Saldatura ad elettrodo infusibile con protezione a gas

 

È un processo di saldatura per fusione che sfrutta l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo infusibile ed il pezzo da saldare. Gli elettrodi previsti per suddette leghe sono in tungsteno puro (93,5%-99,75%) e in tungsteno addizionato con 0,3-0.5 di zirconio; il secondo garantisce una minor contaminazione del bagno ed è ottimale per condizioni critiche ovvero densità di corrente medio-bassa in corrente alternata. Il TIG può essere manuale (lunghezza d’arco ed elettrodo controllati dall’operatore),semiautomatico(lunghezza d’arco ed elettrodo controllati dalla macchina mentre l’operatore sposta l’elettrodo lungo la saldatura ), automatico(tutte le operazioni sono effettuate dalla macchina). Tale tecnica offre vantaggi notevoli quali rapidità di esecuzione, adattabilità a qualsiasi posizione di lavoro, facilità di controllo dell’arco con conseguente regolarità del deposito, regolazione di intensità di corrente entro ampi limiti, sorgente termica potente e concentrata. Questa ultima caratteristica fa si che si possano saldare spessori molto piccoli(fino a 0.5 mm)con discrete velocità di saldatura. L’impianto è composto da più circuiti; un circuito elettrico alimentato da un generatore e corredato con un dispositivo per l’accensione e la stabilizzazione dell’arco, un circuito di raffreddamento ad acqua per non far surriscaldare la torcia, un circuito per il gas di protezione.

Vi è un cofano di regolazione con il quale si controllano la corrente di saldatura, il dispositivo di accensione e stabilizzazione, l’invio del gas di protezione, con spegnimento ritardato rispetto all’arco, per proteggere il bagno che si sta raffreddando. La saldatura viene eseguita fondendo i lembi accostati del pezzo, in un tempo molto breve(3-5 secondi); se lo spessore è piccolo non è previsto l’uso di materiale d’apporto che è invece essenziale per spessori elevati. Il materiale d’apporto, reperibile sotto forma di bacchette, non è fuso dall’arco ma dal bagno di fusione dove viene immerso ad intervalli regolari, fondendo ogni volta qualche millimetro; è aggiunto lateralmente in modo manuale o automatico. Questo rappresenta uno svantaggio perché si deve richiedere un saldatore altamente qualificato, se manuale, o una perfetta programmazione se automatico. Fondamentale importanza deve essere data al gas di protezione; deve proteggere l’elettrodo, l’arco, il bagno, le zone del pezzo adiacenti al bagno da possibili contaminazioni atmosferiche, che comprometterebbero la qualità del giunto. Si utilizza argon in quantità variabili (5-25l/min). Tale metodologia è ottimale per spessori tra 0.5-10mm,per spessori superiori a 10mm si può utilizzare il TIG a passate multiple previo preriscaldo (200°C). Non è possibile utilizzare il TIG in corrente continua e polarizzazione diretta perché gli elettroni che arrivano all’anodo (pezzo da saldare) non sono in grado di rompere l’ossido. Il TIG in corrente continua e polarizzazione inversa è utilizzabile solo per piccoli spessori; all’anodo (polo positivo, l’elettrodo) si sviluppano temperature molto elevate e per evitare che l’elettrodo si surriscaldi fino a fondere, procurando danni inaccettabili nel giunto, si dovranno utilizzare elettrodi di diametro elevato (6mm) e correnti non superiori ai 100A. Questa alimentazione permette la rottura dell’ossido per sabbiatura ionica; si pensa che la frantumazione dell’ossido sia dovuta al bombardamento degli ioni positivi, del gas di protezione, che hanno massa maggiore rispetto agli elettroni e quindi energia cinetica superiore (argon,10 volte più pesante dell’elio è più efficace). Ci sono limiti di applicazione dovuti all’impossibilità di usare correnti elevate, le quali porterebbero ad un consumo dell’elettrodo, e per la formazione di un bagno poco profondo e largo. Il TIG in corrente alternata è il più usato; vi è un semiperiodo dell’onda in cui l’elettrodo è positivo (polarizzazione inversa) e si ha rottura dell’ossido, c’è poi un semiperiodo in cui l’elettrodo è negativo (polarizzazione diretta) in cui l’elettrodo riposa limitando così il suo surriscaldamento. (torna all'indice)