La saldatura della lamiera è un componente critico della fabbricazione dei metalli. La tecnica della saldatura viene utilizzata per unire componenti metallici. Esistono numerosi tipi distinti di saldatura, che è una delle tecniche più diffuse per unire oggetti metallici. Sapete quale tra le varie tecniche di saldatura della lamiera è più adatta alle vostre applicazioni?
La saldatura della lamiera è un mestiere poliedrico che richiede l'applicazione di numerose tecniche. Acquisire le conoscenze e le competenze necessarie è fondamentale per eseguire la saldatura con risultati ottimali.
Questo articolo esamina le diverse tecniche impiegate nella saldatura materiali in lamiera, compresi i loro pregi e usi pratici. Inoltre, spiega le linee guida cruciali da ricordare quando si saldano lamiere sottili per ottenere risultati ottimali.
Che cos'è la saldatura della lamiera?
Il processo di saldatura prevede la fusione di due o più componenti applicando calore, pressione o entrambi. Man mano che i componenti si raffreddano, si uniscono successivamente. Sebbene la saldatura sia più comunemente associata a materiali termoplastici e metalli, può essere applicata anche al legno.
I componenti collegati vengono definiti materiale “genitore”. Un “riempitivo” è qualsiasi sostanza incorporata per facilitare la formazione del giunto; gli esempi includono una piastra, un condotto, un filo di apporto e un elettrodo. La composizione di questi riempitivi somiglia spesso a quella del materiale primario. Si uniscono per formare una saldatura uniforme. Al contrario, ci sono situazioni in cui è necessario un riempitivo alternativo, come quando si lavora con ghise fragili.
Tipi comuni di processo di saldatura della lamiera
“Come saldare la lamiera” è la domanda più comune che segue. Esistono diverse tecniche e strategie per saldare la lamiera e ciascuna ha la propria serie di applicazioni in situazioni specifiche. Diamo uno sguardo alle varie tecniche di saldatura della lamiera.
Saldatura MIG
Saldatura MIG (Saldatura Gas Metal Arc) è una tecnica ampiamente riconosciuta. Questo metodo genera una riserva di filo fuso utilizzando un elettrodo a filo solido in uno strumento di saldatura. Questo filo è il materiale di apporto che facilita il collegamento dei componenti metallici. Nello strumento di saldatura MIG è inoltre incorporato uno strato di gas di protezione per evitare che il flusso fuso venga contaminato dall'atmosfera circostante.
La saldatura MIG viene abitualmente impiegata in numerosi industrie, compresi i settori automobilistico e del bricolage. La ragione principale di ciò è la combinazione di convenienza ed efficienza. Questa tecnica si applica alle lamiere più comuni (inclusi acciaio inossidabile e alluminio). Produce saldature di alta qualità, è relativamente economico e non richiede attrezzature complesse.
Saldatura TIG
Questa tecnica di saldatura funziona secondo il principio della saldatura ad arco ma utilizza corrente per condurre l'operazione di saldatura tramite un elettrodo di tungsteno non consumabile. Impiega un gas di protezione inerte per proteggere l'elettrodo e prevenire la contaminazione atmosferica della saldatura. L'elio e l'argon sono le varianti più comunemente utilizzate del gas di protezione.
Saldatura TIG è più efficiente quando si lavora con metalli non ferrosi, come titanio, nichel, magnesio e alluminio. È uno dei metodi più utilizzati per la fabbricazione di telai di alimentatori, motocicli e porte. La capacità di TIG di manipolare metalli non ferrosi lo rende una scelta ottimale per i settori associati al volo, compresi quello aerospaziale e dell'aviazione.
La saldatura TIG offre un maggiore controllo sul processo e produce una saldatura più robusta rispetto alle tecniche alternative. Tuttavia, richiede anche un livello più elevato di competenza del saldatore e occasionalmente può richiedere più tempo.
Saldatura laser/fascio di elettroni
La saldatura laser e quella a fascio di elettroni possono essere i processi più costosi e le loro applicazioni sono piuttosto limitate. Inizialmente viene utilizzato un laser o un fascio di elettroni per generare il calore necessario per il processo di saldatura. Tuttavia, la distinzione principale tra i due è che il loro funzionamento richiede l'uso di apparecchi specializzati e complessi.
Questi metodi sono altamente precisi, in particolare per quanto riguarda saldatura laser. Ciò li rende ideali per la fabbricazione di componenti metallici che richiedono grande complessità. Inoltre, possono lavorare varietà di metalli più durevoli, tra cui acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e titanio, senza compromettere l'aspetto estetico complessivo della saldatura.
I raggi elettronici e i laser possono essere applicati anche a sostanze più diffuse, tra cui materiali termoplastici e alluminio. Tuttavia, questo potrebbe non essere l’approccio più economico.
Saldatura a bastone
La saldatura ad elettrodo utilizza un elettrodo rivestito di flusso come elettrodo. Una distinzione significativa è che la saldatura ad elettrodo non comporta l'applicazione di alcun gas di protezione. Tuttavia, ciò non implica che non esista un metodo alternativo per salvaguardare i risultati della saldatura dalla contaminazione atmosferica. A questo scopo l'elettrodo viene rivestito con flusso.
Disintegrandosi in risposta al calore prodotto dal processo di saldatura, questo flusso può rivestire la saldatura con uno strato che la protegge da interruzioni involontarie. Questa tecnica è essenzialmente un sostituto diretto della saldatura laser. Non è altrettanto preciso e non produce una saldatura particolarmente attraente, ma è efficiente e ha un prezzo ragionevole. Anche settori quali la costruzione navale, l’edilizia e la fabbricazione generale dell’acciaio possono trarre vantaggio dalla sua portabilità.
Saldatura ad arco plasma
Questo processo di saldatura è paragonabile alla saldatura TIG sopra menzionata in quanto lo strumento di saldatura incorpora anche un elettrodo di tungsteno. Tuttavia, la saldatura ad arco plasma utilizza una dimensione dell’arco ridotta e consente all’elettrodo di entrare in contatto con il corpo dello strumento di saldatura. Vari componenti metallici possono essere fusi insieme generando plasma da gas pressurizzato.
La saldatura ad arco plasma non richiede materiali di riempimento e produce saldature di alta qualità con una pulizia post-saldatura minima. Inoltre, è un metodo relativamente rapido che manca di notevole forza e possiede una notevole precisione. Pertanto, è prevalente nell’industria aerospaziale e marittima.
Saldatura a gas
Un altro metodo accessibile per unire sezioni di lamiera fusa consiste nell'utilizzare un combustibile gassoso, ossigeno o ossiacetilene per accendere il metallo e saldarle insieme. Questa è una delle procedure più consolidate nell'elenco e abbastanza comune nel settore.
Rimane uno dei metodi più utilizzati nell'industria della lavorazione dei metalli per la sua adattabilità ed efficacia. I metalmeccanici utilizzano questo metodo per pozzi di ventilazione, condutture, tubi, sistemi di condizionamento dell'aria e altro ancora. La saldatura a gas si applica sia ai metalli ferrosi che a quelli non ferrosi, funziona senza elettricità, è portatile, ha un prezzo ragionevole e richiede poca esperienza per funzionare.
La tabella seguente riassume i vantaggi e gli svantaggi di ciascun processo:
| Tecnica di saldatura | Descrizione | Vantaggi | Svantaggi |
| Saldatura MIG | Utilizza un elettrodo a filo solido per produrre una riserva di metallo fuso. | Efficiente, conveniente, produce saldature di alta qualità | Richiede gas di protezione, non adatto per metalli spessi |
| Saldatura TIG | Utilizza un elettrodo di tungsteno non consumabile e un gas di protezione inerte per produrre una saldatura precisa e di alta qualità. | Ottimo controllo, adatto per metalli non ferrosi | Richiede più abilità rispetto ad altre tecniche, più lente |
| Saldatura laser/fascio di elettroni | Utilizza un raggio laser o elettronico per generare calore per la saldatura. | Molto preciso, può saldare metalli spessi | Molto costoso, richiede attrezzature specializzate |
| Saldatura a bastone | Utilizza un elettrodo rivestito con flusso per produrre una saldatura. | Semplice, portatile, economico | Non preciso come altre tecniche, produce una saldatura meno attraente |
| Saldatura ad arco plasma | Utilizza un piccolo arco e un plasma per fondere insieme il metallo. | Veloce, produce saldature di alta qualità | Richiede attrezzature specializzate |
| Saldatura a gas | Utilizza un combustibile gassoso per fondere insieme il metallo. | Versatile, utilizzabile senza elettricità | Non preciso come altre tecniche |
Quali metalli sono adatti alla saldatura della lamiera?
Come affermato in precedenza, la saldatura è una tecnica praticabile per vari materiali. I metalli più comuni utilizzati nella fabbricazione della lamiera sono i seguenti:
Acciai al carbonio
L'acciaio al carbonio è suscettibile a vari processi di saldatura e può essere saldato utilizzando macchinari con lunghezze d'onda corte o lunghe. Grazie al minimo accumulo di materiale durante la saldatura laser, i componenti in acciaio possono essere fissati direttamente sulla linea di verniciatura con una pulizia successiva minima o nulla.
Acciai Inossidabili
Inoltre, <strong> bacinella </strong> in acciaio inossidabile, è compatibile con diverse forme di saldature e macchine. Potrebbe essere necessaria una procedura post-saldatura per eliminare la tinta termica, a seconda dell’uso previsto del prodotto. La rigranulazione e la miscelazione non sono necessarie quando si salda l'acciaio inossidabile con finitura spazzolata.
Alluminio
Saldare alluminio in modo efficiente, è necessario impiegare una macchina a lunghezza d'onda corta a causa della ridotta quantità di luce riflessa. La saldatura dell'alluminio è adatta sia per scopi estetici che funzionali.
Rame e ferro
Rame e il ferro sono leggermente più difficili da saldare a causa dell'utilizzo di classificazioni distinte per ciascun metallo. Il successo si ottiene nella saldatura laser del rame modulando sia la potenza che la velocità. Comunemente, sia le tecniche di saldatura MIG che quelle TIG vengono applicate al rame e alle sue leghe. I vari gradi di ghisa producono saldature con risultati diversi.
Come controllare la distorsione nella saldatura della lamiera
La saldatura della lamiera può occasionalmente subire distorsioni. È possibile ridurre la distorsione della saldatura regolando i parametri della procedura di saldatura e del progetto. Di conseguenza, di seguito sono riportate alcune strategie consigliate per mitigare la distorsione della saldatura:
- Dimensionamento della saldatura: Oltre a ridurre al minimo la distorsione, è possibile risparmiare manodopera e materiale di saldatura dimensionando adeguatamente una saldatura.
- Saldatura periodica: Optare per intervalli su una singola saldatura lunga.
- Numero ridotto di passaggi di saldatura: Si dovrebbe tentare di ridurre il numero di passaggi di saldatura, poiché ciò aumenta la probabilità di ritiro del materiale.
- Posizione di saldatura: La saldatura deve essere eseguita vicino all'asse neutro o al centro della lamiera. L'impostazione della saldatura deve essere da sinistra a destra quando si salda la lamiera.
- Utilizzare i morsetti: Questo è un metodo prevalente per regolare la distorsione della saldatura negli assemblaggi e nei piccoli componenti. Maschere, morsetti e dispositivi aiutano a fissare i componenti nella posizione desiderata.
- Ridurre la durata della saldatura: La probabilità di distorsione aumenta proporzionalmente al tempo necessario per saldare un pannello di lamiera. Cercare di ridurre la durata della saldatura, se possibile.
Come prevenire la bruciatura nella saldatura della lamiera
Il burn-through si verifica quando l'elettrodo di saldatura penetra abbastanza in profondità da raggiungere la radice di saldatura. In sostanza, potresti inavvertitamente fondere l'intero spessore del metallo di base. Di conseguenza, la combustione influisce sul giunto saldato finale sotto forma di un foro. Questo difetto si verifica frequentemente sopra o vicino al giunto saldato.
Di seguito sono riportate strategie di saldatura della lamiera e raccomandazioni per prevenire la combustione:
- Utilizzare un livello di corrente ridotto
- Saldare più rapidamente
- Evitare un'eccessiva levigatura dei margini del metallo base
- Assicurare la pulizia della superficie prima della saldatura
- Mantenere una lunghezza dell'arco moderata
- Mantenere la corretta inclinazione durante tutto il collegamento di saldatura
- Previeni modelli superflui
- Se fattibile, utilizzare tecniche a bassa intensità come MIG o TIG
- Verificare la configurazione della verifica della configurazione dell'attrezzatura di pre-saldatura
Consigli pratici per la saldatura di materiali in lamiera
L'obiettivo della saldatura delle lamiere è garantire che i componenti risultanti mantengano proprietà meccaniche sufficienti per adattarsi all'uso previsto. Considera i seguenti suggerimenti pratici mentre esegui la saldatura.
Scegli la tecnica giusta
Ma ogni metallo richiede un processo diverso e dobbiamo scegliere quello adatto. Dobbiamo decidere come svolgere il lavoro. Di seguito sono elencate le superfici di saldatura della lamiera e le migliori pratiche.
- Superfici piane: una saldatura riuscita su una superficie piana richiede che il saldatore fissi l'angolo della punta a 45 gradi rispetto alla superficie del metallo e punti con precisione la fiamma nel punto di connessione. La saldatura TIG e MIG funziona meglio su superfici piane. Le configurazioni piatte funzionano bene per l'alimentazione del filo e i flussi di gas.
- Superfici orizzontali: Nella disposizione orizzontale, le lamiere sembrano orizzontali ai saldatori. Nella saldatura d'angolo, l'estremità superiore di una superficie orizzontale viene saldata ad una superficie verticale. Il giunto si presenta come due pezzi di metallo perpendicolari tra loro a forma di "L". La saldatura ad elettrodo è adatta alle superfici orizzontali in cui la saldatura TIG e MIG è difficile da bilanciare.
- Superfici verticali: la saldatura fa sì che il metallo fuso scorra verso il basso e si accumuli. Il saldatore deve controllare il flusso del metallo. Ciò richiede di tenere l'elettrodo tra il bagno di fusione e la fiamma e puntare la pistola di saldatura a 45 gradi rispetto alla piastra. La tecnica ottimale per queste superfici è la saldatura a elettrodo. I saldatori spesso mirano ad appiattire o orizzontalizzare l'asse di saldatura per comodità.
- Superfici sopraelevate: la saldatura sopratesta è la più difficile. Il nome implica la saldatura di un pezzo sopra la testa. Il metallo fuso cade durante la saldatura. Ridurre il bagno di saldatura per facilitare la saldatura sopratesta. Utilizzare abbastanza materiale per una buona saldatura. La saldatura a bastone è la soluzione migliore per questa configurazione. Le officine di produzione di lamiere personalizzate raramente saldano le superfici sporgenti.
Eseguire una prova di funzionamento
È consigliabile eseguire una prova pilota sul metallo prima di iniziare la saldatura. Molte variabili possono influenzare la qualità di una saldatura. Pertanto, l’ottimizzazione del processo è essenziale per ottenere i migliori risultati. Ciò include garantire che gli strumenti siano puliti e asciutti e utilizzare l'amperaggio e il voltaggio appropriati. In questo modo acquisirai un prototipo del tuo prodotto, indipendentemente dal suo attuale stadio di sviluppo.
Selezionare i metalli d'apporto corretti
È fondamentale utilizzare un metallo di riempimento le cui proprietà meccaniche corrispondano a quelle della fabbricazione della lamiera. Affinché la lamiera sia più sottile, il riempimento deve essere più sottile. Ad esempio, quando si salda un metallo sottile 1 mm, il diametro di riempimento ottimale è 0.6 mm.
Un filo più sottile può essere fuso con una quantità ridotta di calore. Pertanto, vi è una ridotta probabilità di accumulo eccessivo di calore e una maggiore probabilità di ottenere risultati ottimali dalla saldatura. Inoltre, la scelta del metallo d'apporto adeguato ridurrà la probabilità di ruggine, spaccature e altri potenziali difetti.
Usa un gas di protezione
Un gas protettivo è della massima importanza nel determinare l’aspetto della saldatura. Scegliere gas di protezione contenenti una maggiore concentrazione di argon da utilizzare nei parametri di saldatura. La composizione ottimale è 75% gas argon e 25% anidride carbonica. Gli spruzzi di saldatura saranno ridotti perché l'argon conduce molto meno calore dell'anidride carbonica.
Utilizzare un elettrodo e un filo di diametro piccolo
Utilizzare un elettrodo che non misuri più di un ottavo di pollice. È possibile generare un arco più ristretto utilizzando un elettrodo più piccolo, diminuendo così la combustione e consentendo una dimensione più compatta.
Durante la saldatura è necessario tenere conto del materiale utilizzato. Ad esempio, quando si salda l'alluminio, è necessaria una sezione del filo diversa rispetto a quando si salda l'acciaio. Inoltre, è necessario considerare il proprio livello di esperienza quando si seleziona la dimensione del filo corretta. Considera l'utilizzo di un filo piccolo quando inizi a saldare, poiché ciò potrebbe aiutarti a padroneggiare il processo. Con la pratica esperta, si svilupperà una maggiore facilità nel maneggiare diametri maggiori.
Utilizzare la saldatura a punti per lamiere sottili
La saldatura a punti è una tecnica eccezionale per collegare lamiere di acciaio sottili. I punti sono saldature estremamente minute che non provocano alcun danno superficiale al materiale. Quando si uniscono due sezioni metalliche, è necessario mantenere uno spazio di 1 mm tra loro. Una virata viene quindi posizionata esattamente al centro dell'apertura. Dopo aver posizionato la puntina, applicare una pressione notevole su entrambe le superfici della puntina finché non si dissolve completamente. La saldatura fusa aderirà al metallo e creerà un legame robusto.
Prova la tecnica Salta Saldatura
Il metodo denominato “salta saldatura” prevede il posizionamento strategico di una serie di brevi saldature o punti per fissare la posizione della sottile lamiera. Utilizzando la saldatura saltata, è possibile ridurre la distorsione e la deformazione del metallo.
Regolare il calore utilizzato in modo appropriato
Nel contesto della saldatura della lamiera, il calore è la variabile più influente. Una quantità eccessiva di calore dissolverà il metallo, danneggiando la giunzione. Per evitare che ciò accada vengono impiegate diverse forme di riscaldamento a seconda del tipo di metallo.
Per produrre una saldatura di qualità superiore, quando si lavora con materiali più densi come l'acciaio viene utilizzata la saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW). Quando si saldano materiali più sottili come l'alluminio, viene utilizzata la saldatura a elettrodo perché consente di posizionare la saldatura con qualsiasi angolazione. Inoltre, è meglio utilizzare una torcia che diriga il calore verso la punta del filo dell’elettrodo anziché verso la sua base. Questo concentra il calore proprio dove deve avvenire la saldatura.
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La saldatura della lamiera è un procedimento essenziale per la realizzazione di una vasta gamma di prodotti. A causa del gran numero di pratiche e tecniche di saldatura, è essenziale comprendere ogni aspetto della procedura. Puoi comunque affidare il compito a degli esperti.
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