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Metodologie di restauro: le saldature
AREA I - ARTE TECNICO-SCIENTIFICA (ATS)
Cap. ATS-P02 - Saldature - Pag. ATS-P02.06
Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Arch. Michele Cuzzoni nel 2012 - © Copyright 2007- 2024 - e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina
Tecnologia Meccanica - Le lavorazioni per saldatura
Saldatura: Processo di unione permanente di due componenti meccanici
Una saldatura è detta:
• omogenea
• eterogenea
• autogena
• eterogena
Saldatura per fusione: Fusione e susseguente solidificazione dei lembi con o senza materiale d’apporto. Fusione con gas o tramite arco elettrico.
Saldatura per pressione: Pressione meccanica combinata col riscaldamento dei pezzi da unire.
Brasatura: Fusione elettrica o chimica del solo metallo d’apporto.
| Autogene | Eterogene | ||
| Gas | - Ossiacetilenico | Brasatura | - Dolce |
| - Forte | |||
| Arco | - Elettrodi rivestiti | ||
| - Arco sommerso | Saldobrasatura | ||
| - Tig | |||
| - Mig - Mag | |||
| Resistenza | - Rulli | ||
| - Punti | |||
| Stato solido | - Attrito | ||
| - Ultrasuoni | |||
| Altre | - Laser | ||
| - Fascio elettronico | |||
| - Alluminotermica | |||
| - Plasma | |||
| - ….. | |||
Preparazione dei lembi: forma geometrica più opportuna per
• facilitare la saldatura
• caratteristiche meccaniche del giunto
• fusione completa su tutto lo spessore
• buona penetrazione del materiale d’apporto
- Tipo di giunto
- Posizione di saldatura
- Natura del metallo base
- Spessore del metallo base
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Attitudine con cui un materiale si presta alla realizzazione di unioni saldate di volute caratteristiche con un determinato procedimento.
Variazione di temperatura nel tempo
ZF Rapporto di diluizione (Rd) = (Vmbfuso * 100) / Vtot zona fusa
| Rd | |
| Brasatura | 0% |
| Sald senza ma | 100% |
| TIG | 20 - 40% |
| Arco sommerso | 10 - 65% |
| MIG - MAG | 5 - 40% |
Solidificazione da esterno a interno - Struttura dendritica - Dimensione grani dipende dal ciclo termico (velocità di raffreddamento)
Le nuove passate rifondono quelle precedenti - migliora la tenacità
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ZTA: trasformazioni allo stato solido • Massima temperatura • Severità del ciclo termico • Composizione chimica MB |
Acciai a basso contenuto di carbonio: - ingrossamento del grano - affinamento della grana (normalizzazione) - trasformazione della austenite in ferrite e perlite con grana più fine |
Caratteristiche meccaniche simile a MB
Acciai a medio tenore di carbonio: strutture fragili, cricche a freddo
- Strutture sollecitate che lavorano a bassa T: rottura fragile
- Strutture soggette a corrosione: le tensioni accelerano il processo
- Strutture soggetti a carichi di punta: le tensioni interne aumentano l’instabilità
Tutti comportano: Trattamenti termici di distensione
| Cricche a caldo (ZF) | Cricche a freddo (ZTA) | Rottura fragile |
| Elevato tenore di carbonio | Strutture dure e fragili | Strutture che lavorano a bassa T |
| Elevato tenore di impurezze nel MB | Presenza di idrogeno | Strutture con intagli |
| Tensioni di ritiro elevate | Tensioni di ritiro elevate | Tensioni di ritiro elevate |
• Fiamma ottenuta mediante la combustione di un gas con l’ossigeno
• Cannello: ossigeno: comburente - gas: combustibile
• Caratteristiche gas:
Ø alta temperatura di fiamma
Ø elevato contenuto termico
Ø bassa reattività della fiamma con il metallo base e d’apporto
Ø stabilità e facilità di regolazione della fiamma
| • Acciaio: | • Gas utilizzati | ||
| C < 0.4 facilmente saldabile. 0.4 < C < 0.6 cattiva saldabilità (MA basso tenore di C). C > 0.6 preriscaldo dei lembi. |
Combustibile |
Fiamma | Temperatura |
| • Ghise: preriscaldo del pezzo. | Acetilene | Ossiacetilenica | 3200 °C |
| • Rame: ottima saldabilità. | Butano | Ossibutanica | 2850 °C |
| • Alluminio: pericolo ossidi. | Propano | Ossipropanica | 2750 °C |
| • Ottone: cattiva saldabilità. | Metano | Ossimetanica | 2750 °C |
| • Bronzo: cattiva saldabilità. | Idrogeno | Ossidrica | 2500 °C |
• Metallo d’apporto
Filo metallico di diverse dimensioni, composizione e caratteristiche
| Spessore pezzi | ø Bacchetta |
| 1 ÷ 2 | 1 ÷ 2 |
| 3 ÷ 4 | 2,5 ÷ 3 |
| 5 ÷ 6 | 3,5 ÷ 4 |
| 7 ÷ 8 | 5 ÷ 6 |
| 9 ÷ 12 | 6 ÷ 7 |
| oltre 12 | 7 ÷ 8 |
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C2H2 • T di fiamma 3200 °C • Maggior quantità di calore generato nell’unità di tempo • Minor consumo di ossigeno • Prodotti di combustione (CO e H) riducenti C 2H2 + O2 2CO +H2 + 106.000 Cal2CO +O2 2CO2 + 137.000 Cal H2 + 1/2O2 H2O + 58.000 Cal Fiamma neutra (acciai, ghisa, rame, Al) carburante (processo di indurimento superficiale) ossidante (bronzi e ottone) |
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Attrezzature • alimentatore di ossigeno • alimentatore di acetilene • organi di collegamento e regolazione • cannello • posto di lavoro con utensili e attrezzature ausiliarie
Cannello • miscela i due gas • permette la regolazione della fiamma • dirige la fiamma localizzando l’apporto termico |
Potenza del cannello:
litri di C2H2 bruciati in un’ora| Spessore (mm) | Potenza (l/h di C2H2) |
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0,3 – 1 |
25 – 100 |
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1 – 2 |
100 – 200 |
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2 – 4 |
200 – 400 |
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4 – 6 |
400 – 600 |
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6 – 9 |
600 – 900 |
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9 - 12 |
900 - 1200 |
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Cannello a bassa pressione O2: 0,1 – 0,3 MPa C2H2: 0,01 MPa
Cannello ad alta pressione O2 -C2H2: 0,075 MPa Più pericolosi Erogazione fissa |
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Modalità operative • Senza metallo d’apporto per spessori sottili • Materiale d’apporto simile a metallo base • Pulizia superfici |
Caratteristiche e prestazioni • no leghe reattive • acciai a basso tenore di carbonio • buona controllabilità del processo • scarsa penetrazione • adatto a spessori sottili • costi e tempi elevati per grossi spessori • equipaggiamento versatile, trasportabile e di basso costo
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Taglio con cannello ossiacetilenico Taglio per ossidazione - Adatto per acciai al carbonio o debolmente legati - Tinnesco reazione di ossidazione <Tfusione metallo - reazione di ossidazione fortemente esotermica - Tfusione ossido < Tfusione metallo Manuale: spessori 50mm, vel 7/9 m/h A CN: spessori fino a 500mm, vel 34 m/h Se Tfusione ossidi >Tfusione metallo (Acciai inox e ghisa) iniezione polvere di ferro nella zona di taglio
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• Elettrodi rivestiti • Arco sommerso • TIG • MIG/MAG
Sorgente di calore di natura termoelettrica Il calore è fornito da un arco voltaico che scocca tra i pezzi da saldare e il materiale d’apporto Scarica elettrica continua tra i due poli a diverso potenziale Iniziale contatto fra i due elettrodi Corrente ionizza aria che permette passaggio di corrente anche senza contatto elettrodi L’arco può essere: • DIRETTO • INDIRETTO |
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Circuito elettrico - generatore - utilizzatore - cavi di collegamento Grandezze caratteristiche I [A] ?V [V] Legge di Ohm ?V=R I
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Corrente continua I costante nel tempo Senso di percorrenza costante Polo + e polo -
Corrente alternata I non costante nel tempo Senso di percorrenza varia |
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Gli elettroni vanno verso l’anodo (+) Gli ioni positivi sono diretti verso il catodo (-) Corrente continua temp anodo 3500-4000 °C temp catodo 2600-2800 °C Corrente alternata temp catodo = temp anodo
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Schema di funzionamento • Calore (4000°C) fornito da arco elettrico tra pezzo e elettrodo • Innesco arco con iniziale contatto • Scorre corrente di intensità elevata che surriscalda elettrodo e metallo base, ionizza aria e innesca arco • Energia arco si trasforma in calore
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Anima e rivestimento fondono Arco proietta gocce di anima fusa sul pezzo che si amalgamano nel bagno di fusione Rivestimento: parte gassosa avviluppa l’arco parte liquida galleggia sopra bagno di fusione e solidifica (scoria)
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1) materiale da saldare
2) bacchetta
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Anima (Filo metallico metallurgicamente simile a metallo base) • conduce corrente • fornisce metallo d’apporto
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Materiale rivestimento La composizione del rivestimento influenza sensibilmente i risultati dell’operazione di saldatura Ossidante: a base di ossidi di ferro, manganese e silicio Bassa penetrazione, scoria spessa e solida, facilmente asportabile Caratteristiche meccaniche e tecnologiche del giunto basse Saldature in piano Acido: a base di ossidi metallici e ferroleghe Buona qualità del giunto, penetrazione buona Anche per saldature frontali e verticali
Basico: a base di carbonato di calcio e fluorite Elevate proprietà meccaniche e tecnologiche del giunto Saldature di qualunque posizione
Cellulosico: a base di materie organiche Buone qualità meccaniche e tecnologiche del giunto, scoria facilmente asportabile Bassa penetrazione, elevato sviluppo di fumi Saldature in tutte le posizioni
Al rutilo: a base di ossidi di titanio Buona stabilità dell’arco, Aspetto cordone buono
Ad alto rendimento: a base di polvere di ferro, rende fino a 160% Rendimento = Peso metallo depositato sul cordone/Peso anima metallica consumata
A forte penetrazione: a base di ossido di titanio e cellulosa Penetrazioni doppie rispetto al normale |
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Rivestimento (miscela di sostanza particolari) Parte gassosa: • protegge il bagno di fusione dalle ossidazioni • favorisce la stabilità dell’arco (in caso di corrente alternata) con lo sviluppo di • gas ionizzanti
Parte liquida: • trattiene impurezze presenti nel MB • protegge il cordone di saldatura da ossidazioni superficiali • se rivestimento contiene carbonati di calcio o magnesio depura il bagno da sostanze nocive (zolfo e fosforo) • apporto di elementi che migliorano le caratteristiche meccaniche e tecnologiche del cordone
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Si acciai al carbonio, acciaio inox, leghe leggere, ghisa, rame, nickel e sue leghe
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No metalli a basso punto di fusione (a base di stagno, piombo e zinco) metalli reattivi (titanio e zirconio)
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Caratteristiche L’elettrodo va sostituito (interruzione operazione) Eliminazione scoria dopo ogni passata Attrezzatura semplice e portatile Velocità maggiore e costo inferiore a saldatura ossiacetilenica Saldatura di parti di diversi spessori Poco competitivo rispetto altri processi ad arco Giunzione di testa di tubi per trasporto fluidi Spessore minimo 1 mm
Difetti tipici: • inclusione scoria nel cordone • porosità - impurezze del metallo base - umidità assorbita dal rivestimento - elevata velocità di saldatura che impedisce l’evaporazione dei gas • cretti longitudinali - formazione di cricche a caldo durante la deposizione di cordoni sottili su pezzi di grosso spessore, a causa di un ritiro ostacolato - cricche a freddo per le tensioni di ritiro in pezzi di grande spessore e rigidezza • discontinuità derivanti da incompleta fusione dei lembi da saldare corrente di saldatura elevata fusione di una massa eccessiva di elettrodo in un tempo troppo breve non totale riempimento ai bordi |
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Impianti e apparecchiature Generatore di corrente Pinza portaelettrodo Morsetto Banco di lavoro
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Arco scocca tra elettrodo e metallo base e rimane sotto la protezione di un flusso granulare Materiale d’apporto: filo nudo continuo Flusso granulare protegge da ossigeno ed azoto Unità di controllo: intensità di corrente, tensione d’arco velocità del filo Corrente continua o alternata
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Spazzola di rame trasmette corrente al filo Flusso granulare in abbondanza scoria - Parte in eccesso aspirata
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Flussi prefusi o neutri: costituiti da floruro di calcio, carbonato di calcio, e silicato di manganese Cotti in forno e successivamente macinati Solo funzione protettiva (le reazioni chimiche fra gli elementi avvengono nella fase di cottura) Flussi agglomerati o attivi: costituiti da silicati, ferroleghe di manganese, silicati di sodio e potassio, ossidi di tungsteno Componenti macinati, agglomerati in forno con leganti ed essiccati Funzione protettiva e metallurgica |
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Caratteristiche Vantaggi • Funzionamento semiautomatico o completamente automatico • Cordone è più pulito, uniforme e di composizione controllata mediante il flusso granulare • Velocità di saldatura è maggiore rispetto al processo ad arco rivestito • Riduzione del tempo di fermo impianto per la sostituzione degli elettrodi rispetto alla saldatura con elettrodi rivestiti • Alta penetrazione e alta deposizione oraria (diminuzione del numero di passate) • Deformazioni dei pezzi minime • Correnti di saldature molto elevate (nella zone dell’arco la resistenza elettrica diminuisce per la presenza del flusso fuso che diventa elettroconduttore) Limitazioni • Flusso preservato da contaminazioni, che potrebbero causare porosità nel cordone di saldatura • Metallo base completamente privo di scaglie, ruggine, grassi e altre sostanze contaminanti • Eliminazione scoria prima di effettuare eventuali passate successive • Posizione di saldatura: in piano o d’angolo
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Si acciai al carbonio, acciaio inox, acciai debolmente e mediamente legati, nickel e sue leghe No leghe leggere, acciai da utensili, ghisa Applicazioni • saldatura longitudinale di tubi anche di ampio raggio • saldature su grossi pannelli di elevato spessore (fino a 60 mm) carpenteria navale e ferroviaria |
Nelle saldature elettriche azione ossidante dell’aria sia del bagno di fusione che dell’arco Azione protettiva rivestimento spesso non è sufficiente
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Uso di gas inerti o di gas attivi: TIG - MIG - MAG Gas inerte: non si combinano con altri elementi del bagno di fusione ed escludono l’aria dal contatto con la zona da saldare Gas attivi: si combinano con elementi presenti nel metallo base
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• saldatura in tutte le posizioni • qualità molto elevata • no scoria • complessità, e scarsa trasportabilità dell’apparecchiatura necessaria • costo elevato • elettrodo corto per permettere l’afflusso del gas protettivo alla zona di saldatura • problemi in ambienti fortemente ventilati • conveniente per saldature di piccoli spessori (fino a 12 mm) spessore minimo circa 2 mm
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TIG (Tungsten Inert Gas) Gas: argon, elio, miscele di Ar-He, Ar-CO2 Elettrodo: astina di tungsteno (T fusione 3000°C) infusibile Materiale d’apporto: bacchetta(manuale) o filo (automatico) Arco tra elettrodo e metallo base Arco, elettrodo, metallo base fuso e metallo d’apporto in ambiente inerte
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Polarità diretta: flusso di elettroni verso materiale da saldare alta penetrazione Polarità inversa: flusso di elettroni verso elettrodo surriscaldamento elettrodo Bombardamento ioni positivi distrugge ossidi formati con leghe di Al e Mg inclusioni di tungsteno nel bagno Corrente alternata
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Caratteristiche: • Adatto per qualsiasi materiale (leghe di Al e Mg e materiali molto reattivi - Ti,Zr) • Costo elevato gas • Non si formano scorie • Facilità di esecuzione • Qualità ottima ad eccezione materiali a Tfusione bassa (stagno, piombo e zinco) • Velocità di avanzamento bassa • Poco competitivo per spessori medi e grossi Usi: acciai pregiati, acciai inox, rame, ottone, leghe leggere (alluminio e magnesio) materiali molto reattivi (titanio e zirconio)
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Componenti • torcia • elettrodo di tungsteno • metallo d’apporto • pezzo • entrata acqua • scarico acqua • generatore • flussometro • Manometro • Bombola di gas • Economizzatore • Tubo del gas |
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MIG (Metal Inert Gas) - MAG (Metal Active Gas) Gas protettivo MIG: argon, elio Elettrodo: filo continuo fusibile Arco tra filo e metallo base Dispositivi semiautomatici o automatici Corrente continua con polarità inversa Arco, metallo base fuso e metallo d’apporto in ambiente inerte
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MAG: CO2 azione disossidante affidata al filo elettrodo che contiene elementi di lega di manganese e silicio
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Saldature semiautomatiche ed automatiche Velocità alte Apparecchiature più costose e complesse meno trasportabili Assenza di scoria Forte penetrazione No per zone difficili da raggiungere
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MIG: Gas costosi Al, rame acciai inox con spessori notevoli
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MAG: Qualità inferiori a TIG e MIG Meno costoso acciai dolci o basso legati di grossi spessori
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Componenti • motore e dispositivo avanzamento filo • filo elettrodo • pezzo • cavi circolazione acqua • condotto gas alla pistola • generatore • flussometro • Manometro • Bombola di gas • Economizzatore • Unità di controllo
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Trasferimento del metallo d’apporto (TIG - MIG - MAG) Modalità “short-arc” tensioni d’arco ‹ 20 V, gocce grosse che spengono momentaneamente l’arco bagno di fusione freddo, rapida solidificazione Spessori sottili in qualunque posizione Modalità “spray-arc” Tensioni d’arco › 25 V, tante gocce piccole, non spengono l’arco Spessori grossi, elevata penetrazione e deposizione oraria Modalità “pulsed-arc” ottenibile con particolari macchine: due diversi livelli di correnti sull’elettrodo, il più basso per surriscaldare l’elettrodo e l’altro per far distaccare la goccia (riduzione distorsioni) Piccoli spessori |
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• Forte riscaldamento localizzato in una regione ristretta di contatto tra le lamiere da collegare, ottenuto attraverso la circolazione di una corrente di elevata intensità e bassa tensione • Pressione sui due lembi attraverso l’azione di due elettrodi • No metallo d’apporto • Realizzazione di vari punti di saldatura • Scioglimento del metallo base Superfici esterne e elettrodi: surriscaldamento
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Calore sviluppato per effetto Joule = f (resistenza elettrica complessiva) Q = k I Rtot 2 t Rtot = r1 + r2 + r3 + r4 + r5 + r6
r1: resistenza degli elettrodi r2: resistenza di contatto fra l’elettrodo superiore e la superficie esterna della lamiera sovrastante r3: resistenza della lamiera superiore r4: resistenza di contatto derivante dall’aderenza delle facce interne delle lamiere r5: resistenza della lamiera inferiore r6: resistenza di contatto fra l’elettrodo inferiore e la superficie esterna della lamiera sottostante
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Idealmente: r4 ›› r1 , r2 , r3 , r5 , r6 In pratica: r4 = r2 › r6 = r1 Elettrodi in rame (r1 bassa) Circuito di raffreddamento ad H20 r2 = f (forma elettrodi, pressione)
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Accostaggio: elevata pressione (aderenza dei materiali e debellamento tensioni residue)
Saldatura: circolazione di corrente di elevata intensità e bassa tensione
Mantenimento a pressione: transizione da configurazione fusa a solida
Riposo: distacco elettrodi
Schema saldatrice per punti
Elettrodi
• Elevata conducibilità termica e elettrica
• Bassa resistenza di contatto con i materiali da collegare rischio surriscaldamenti superficiali
• Rame elettrolitico crudo, rame-zirconio o rame-cadmio-zirconio
• Superficie troncoconica per far convergere la corrente e la pressione
• Pulizia periodica delle punte degli elettrodi
• Sostituzione in presenza di abrasioni, bruciature locali
• Consigliabile l’impiego di elettrodi avente bassa affinità coi materiali
Schemi di saldatura per punti
E = elettrodi
P = pezzi da saldare
T = trasformatore
B = base di sostegno
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Giunzione di due pezzi attraverso la realizzazione di vari punti di saldatura, opportunamente distanziati e distribuiti sulla superficie di contatto • Collegamento di lamiere, anche di diversi materiali e spessori • Facilmente ed economicamente adattabile a produzioni industriali attraverso un processo di automazione (automobilistico) • Non necessita di metallo d’apporto, eventuali polveri o atmosfere protettive, lavori di finitura • Possibilità di impiego di manodopera non specializzata • Saldatura per sovrapposizione (spessori fino a 15mm) • Giunzione di lamiere in acciaio rivestito superficialmente con metalli o leghe resistenti alla corrosione • Consigliabile pulizia superfici delle lamiere
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Saldatura elettrica a resistenza per rulli • Rulli di rame motorizzati (ø = 50 ÷ 600 mm): garantiscono pressione e avanzamento lamiere • Dispositivo automatico controllato elettronicamente fornisce impulsi di corrente di intensità richiesta ad intervalli di tempo prefissati • Sistema di contatti striscianti • t 0 linea di giunzione continua (saldatura continua a resistenza)
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 I fase: accostamento; II fase: saldatura; III fase: raffreddamento sotto pressione; IV fase: distacco elettrodi
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Vantaggi rispetto a saldatura a punti: · Ottenimento di giunzioni stagne · Tutti i comuni tipi di materiali metallici e le loro leghe (no rame) Svantaggi rispetto alla saldatura per punti: · si possono realizzare linee rette · le lamiere non devono presentare marcate variazioni di spessore
Saldatura a resistenza a proiezione Analoga a saldatura per punti ma in una lamiera viene realizzata una sporgenza Lamiere di piccolo spessore (0.25 - 3.5mm)
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Schema impiantistico per saldatura a proiezione (S = sporgenza) Vantaggi e svantaggi rispetto a saldatura per punti l’usura degli elettrodi diminuisce migliore qualità del giunto realizzato tempi di saldatura ridotti preparazione dei rilievi utilizzo di saldatrici di potenza elevata
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Calore prodotto dall’attrito di strisciamento tra 2 superfici Compressione e rotazione di uno Tubi barre cilindriche
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Arco elettrico scalda gas Aumento energia cinetica del gas Si liberano e- dagli urti plasma Torcia Elettrodo di tungsteno Arco elettrico ionizza gas Raffreddamento ad acqua Con o senza MA MA: bacchetta o filo continuo
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Tipologie di archi Arco diretto: operazioni di taglio e di saldatura Arco indiretto: saldatura di piccoli spessori (basso potere calorifico) Pot alto
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Utilizzo di un secondo gas (Ar e miscele): funzione protettiva A: Elettrodo B: Gas plasma C: Canale raffreddamento E: Canale gas protezione F: Boccola G: Arco
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Gas Plasma No ossidante (problemi di usura elettrodo) Argon Più adatti ma costosi Elio Azoto Idrogeno Miscele azoto e idrogeno |
Adatta a tutti i materiali Usi: acciai inox, nickel, rame, ottone, titanio, alluminio, leghe leggere Saldatura più veloce, spessori maggiori, riduzione numero di passate Alta concentrazione dell’arco plasma ZTA
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• Calore apportato da fascio laser • Mezzi ottici (lenti e specchi concavi) concentrano su superfici di area ridottissima • L’aumento di temperatura prodotto dall’incidenza e il successivo assorbimento del fascio sulle superfici da unire è tale da provocare la fusione o addirittura la volatizzazione di qualunque metallo • No MA • Uso di gas inerte di copertura (argon, elio, azoto) L = raggio laser MF = metallo fuso DS = direzione di avanzamento della saldatura P = profondità di penetrazione |
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Tipologie di saldature laser Rapporto di forma = Profondità di penetrazione / larghezza cordone Scarsa penetrazione Rf = 1 Pot fino a 1.5kW per CO2 e 100W per Nd:YAG Poco affidabile Lamiere di piccolo spessore e sigillatura Rapporto di forma = Profondità di penetrazione / larghezza cordone Profonda penetrazione Rf fino a 10 Pot = 5 kW CO2 1.5kW Nd:Yag
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Interazione laser-materia Riflessione Assorbimento Trasmissione A: coeff assorbimento superficiale R: coeff. Riflessione superficiale A + R = 1 Pi = Pa + Pr Pr = R Pi Pa = (1-R) Pi A: f (materiale, lunghezza d’onda del laser, finitura superficiale) Vantaggi: · le tensioni residue, le distorsioni e le modificazioni microstrutturali nel metallo limitrofo minime producendo un riscaldamento limitato ad una ristretta zona di saldatura · Saldatura di ottima qualità con cordoni piccoli e ZTA contenuta • Notevoli velocità • Possibilità di automazione Svantaggi: · accoppiamento perfetto • schermature di sicurezza che proteggano gli occhi dell’operatore sia dal fascio diretto, sia dagli eventuali raggi riflessi Usi: •Metalli •Metalli ad alto punto di fusione |
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• Fortemente impiegata per la giunzione di pezzi di spessore molto piccolo o di semigiunti molto sottili su altri di spessori elevati • Riscaldamento locale della zona da saldare mediante il bombardamento con un fascio elettronico di elevata velocità: nella zona di impatto degli elettroni si verifica la conversione dell’energia cinetica in calore • No MA E = fascio elettronico; F, D = dispositivi per focalizzare e deflettere il fascio; CV = camera del vuoto; P = pezzo da saldare; S = schermo termico; Sp, O = specchi e oculare per la visione della zona di saldatura; L = sorgente luminosa |
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Usi: Realizzazione di strutture complesse derivanti dal collegamento di numerosi componenti Metalli non saldabili con metodi tradizionali Vantaggi: · penetrazione elevata (anche oltre 12 mm) in un’unica passata in un brevissimo intervallo temporale · elevata precisione dimensionale e eccellente qualità della saldatura ottenuta • elevata sicurezza: svolgendosi in vuoto esclude ogni pericolo di contaminazione Svantaggi: · elevato costo delle apparecchiature · produzione discontinua · limite sulla dimensione dei pezzi |
semigiunti in una camera a vuoto per ridurre al minimo le dispersioni di energia cinetica posseduta dagli elettroni nelle collisioni con le molecole di gas contenute nell’aria dispositivi elettrici o magnetici per garantire la focalizzazione del fascio in una zona molto limitata (diametro dell’ordine dei decimi di mm) Si riescono a raggiungere nella zona di impatto potenze intensissime e temperature molto elevate (anche oltre i 2500 °C), in grado di fondere, e addirittura volatilizzare, praticamente qualunque metallo
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MB non prende parte alla formazione del giunto MA fuso tra i lembi da unire Riscaldo dei lembi Tfusione MA << T fusione MB Bagnatura: capacità del MA fuso di aderire al MB
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MB non prende parte alla formazione del giunto
Riscaldamento MB a T < Tfusione MB > Tfusione MA
MB interposto fra parti da unire, fonde
Lembi strettamente accostati
MA: rame e argento (fili, nastri o polveri)
Giunto sottile
Resistenze scadenti su pezzi portati ad alta temperatura
Problemi estetici (diversa colorazione della giunzione rispetto al metallo base)
Brasatura al cannello
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in forno
-
per induzione
-
per effetto Joule
-
per immersioni
Brasatura dolce
MA: leghe di piombo e stagno Tfusione < 400°C
Scarse caratteristiche meccaniche
Brasature forti
MA: leghe con T fusione > 400°C
Elevate caratteristiche meccaniche
Procedimento simile a saldature autogene
MA bassa T fusione: bacchette di ottone di silicio e di ottone al nichel
Preparazione dei lembi
Fonte di calore: fiamma ossiacetilenica
Lembi portati a T fusione MA
MA fonde e viene depositato come per saldatura a gas
Pulizia dei lembi
Giunto resistente ed elastico
Ghisa
Lamiere e tubi zincati, bronzi, rame, ottone
-
produttivi
-
economici
-
affidabilistici
-
legati alla sicurezza
-
applicativi
-
egati alla tenuta
-
geometrici
-
legati a particolari funzioni supplementari
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Bib-TS-440 - Michele Cuzzoni - Appunti di saldatura dei metalli - 1998/2006
Bib-TS-441 - G. Macchi, Tecnica delle Costruzioni, Dispense, UniPV, 1998
Bib-TS-442 - E. Rinaldi, Saldatura e taglio dei metalli - Hoepli 2006 - XIII ed.