La saldatura dei metalli è utilizzata ovunque. È il metodo impiegato dalle fabbriche per unire in modo permanente parti metalliche. L'idea è semplice: applicare calore o forza meccanica, avvicinare gli atomi a sufficienza da farli legare e i due pezzi diventare uno solo.
La tecnologia industriale è in continua evoluzione. I metodi di saldatura si sono moltiplicati e sono oggi più sofisticati rispetto a vent'anni fa. Esistono tecniche diverse per lavori diversi. Per questo motivo è fondamentale che le persone comprendano le differenze prima di entrare in officina.
Cosa è Saldatura di lamiere?
Si parla spesso di saldatura di lamiere. Ma di cosa si tratta esattamente? In sostanza, è un processo di unione che avviene a livello atomico. Questo è ben diverso dal semplice incollaggio di due pezzi.
Entra in gioco l'energia esterna. Calore. Forza meccanica. Spesso una combinazione di entrambe. Questa energia sconvolge la disposizione atomica originale proprio nel punto di giunzione dei pezzi metallici. La struttura si disgrega in modo controllato. Poi l'area si raffredda. Si solidifica. I due componenti separati diventano un'unica unità. Forte. Coesa. Permanente.
L'imbullonatura o la rivettatura tengono insieme i pezzi meccanicamente. Rimane comunque uno spazio, un elemento di fissaggio. La saldatura fa qualcosa di completamente diverso. Realizza la fusione a livello atomico. Non c'è una giunzione nel senso tradizionale del termine. Il risultato è che una giunzione saldata può eguagliare la resistenza del metallo di base. A volte la supera persino. Questo non vale per la maggior parte degli elementi di fissaggio meccanici.
Quali sono i diversi tipi di saldatura della lamiera?
Gli ingegneri classificano la saldatura dei metalli in modi diversi. La fonte di energia è importante. Il principio di saldatura è importante. Tre categorie principali coprono la maggior parte di ciò che accade nelle officine. Ogni tipo ha le sue caratteristiche. Ognuno è adatto a lavori diversi.
Saldatura per fusione
Questo è il tipo più comune. Viene utilizzato ovunque. Il principio di base è semplice: riscaldare i bordi del metallo di base fino a fonderli. Si forma un bagno di fusione. Lasciarlo solidificare. La giunzione è completa. A volte si aggiunge del materiale d'apporto. Questo contribuisce a migliorare la forma e la resistenza della saldatura. Non è sempre necessario, ma spesso è utile.
Saldatura ad arco in metallo schermato (SMAW)
Questo metodo è anche chiamato saldatura ad arco. Un arco elettrico fornisce il calore, mentre un elettrodo rivestito di flussante esegue il lavoro. L'attrezzatura è semplice, senza componenti elettronici complessi. Questa flessibilità permette di saldare in molte posizioni: sopra la testa, in verticale, in orizzontale. Funziona in tutte le posizioni.
Saldatura ad arco di tungsteno con gas (GTAW/TIG)
Questo metodo è noto come saldatura TIG. Il gas argon funge da mezzo di protezione, preservando il bagno di fusione dall'aria circostante. Nessuna contaminazione, nessuna ossidazione. Il risultato è una saldatura di alta qualità, pulita e dall'aspetto gradevole. Chi tiene all'estetica sceglie la saldatura TIG.
Il metodo funziona bene per i metalli non ferrosi: acciaio inossidabile, leghe di alluminio e leghe di rame. Esistono due varianti principali: la saldatura TIG (Gas Tungsten Arc Welding), che è lo standard, e la saldatura MIG (Gas Metal Arc Welding). Si utilizzano torce diverse e sistemi di alimentazione del materiale d'apporto differenti, ma il principio del gas di protezione rimane lo stesso.
Saldatura ad arco sommerso (SAW)
Questo processo può sembrare strano a chi non l'ha mai visto. L'arco si sviluppa sotto uno strato di flusso. Questo flusso granulare protegge completamente la zona di saldatura. Non è necessaria alcuna bombola di gas. Non si osserva alcun lampo d'arco visibile.
I vantaggi sono evidenti. Elevata efficienza di saldatura. Qualità di saldatura costante. Minore intensità di lavoro grazie all'automazione del processo. Il limite è la posizione. La saldatura ad arco sommerso (SAW) è più adatta alla saldatura in posizione piana. Lamiere di medio e alto spessore. Produzione in serie. Grandi strutture come navi e ponti. Non viene utilizzata per piccoli lavori di riparazione.
Saldatura ossiacetilenica (OFW)
Questo metodo utilizza una fiamma, non un arco elettrico. Un gas combustibile si miscela con l'ossigeno. La combustione crea una fiamma calda diretta verso il metallo. L'apparecchiatura è portatile, facile da usare e non richiede elettricità.
Lavorare in luoghi senza prese elettriche. È una tecnologia datata. Ma ha ancora la sua utilità. A volte lo strumento più semplice è quello giusto.
Saldatura a pressione
Il processo applica una forza meccanica ai metalli di base. Talvolta viene aggiunto calore moderato. L'obiettivo è portare i materiali a uno stato plastico: sufficientemente morbidi da potersi deformare, ma non abbastanza liquidi da poter fluire.
In genere non è necessario alcun materiale di riempimento. La giunzione si forma grazie alla fusione dei metalli stessi sotto pressione.
Saldatura a resistenza
Questo metodo sfrutta la resistenza elettrica. La corrente attraversa i metalli di base. La resistenza presente sulle superfici di contatto genera calore. Contemporaneamente, viene applicata una pressione meccanica per completare la saldatura.
Due vantaggi spiccano in particolare: velocità di saldatura elevate e deformazione minima del materiale circostante.
Esistono tre tipi comuni di saldatura: la saldatura a punti per singoli punti, la saldatura a cordone per linee continue e la saldatura di testa per unire le estremità. La saldatura a resistenza è ampiamente utilizzata per componenti in lamiera sottile. Le carrozzerie delle automobili ne sono un classico esempio. Anche gli involucri degli elettrodomestici vengono sottoposti a questo processo nelle linee di produzione ad alto volume.
Saldatura ad attrito
Ecco come funziona la saldatura per attrito. Due pezzi si muovono l'uno rispetto all'altro, tramite rotazione o movimento lineare. L'attrito genera calore. Le superfici di contatto raggiungono uno stato plastico. Successivamente viene applicata una forza di forgiatura assiale. I pezzi si uniscono in modo permanente.
La qualità della saldatura è costante. La resistenza del giunto è elevata. Questo metodo viene utilizzato per la saldatura di testa di componenti a sezione circolare: alberi, assi, tubi, qualsiasi parte rotonda che necessiti di un giunto robusto e pulito senza materiale d'apporto. Nessun flusso, nessun gas di protezione. Solo movimento e pressione.
Brasatura e Saldatura
Questi due processi funzionano in modo diverso dalla saldatura per fusione. I metalli di base non si fondono. Si fonde solo il metallo d'apporto, che ha un punto di fusione inferiore rispetto ai materiali da unire.
L'operatore riscalda l'assemblaggio. Il metallo d'apporto si fonde. L'azione capillare attira il materiale d'apporto fuso nello spazio tra le superfici del metallo base. Il materiale d'apporto si diffonde quindi leggermente nel metallo base. Si forma un giunto. Non si verifica la fusione dei pezzi stessi.
Saldatura (brasatura dolce)
La saldatura utilizza un metallo d'apporto con un punto di fusione inferiore a 450 °C (842 °F). Le leghe di saldatura più comuni sono quelle a base di stagno e piombo. Alcune leghe più recenti sostituiscono il piombo per motivi ambientali.
Utilizziamo questo processo per i componenti di precisione. I componenti elettronici ne sono l'esempio più lampante. Anche strumenti e piccoli assemblaggi vengono saldati. La resistenza della giunzione è inferiore rispetto ad altri metodi di saldatura. Questo va bene per l'elettronica, ma non per l'acciaio strutturale.
Brasatura (brasatura dura)
La brasatura utilizza un metallo d'apporto con un punto di fusione superiore a 450 gradi Celsius. I materiali d'apporto più comuni includono leghe a base di rame e leghe a base di argento. Queste giunzioni presentano una resistenza relativamente elevata, molto più elevata rispetto alle giunzioni saldate, e in alcuni casi si avvicina alla resistenza delle saldature a fusione.
Utilizziamo la brasatura per gli utensili da taglio, per gli stampi e per i giunti dei tubi. Ovunque sia necessario unire due metalli senza fondere il materiale di base. Il processo funziona bene con metalli diversi: un tubo di rame e un raccordo in ottone, una punta in carburo e un corpo utensile in acciaio. La brasatura gestisce queste combinazioni, a differenza della saldatura per fusione che spesso non è efficace.
Come i processi di saldatura influenzano la scelta del metallo
Esiste una stretta relazione di compatibilità tra i processi di saldatura e i materiali metallici. I diversi processi di saldatura impongono requisiti specifici sulle proprietà e sulla composizione chimica dei metalli, che influenzano direttamente la scelta dei materiali di base appropriati.
Caratteristiche dell'apporto termico del processo Limite Tipi di metallo
I processi di saldatura variano notevolmente in termini di apporto termico e velocità di riscaldamento, e queste differenze influiscono direttamente sulla scelta dei metalli più adatti a una determinata applicazione.
Processi ad alto apporto termico
Processi come la saldatura ad arco sommerso (SAW) e la saldatura ossiacetilenica (OFW) forniscono grandi quantità di calore al pezzo in lavorazione, con conseguente formazione di un'ampia zona termicamente alterata (HAZ) e tempi di raffreddamento lenti. Ciò può portare all'ingrossamento della grana e a una riduzione delle proprietà meccaniche del materiale. Questi processi ad alto apporto termico sono più adatti a materiali meno sensibili agli effetti termici, come l'acciaio dolce e l'acciaio basso legato. Generalmente non sono raccomandati per materiali come l'acciaio ad alta resistenza o l'acciaio resistente al calore, che tendono a subire un degrado delle prestazioni a causa del surriscaldamento.
Processi a basso apporto di calore
Processi come la saldatura TIG (GTAW/TIG) e la saldatura a resistenza applicano calore rapidamente e lo confinano in un'area più piccola, riducendo al minimo le modifiche microstrutturali e il degrado delle proprietà del metallo. Questi processi a basso apporto termico sono più adatti a materiali termosensibili come l'acciaio inossidabile, le leghe di alluminio e l'acciaio ad alta resistenza, in quanto contribuiscono a mantenere l'integrità e le prestazioni del giunto saldato.
Il metodo di schermatura determina l'idoneità del materiale
Il metodo di protezione utilizzato in un processo di saldatura influisce direttamente sull'ossidazione del metallo durante la saldatura, rappresentando quindi un fattore critico nella scelta del materiale.
Processi con protezione a gas inerte o flusso
Processi come la saldatura TIG (GTAW/TIG) e la saldatura ad arco sommerso (SAW) offrono un'eccellente protezione bloccando efficacemente l'esposizione atmosferica. Questi metodi sono particolarmente adatti per la saldatura di metalli non ferrosi soggetti a ossidazione, come le leghe di alluminio, rame e titanio. Se questi materiali vengono saldati con processi non protetti, si possono formare rapidamente pellicole di ossido, che causano difetti come porosità e inclusioni di scorie nella saldatura.
Processi con scarsa o nessuna schermatura
Processi come la saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW), che si affida unicamente al rivestimento dell'elettrodo per la protezione di base, e la saldatura ossiacetilenica (OFW) offrono una protezione limitata. Questi metodi non sono adatti ai metalli non ferrosi che si ossidano facilmente. Sono invece più indicati per i metalli ferrosi che presentano una maggiore resistenza all'ossidazione, come l'acciaio dolce e l'acciaio basso legato.
Il grado di distorsione della saldatura influenza la scelta dello spessore del materiale
I diversi processi di saldatura producono livelli di distorsione variabili, che a loro volta influenzano la scelta dello spessore del materiale.
Processi con elevata distorsione
Processi come la saldatura ossiacetilenica (OFW) e la saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW) tendono a causare deformazioni e distorsioni significative se utilizzati su lamiere sottili. Di conseguenza, questi metodi sono più adatti per unire componenti di spessore medio-elevato.
Processi a bassa distorsione
Processi come la saldatura a resistenza a punti e la saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in atmosfera protettiva (GTAW/TIG) sono caratterizzati da un riscaldamento concentrato e da una piccola zona termicamente alterata, che consentono un efficace controllo della distorsione. Questi metodi sono ideali per la saldatura di componenti in lamiera sottile, come carrozzerie di automobili e involucri di elettrodomestici.
Considerazioni sulle condizioni superficiali nella scelta dei metodi di saldatura della lamiera
La saldatura di lamiere sottili riguarda in genere componenti di spessore ridotto e la qualità della saldatura è estremamente sensibile alle condizioni della superficie del materiale. Pertanto, nella scelta di un metodo di saldatura appropriato, è fondamentale valutare attentamente le condizioni superficiali del metallo base per garantire giunzioni saldate affidabili.
Pulizia della superficie
Superfici contenenti olio, ruggine o scaglie di laminazione
Quando le superfici delle lamiere sono contaminate da olio, ruggine, scaglie di laminazione o altre impurità, il legame atomico durante la saldatura può risultare compromesso. Ciò spesso si traduce in difetti di saldatura come porosità, inclusioni di scorie e mancanza di fusione. In tali condizioni superficiali, la saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW) o la saldatura ad arco sommerso (SAW) rappresentano un'opzione valida. Il rivestimento di flusso sugli elettrodi SMAW possiede alcune capacità disossidanti e di tolleranza alle impurità, che possono contribuire a compensare, entro certi limiti, un'inadeguata pulizia della superficie. Analogamente, lo strato di flusso nella saldatura SAW esercita un effetto purificante sul bagno di saldatura. Al contrario, i processi che richiedono un'elevata sensibilità alla pulizia della superficie, come la saldatura TIG (GTAW/TIG), necessitano di un'accurata preparazione della superficie. Se si utilizza la saldatura TIG, la superficie deve essere prima rettificata e pulita per rimuovere i contaminanti.
Superfici ad alta pulizia
Quando le superfici delle lamiere sono state levigate, pulite e prive di contaminanti, processi come la saldatura TIG (GTAW/TIG) o la saldatura a punti per resistenza diventano particolarmente adatti. La saldatura TIG offre un'eccellente protezione e produce saldature pulite ed esteticamente gradevoli, risultando ideale per componenti in lamiera con elevati requisiti estetici. La saldatura a punti per resistenza, d'altro canto, garantisce velocità di saldatura elevate e una distorsione minima, risultando particolarmente adatta alla produzione in serie di assemblaggi in lamiera.
Planarità della superficie
Superfici piane
Quando i componenti in lamiera presentano superfici piane, il contatto tra i pezzi durante la saldatura è stretto e uniforme. In questo caso, la saldatura a punti per resistenza o la saldatura a cordone sono soluzioni eccellenti. Questi metodi offrono elevata efficienza e minima distorsione, garantendo al contempo una qualità costante del giunto, il che li rende particolarmente adatti alla produzione di grandi volumi. In alternativa, è possibile utilizzare anche la saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in atmosfera protettiva di gas inerte (GTAW/TIG) per ottenere una saldatura liscia e dall'aspetto gradevole.
Superfici irregolari o fessure
Quando le superfici delle lamiere sono irregolari o sono presenti spazi vuoti tra i componenti, la qualità della saldatura a punti per resistenza e della saldatura a cordone può risultare compromessa, con conseguenti difetti quali fusione incompleta o scarsa penetrazione. In tali situazioni, la saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW) o la saldatura ossiacetilenica (OFW) sono più appropriate. La SMAW consente all'operatore di regolare l'angolo dell'elettrodo e la velocità di avanzamento per riempire efficacemente gli spazi vuoti. La saldatura ossiacetilenica, grazie alla sua maggiore copertura della fiamma, permette una migliore fusione del metallo base su tutta l'area del giunto, contribuendo anch'essa a colmare gli spazi vuoti e a compensare un accoppiamento non perfetto.
Rivestimenti superficiali
Alcuni componenti in lamiera sono rivestiti con strati di materiali come zinco, stagno o cromo per migliorarne la resistenza alla corrosione. Nella scelta del metodo di saldatura, è necessario tenere in considerazione l'influenza di questi rivestimenti sulla qualità della saldatura.
Lamiera zincata (galvanizzata)
Durante la saldatura di lamiere zincate, il rivestimento di zinco vaporizza ad alte temperature, producendo fumi di zinco che possono facilmente causare porosità nella saldatura. La saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW) è un'opzione valida, poiché il rivestimento dell'elettrodo può contribuire ad assorbire parte dei vapori di zinco. Anche la saldatura TIG (GTAW/TIG) è adatta, in quanto la protezione con gas inerte contribuisce a ridurre l'impatto dei fumi di zinco. La saldatura a punti per resistenza (RPS) dovrebbe invece essere evitata, poiché lo strato di zinco interferisce con la conduzione della corrente elettrica, con conseguente riduzione della resistenza della saldatura.
Lamiera stagnata
Nella saldatura di lamiere stagnate, lo strato di stagno ha un basso punto di fusione e tende a fondersi e a fluire facilmente. In questo caso, la brasatura dolce rappresenta una scelta appropriata. Utilizzando materiali d'apporto a base di stagno, questo processo garantisce un'adeguata resistenza del giunto senza danneggiare il rivestimento superficiale della lamiera.
Informazioni su NOBLE – Il tuo partner per Produzione di precisione
Chi Siamo
NOBLE è certificata ISO. Siamo un'officina di lavorazione CNC. I clienti si rivolgono a noi per lavorazioni di alta precisione e tecnologie di giunzione avanzate. La nostra attività principale è nata con la produzione sottrattiva: offriamo fresatura, tornitura e foratura CNC. Abbiamo inoltre aggiunto la saldatura laser.
La nostra missione è fornire ai clienti tutti i servizi di produzione di cui hanno bisogno, dall'inizio alla fine. Nessun esternalizzazione. Non è necessario spedire i pezzi all'officina di saldatura di un'altra azienda. Tutto viene gestito internamente. Questo consente di risparmiare tempo ed evitare qualsiasi problema di qualità durante la fase di consegna.
Le nostre capacità principali
La lavorazione CNC è il nostro punto di forza. Fresatura, tornitura, lavorazioni a cinque assi ed elettroerosione per componenti complessi in metallo e plastica. Tolleranze ristrette. Geometrie complesse. Il consueto standard NOBLE che i clienti si aspettano.
La saldatura tradizionale rimane nella cassetta degli attrezzi. TIG e MIG per sezioni più spesse. Per lavori di riparazione. Per applicazioni in cui l'accoppiamento dei giunti non è perfetto. Non tutti i lavori richiedono un laser. Noi comprendiamo la differenza. Le persone scelgono il metodo più adatto al disegno.
Le nostre certificazioni (Fiducia e Qualità)
La norma ISO 9001:2015 è un sistema di gestione della qualità completo. Copre i nostri processi di lavorazione CNC e saldatura. Qualità costante. Ripetibilità. Tracciabilità. I clienti industriali si aspettano questo standard di base.
La norma ISO 13485:2016 rappresenta lo standard di riferimento per la produzione di dispositivi medici. Non tutte le aziende possiedono questa certificazione. Noi sì. Essa dimostra la nostra capacità di fornire componenti di precisione e assemblaggi saldati per strumenti chirurgici, impianti e apparecchiature diagnostiche.
Perché collaborare con noi?
"Servizio completo" non è uno slogan di marketing. I clienti lavorano i pezzi con le nostre macchine CNC. Poi li saldiamo internamente. Nessuna spedizione a un saldatore esterno. Nessun ritardo logistico. Nessun problema di qualità durante la fase di consegna.
La competenza nei processi è fondamentale. Sappiamo quando consigliare la saldatura laser. Alta velocità. Zona termicamente alterata ridotta. Sappiamo quando consigliare la saldatura TIG. Sezioni più spesse. Tolleranza di gap. Non imponiamo una tecnologia specifica. Scegliamo quella più adatta al disegno.
La qualità è al primo posto. Ogni saldatura viene documentata. Ogni elemento lavorato viene tracciato. I nostri sistemi ISO lo richiedono. I clienti ricevono la documentazione necessaria per i propri audit e per le pratiche di conformità normativa. Niente più perdite di certificati. Nessun registro di lotto smarrito. Il sistema funziona.
FAQ
Come posso scegliere tra la saldatura TIG e la saldatura SMAW per la lamiera?
Saldatura TIG (GTAW) Produce saldature pulite e di alta qualità. L'aspetto è ottimo. Il processo richiede superfici pulite e ben preparate. Lo utilizziamo per materiali sottili, acciaio inossidabile, alluminio e qualsiasi applicazione in cui l'aspetto è importante.
La saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW) è più tollerante alla contaminazione superficiale. Ruggine o olio sul metallo non interrompono il processo. L'elettrodo rivestito di flussante gestisce le impurità. Scegliamo la SMAW per lavori di manutenzione, produzione di piccoli lotti e saldatura in posizioni difficili da raggiungere. È meno esteticamente gradevole, ma più tollerante.
Qual è il metodo di saldatura migliore per componenti con accoppiamenti imprecisi o superfici irregolari?
Quando le superfici sono irregolari o presentano delle fessure, la saldatura SMAW o ossiacetilenica rappresenta una scelta migliore. La saldatura SMAW consente all'operatore di regolare l'angolo dell'elettrodo e la velocità di avanzamento per riempire le fessure, mentre la saldatura ossiacetilenica offre un'ampia copertura della fiamma che aiuta a fondere il metallo di base e a colmare le lacune. La saldatura a punti per resistenza e la saldatura a cordone non sono raccomandate in caso di accoppiamenti imprecisi, poiché tendono a presentare una scarsa penetrazione.
Come posso richiedere un preventivo per un pezzo che necessita sia di lavorazione meccanica che di saldatura?
I clienti ci inviano il loro disegno o modello CAD, insieme a tutte le specifiche relative a materiali, tolleranze e requisiti di saldatura. Il nostro team esamina il progetto e consiglia i processi di lavorazione e saldatura più appropriati. Infine, forniamo un unico preventivo per l'intero assemblaggio, senza dover ricorrere a diverse officine.
Come si esegue la saldatura di lamiere sottili senza causare deformazioni?
La lamiera sottile si deforma facilmente. Il calore eccessivo è il nemico. Per questo motivo, gli ingegneri utilizzano processi con riscaldamento concentrato e basso apporto termico. La saldatura laser è efficace. La saldatura a punti a resistenza è adatta per applicazioni specifiche. Il nostro team controlla anche le sequenze di serraggio, fissaggio e saldatura per ridurre al minimo la deformazione. Quando un lavoro richiede la saldatura TIG su materiale sottile, utilizziamo un amperaggio basso e una tecnica precisa. Il calore rimane dove deve. Il pezzo rimane piatto.
