Saldabilità: breve guida ai metalli saldabili

Cos’è la saldabilità? Che metalli si possono saldare e quali non si saldano? Proprietà e caratteristiche dei materiali metallici in relazione al processo di saldatura.

Abbiamo visto quali sono i principali tipi di saldatura dei metalli. L’esecuzione, la scelta della tecnica e la buona riuscita della lavorazione non possono prescindere dalle materie prime. Vediamo quindi quali sono i metalli saldabili.

Quando parliamo di saldabilità facciamo riferimento a una caratteristica tecnologica che riguarda principalmente i materiali metallici, ma anche quelli plastici.

I metalli saldabili sono in grado di formare una giunzione stabile attraverso il calore e il processo di fusione, sia tra elementi dello stesso materiale (saldatura omogenea) sia tra elementi di materiali diversi (saldatura eterogenea). Nel caso non avvenga fusione, si parla invece di brasatura.

L’obiettivo della saldatura è quello di ottenere giunzioni durature nel tempo, con caratteristiche fisico-chimiche che ne permettano un impiego sicuro e affidabile. Un materiale saldabile dovrebbe originare giunzioni con resistenza meccanica uguale o superiore a quella dei materiali originali, nonché prive di difetti critici.

La saldatura dei metalli avviene attraverso la fusione dei giunti, utilizzando la stessa lega (saldatura autogena) o introducendo un metallo d’apporto specifico per la saldatura. A questo proposito, l’acciaio a basso tenore di carbonio è un esempio di metallo saldabile, mentre l’acciaio ad alto tenore di carbonio (che potrebbe formare martensite fragile durante il raffreddamento) e la ghisa sono esempi di materiali metallici difficili, ma pur sempre saldabili con il processo di saldatura idoneo.
Di contro, gli acciai ad alta velocità di lavorazione meccanica contenti Piombo (AVP, Alta Velocità Piombo) o Zolfo (AVF, Alta Velocità Zolfo) sono metalli non saldabili in quanto il cordone di saldatura si stacca dal materiale base, causando la rottura delle saldature alla prima sollecitazione.

Più nello specifico, la saldabilità dei metalli è condizionata dai seguenti elementi:

• temperatura di fusione del metallo base
• temperatura di fusione e massa volumica degli ossidi del metallo base e del metallo d’apporto
• conducibilità termica del metallo base
• conducibilità elettrica (in caso di saldatura elettrica)
• trasformazioni strutturali.

Inoltre, per valutare la saldabilità di un metallo base, è importante considerare alcuni fattori chiave. In primo luogo, il metallo base può essere considerato saldabile se:

• la temperatura di fusione del suo ossido è inferiore a quella del metallo base stesso
• la massa volumica dell’ossido è inferiore a quella del metallo fuso, in modo da permettere alla scoria di galleggiare.

Tuttavia, se queste condizioni non sono soddisfatte, è necessario ricorrere all’utilizzo di polveri disossidanti con determinate proprietà:

• massa volumica inferiore a quella del metallo fuso
• temperatura di fusione inferiore di circa 100 °C rispetto a quella del metallo base
• capacità di sciogliere l’ossido presente nel bagno di saldatura.

La saldabilità si riferisce, quindi, all’attitudine di un metallo a unirsi a parti dello stesso o di un altro metallo tramite fusione, ed è determinante per il successo e l’affidabilità dei processi di saldatura. È fondamentale adottare le corrette tecniche di saldatura e considerare le caratteristiche specifiche di ciascun materiale per ottenere giunzioni saldate di alta qualità.

Nello specifico, prendiamo in esame alcuni metalli saldabili.

Gli acciai al carbonio basso legati, a cui ci si riferisce comunemente con il termine “ferro”, sono altamente saldabili. Questi acciai hanno un contenuto di carbonio relativamente basso, il che li rende meno sensibili alla formazione di difetti durante il processo di saldatura. Sono adatti per la saldatura in diverse applicazioni e prodotti: ringhiere, cancelli, carter, strutture di macchinari, componenti automotive, tubazioni, e molto altro.

Gli Acciai inox, noti anche come acciai inossidabili, sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni che richiedono resistenza alla corrosione (per esempio, nel settore alimentare, chimico, farmaceutico, ospedaliero, odontoiatrico e industriale). La loro saldabilità può variare a seconda della lega specifica. Gli Acciai Inox austenitici, come l’acciaio inox 304 e 316, sono generalmente ben saldabili, grazie alla loro struttura cristallina che resiste alla formazione di fessure da solidificazione. Tuttavia, alcuni Acciai Inox ferritici o martensitici possono richiedere attenzione supplementare durante il processo di saldatura.

Il Rame è noto per la sua eccellente conducibilità termica ed elettrica. Dal punto di vista della saldabilità, questo metallo è considerato altamente saldabile grazie alla bassa temperatura di fusione e all’elevata conduttività termica. Tuttavia, possono essere necessarie attenzioni speciali per evitare l’ossidazione del metallo durante il processo di saldatura. Infatti, l’ossido di rame determina delle zone scarsamente resistenti alla corrosione.

Il Nichel è spesso utilizzato in leghe per applicazioni resistenti alle alte temperature e alla corrosione. Le leghe di Nichel, come l’Inconel e il Monel, sono comunemente utilizzate e ben note per la loro saldabilità. Tuttavia, il Nichel in purezza e le leghe con alta percentuale di Nichel (dal 30% in su) possono essere davvero ostiche e richiedere competenze e attenzioni specifiche per evitare la formazione di difetti di saldatura.

Il Titanio è un metallo leggero con eccellenti proprietà di resistenza alla corrosione. La saldatura del Titanio richiede attenzione particolare a causa della tendenza del metallo a reagire con l’ossigeno, l’azoto e altri elementi presenti nell’atmosfera. È necessario utilizzare tecniche di saldatura protettive e atmosfere controllate per ottenere giunzioni di alta qualità.

L’Alluminio è un metallo leggero ampiamente utilizzato in diversi settori, oltre all’automotive (per esempio nelle strutture edilizie, macchinari industriali, carter, componentistica idraulica ed elettrica). Dal punto di vista della saldabilità, esso presenta alcune sfide specifiche. Questo metallo, infatti, a causa dell’alto coefficiente di dilatazione termica e della buona conducibilità termica, richiede una gestione attenta delle temperature durante il processo di saldatura. Inoltre, l’Alluminio tende a formare un ossido resistente che rimane incluso nel bagno rendendo difettosa la saldatura. Tutto ciò richiede mani esperte per la scelta dell’uso di tecniche di pulizia e l’adozione di misure per prevenire l’ossidazione durante la saldatura.

In Casa della Saldatura effettuiamo abitualmente saldature certificate e di alta qualità su diversi tipi di metalli, dal ferro (acciai basso legati) a tutte le tipologie di acciaio inossidabile. In particolare:

• Ferro
• Acciaio inossidabile (AISI-303, AISI-304, AISI-308, AISI-316)
• Titanio e leghe di titanio (Ti, AISI-316ti…)
• Nichel, molibdeno e leghe di nichel, molibdeno (Ni, Cr, Mb …)
• Alluminio e leghe di alluminio. (Al, AlSi, AlMg …)
• Rame e leghe di rame. (Cu, CuZn, CuAl, …)

Si effettuano anche saldature su materiali non omogenei, per esempio:

• Tra C40 e bronzo-alluminio, riporto per creare filettature dei dadi delle presse (MIG-TIG)
• Tra acciaio inox e nichel (MIG-TIG)
• Tra acciaio inox e ottone (MIG-TIG)

Se stai cercando un fornitore specializzato nei processi di saldatura dei metalli per i tuoi progetti aziendali, Casa della Saldatura è pronta ad offrirti le sue competenze e l’esperienza del suo team qualificato. Con una solida esperienza di quarant’anni nel settore, siamo un’azienda che realizza saldature sia per commesse nazionali che internazionali.

Perché affidarsi a noi?

• Siamo in grado di gestire lavorazioni sia su piccoli che su grandi quantitativi, adattandoci alle esigenze specifiche dei nostri clienti
• La produzione viene svolta completamente all’interno della nostra azienda, il ché ci consente di ottimizzare tempi e costi per il cliente
• Abbiamo la capacità di creare assiemi complessi, affrontando sfide tecniche e realizzando soluzioni personalizzate
• Offriamo un supporto completo al cliente fin dalla fase di progettazione, mettendo a disposizione la nostra conoscenza e collaborando attivamente per raggiungere i migliori risultati.