiamento può influenzare le proprietà meccaniche e deve essere controllato per garantire la qualità della saldatura.

• Filetto di saldatura: porzione visibile del metallo di apporto che si forma all’intersezione tra i componenti saldati, rappresentando la qualità e la solidità del giunto di saldatura.

• Strato intermetallico (intermetallic layer): zona di transizione che si forma tra il metallo di base e la lega saldante durante la saldatura. È il risultato della diffusione dei metalli, e la sua corretta formazione è essenziale per la durata del giunto.

• Stagnatura (tinning): applicazione preventiva di uno strato sottile di stagno o lega a base stagno su superfici metalliche. Favorisce la bagnabilità, protegge dall’ossidazione e migliora l’affidabilità del giunto durante la rifusione.

• Giunto di saldatura (Weld joint): la configurazione dei pezzi da saldare nella zona della giunzione influenzano il metodo e l’esito della saldatura. Esistono diverse tipologie di giunti:
  • Giunto a sovrapposizione (Lap joint): due pezzi sovrapposti
  • Giunto a T (T-joint): un pezzo perpendicolare a un altro, formando una “T”
  • Giunto di testa (Butt joint): due pezzi allineati e uniti sui loro bordi
  • Giunto ad angolo (Corner joint): due pezzi che formano un angolo
  • Giunto a bordo (Edge joint): due pezzi affiancati e saldati sul bordo

• Apertura del Root / Distanza Root (Root Opening): la distanza tra i bordi dei pezzi da unire al fondo della scanalatura (smusso) in un giunto a V. Influisce sulla penetrazione.

• Preparazione del bordo / Smusso (Edge Preparation / Bevel): la forma (angoli, smussi) data ai bordi dei pezzi prima della saldatura per consentire una buona penetrazione e l’accesso al materiale d’apporto. Le forme più comuni includono smussi a V, a U, a doppio V, a J.

• Flussante (Flux): materiale granulare o sotto forma di rivestimento sugli elettrodi, che protegge il bagno di saldatura dall’atmosfera, stabilizza l’arco, deossida il metallo fuso e contribuisce alla formazione della scoria.

• Flusso di gas: quantità di gas che fuoriesce dall’ugello durante il processo di saldatura. È fondamentale che il flusso sia appropriato in modo da garantire un’adeguata protezione della zona di saldatura.

• Arco elettrico: l’arco elettrico è la colonna di plasma generata tra l’elettrodo e il pezzo da saldare. Raggiunge temperature elevate (fino a 6000 °C), sufficienti a fondere i materiali. È la fonte di calore più comune nella saldatura industriale.

• Gas di protezione (Shielding gas): i gas di protezione servono a schermare la zona di saldatura dalla contaminazione atmosferica (ossigeno, azoto), evitando reazioni indesiderate come ossidazione o porosità. I principali sono:
  • Argon: inerte, usato per metalli non ferrosi.
  • CO2: attivo, usato per acciai.
  • Miscele: combinazioni dei due per ottimizzare le prestazioni.

• Scoria (Slag): rivestimento vetroso che si forma sul cordone di saldatura solidificato in processi come SMAW, FCAW (con flusso) e SAW, derivante dalla solidificazione del flusso. Protegge il cordone durante il raffreddamento e deve essere rimossa.

• Penetrazione (Penetration): indica la profondità con cui il materiale fuso penetra nel metallo base. Una buona penetrazione garantisce la solidità della giunzione.

• Sovrametallo (Reinforcement): il metallo d’apporto in eccesso che si trova sopra il piano del materiale base nella saldatura a cordone. Un leggero sovrametallo è desiderabile per la resistenza, ma un eccesso può causare concentrazioni di stress.

• Posizioni di saldatura: la posizione influisce su difficoltà e qualità della saldatura. Le principali sono:
  • PA: piano
  • PB: angolo orizzontale
  • PC: verticale
  • PE: sopra testa

• Elettrodo: l’elettrodo è un filo metallico consumabile che durante il processo di saldatura fonde, dando origine al cordone di saldatura. L’elettrodo è anche detto “filo di saldatura” o “filo d’apporto”. Nel caso della saldatura TIG, l’elettrodo in tungsteno è non consumabile.

• Torcia per saldatura: la torcia per saldatura serve a dirigere l’elettrodo e il gas di protezione verso la zona di saldatura. Viene inoltre usata per generare l’arco elettrico che consente di fondere l’elettrodo e il materiale base.

• Ugello gas: l’ugello è un componente della torcia per saldatura che incanala il flusso del gas di protezione intorno all’elettrodo e alla zona di saldatura.

• Tensione di saldatura: impostazione dell’unità di saldatura. La tensione di saldatura risulta dalla differenza di potenziale elettrico tra l’elettrodo e il pezzo da saldare. Essa determina la quantità di energia trasmessa ad arco e incide sulla profondità di penetrazione e sulla larghezza del cordone di saldatura.

• Velocità del filo: la velocità del filo è la velocità con cui l’elettrodo si srotola, dalla bobina fino alla torcia. La velocità determina la quantità di materia che va ad aggiungersi al cordone di saldatura e va impostata tenendo conto dello spessore del materiale e della tensione di saldatura.

• Saldatura multi-pass: tecnica di saldatura in cui la giunzione viene realizzata attraverso più passate successive dell’elettrodo o della torcia saldante, anziché con una singola passata. Questo metodo è utilizzato soprattutto quando si saldano materiali di grande spessore, poiché consente di ottenere una penetrazione completa, una maggiore resistenza meccanica e una migliore qualità strutturale del giunto. Ogni passata può essere denominata a seconda della posizione (ad esempio: passata di radice, di riempimento, di copertura) e deve essere eseguita con cura per evitare difetti.

• Postazione di saldatura sinergica: postazione di saldatura MIG/MAG che imposta automaticamente i parametri di saldatura adattandosi allo spessore del materiale e al tipo di filo impiegato. Quest’opzione consente di agevolare il settaggio della postazione e di ottenere risultati di saldatura più coerenti tra i pezzi.

Familiarizzare con i concetti e i termini più basilari, le fondamenta su cui si costruisce ogni saldatura di successo, è importante. Dal riconoscimento dei diversi processi alla comprensione delle componenti chiave di un giunto saldato, abbiamo gettato le basi per una maggiore consapevolezza. Ma la saldatura è un campo vasto e complesso, ricco di sfumature, difetti, test e standard. Nella Parte 2 di questo glossario, esploreremo ulteriori termini cruciali, approfondendo aspetti legati alla qualità, ai difetti, alle procedure e alla sicurezza.

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