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Saldatura
La saldatura è la spina dorsale della moderna industria metallurgica. Che si tratti di un'unità di produzione o di un'officina di riparazione, di solito si trova ovunque un qualche tipo di saldatrice.
Esistono diversi metodi di saldatura ad arco, tra cui MIG, TIG, SAW e PAW. La saldatura MIG è adatta a molte applicazioni ed è particolarmente indicata per la saldatura di lamiere spesse e può essere utilizzata anche per sezioni molto spesse.
In questo articolo presenteremo il processo di saldatura MIG ed esamineremo dove e quando utilizzarlo.
Definizione di MIG: Un processo di saldatura che fonde i metalli tra loro utilizzando un elettrodo a filo consumabile schermato da un gas inerte. Il processo di saldatura MIG è stato sviluppato nel 1948 dal Battelle Memorial Institute e brevettato nel 1949.
La saldatura MIG è uno dei due sottotipi della saldatura ad arco con gas metallico (GMAW), l'altro è la saldatura con gas attivo metallico (MAG). Il processo e l'attrezzatura sono gli stessi, la definizione deriva dal tipo di gas di protezione utilizzato, ad esempio, se si utilizza il gas inerte argon come gas di protezione si tratta di un processo MIG. Se si utilizza gas elio attivo, si tratta di un processo MAG. La scelta del tipo di gas di protezione da utilizzare è determinata dai metalli da saldare.
La saldatura MIG è un processo di saldatura ad arco che utilizza un elettrodo continuo a filo pieno riscaldato e alimentato nel bagno di saldatura da una pistola di saldatura. I due materiali di base vengono fusi insieme formando una giunzione. La pistola alimenta un gas di protezione accanto all'elettrodo che aiuta a proteggere il bagno di saldatura dai contaminanti presenti nell'aria e mantiene l'ossigeno fuori dal metallo fuso.
La saldatura MIG funziona per quasi tutti i metalli, tra cui (ma non solo) acciaio dolce, acciaio inossidabile, alluminio, rame, magnesio, bronzo e nichel. La saldatura MIG è adatta alla maggior parte degli spessori di metallo. Tuttavia, di solito non è il metodo preferito per le lamiere sottili a causa del rischio di bruciatura della lamiera, anche se i progressi nelle caratteristiche delle moderne apparecchiature di saldatura MIG/MAG lo hanno reso possibile.
Nella saldatura MIG, l'operatore lavora con una torcia di saldatura MIG, o "pistola". Quando si preme il grilletto della torcia:
Per una comprensione più dettagliata, esamineremo le caratteristiche principali del processo di saldatura MIG.
La saldatura MIG funziona utilizzando un arco per fondere il materiale di base e immettervi il filo metallico d'apporto. Il giunto si forma come una miscela di filo di metallo d'apporto e metallo di base.
Il metodo di trasferimento del filo d'apporto nel bagno di saldatura può avvenire in diversi modi; la scelta del metodo da utilizzare dipende dalla posizione della saldatura (ad esempio, capovolta) e dal tipo e dallo spessore del materiale da saldare. Qui di seguito sono descritti i quattro tipi di trasferimento più comuni:
In modalità cortocircuito o trasferimento per immersione, la velocità di alimentazione del filo nel bagno di saldatura viene aumentata in modo da toccare fisicamente il bagno di saldatura. Il cortocircuito fonde il filo e lo deposita nel bagno di saldatura. Questi cortocircuiti possono avvenire da 20 a 200 volte al secondo.
Per il filo si utilizza un filo pieno o un filo animato. È un metodo di saldatura a bassa tensione e a basso apporto di calore.
Il metodo del cortocircuito può essere utilizzato in tutte le posizioni, verticale in alto, verticale in basso, orizzontale o sopraelevata. Il gas di protezione tipico è il 75%-85% di argon.
In modalità globulare, viene mantenuto un arco continuo tra il filo e il pezzo e il metallo viene trasferito al bagno di saldatura sotto forma di gocce.
La creazione di queste grandi gocce di metallo richiede un'elevata quantità di calore. Il diametro delle gocce di metallo è molto più grande del diametro del filo.
In modalità globulare, la saldatura può essere eseguita ad alta velocità, ma non per la saldatura posizionale, poiché le gocce cadono nel bagno di saldatura per gravità. Il gas di protezione tipico è CO2 puro, il che lo rende un metodo poco costoso. Tuttavia, il trasferimento globulare può creare molti spruzzi e ha un aspetto sgradevole, per cui possono essere necessari ulteriori processi di pulizia post-saldatura.
A differenza del cortocircuito e della modalità globulare, la modalità di trasferimento dello spruzzo avviene a una tensione elevata, in genere >25V per un filo di 1 mm di diametro. La velocità di avanzamento del filo è regolata in modo da fornire più di 250A e l'arco di saldatura brucia continuamente. Il metallo si scioglie dal filo e passa attraverso l'arco in una serie di piccole goccioline, il cosiddetto trasferimento a spruzzo. Questa modalità di trasferimento consiste in uno "spruzzo" di piccolissime gocce di metallo fuso che vengono proiettate verso il pezzo in lavorazione dalle forze elettriche all'interno dell'arco. Il diametro delle goccioline è in genere 0,5-1 volte il diametro del filo dell'elettrodo e il cordone di saldatura risultante è solitamente pulito ed esteticamente gradevole, con pochi spruzzi. Questa modalità di trasferimento non è adatta alla saldatura posizionale, anche se può essere utilizzata per la saldatura posizionale dell'alluminio e delle sue leghe.
A differenza dei metodi menzionati in precedenza, la modalità di trasferimento del metallo a impulsi richiede saldatrici MIG dedicate con funzionalità MIG a impulsi.
Nella sua forma più semplice, consiste in un periodo con una corrente di fondo che mantiene l'arco ma non realizza il trasferimento del metallo, seguito da un periodo di corrente elevata durante il quale si verifica il trasferimento dello spruzzo. La corrente media è a metà strada tra quella di fondo e quella di picco e può essere ben al di sotto della soglia normalmente associata al trasferimento a spruzzo. Ciò significa che le dimensioni del bagno di saldatura sono relativamente piccole e che la saldatura posizionale è possibile anche se il meccanismo di trasferimento è a spruzzo. La saldatura MIG pulsata è interamente posizionale e produce cordoni di saldatura puliti con spruzzi minimi e una zona termicamente alterata ridotta. È adatta a materiali sottili o spessi. Il gas di protezione per il MIG pulsato è tipicamente l'argon.
Il filo di saldatura funge da elettrodo consumabile che crea l'arco. Il filo serve sia come fonte di calore (attraverso l'arco sulla punta di contatto) sia come metallo d'apporto per il giunto e viene alimentato attraverso un tubo di rame chiamato punta di contatto, che conduce la corrente nel filo. La scelta del metallo d'apporto dipende dai materiali da unire; in genere, si utilizza lo stesso tipo di metallo, ad esempio fili d'apporto a bassa lega per unire acciai a bassa lega e fili d'acciaio inossidabile per giunzioni in acciaio inossidabile. Inoltre, le proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione del metallo d'apporto devono corrispondere, o meglio ancora superare, le proprietà del metallo di base. In caso di dubbio, i produttori del metallo di base e del metallo d'apporto possono consigliare cosa raccomandare. I diametri tipici dei fili per la saldatura MIG vanno da 0,8 mm a 1,6 mm e anche in questo caso la scelta dipende dalla configurazione del giunto e dallo spessore del materiale.
Il gas di protezione isola il bagno di saldatura dall'atmosfera, evitando che il metallo fuso si ossidi. I gas di protezione più comunemente utilizzati sono argon, elio e anidride carbonica. In genere, al posto dei gas puri si utilizza una miscela di questi gas, il cui rapporto dipende dal tipo di metallo di base, dal tipo di metallo saldato e dalla modalità di trasferimento del metallo.
La torcia di saldatura MIG si collega alla sorgente di saldatura con un cavo che trasporta la corrente elettrica, il filo di saldatura e il gas di protezione. È dotata di un interruttore che attiva l'arco elettrico, rilascia il gas di protezione e avvia contemporaneamente l'alimentazione del filo. All'estremità di lavoro della torcia, una punta di contatto guida il filo e funge da conduttore per l'arco di saldatura tra la torcia e il metallo di apporto. Questa punta di contatto in rame si consuma con l'uso ed è un materiale di consumo che deve essere sostituito dopo alcune ore di saldatura. Il diametro del foro della punta di contatto è adatto al diametro del filo che la attraversa.
La saldatura avviene a una tensione relativamente bassa rispetto alla rete elettrica e a una corrente molto più elevata. Qualsiasi variazione della lunghezza dell'arco, cioè della distanza tra il filo di apporto e il metallo base, provoca una variazione della tensione. Dato che il processo di saldatura MIG richiede che il filo venga costantemente alimentato nel bagno di saldatura, per "appianare" questo fenomeno è necessario che l'alimentatore per la saldatura MIG fornisca una tensione costante alla torcia. La scelta della sorgente di alimentazione dipende dallo spessore del metallo di base, dal tipo di materiale e dal numero di ore di funzionamento della macchina in un giorno.
I vantaggi della saldatura MIG includono:
La saldatura MIG è un processo di saldatura estremamente versatile, adatto a molti tipi, dimensioni e spessori diversi di metalli e in tutte le posizioni di saldatura.
La saldatura MIG può essere facilmente meccanizzata o completamente automatizzata. Una configurazione robotizzata o semiautomatica ad alta velocità offre una saldatura MIG più rapida e risultati più costanti.
La saldatura MIG offre un cordone di saldatura attraente che non rovina l'aspetto dei giunti. Gli spruzzi sono minimi e le zone colpite dal calore sono visibili. La saldatura MIG finita è esteticamente gradevole.
La saldatura MIG è una tecnica di saldatura molto diffusa, ma presenta le stesse limitazioni di tutti i processi di saldatura:
Il burn-through si verifica quando il metallo di base si fonde completamente e il metallo fuso della saldatura cade all'interno. È possibile che si verifichi una bruciatura quando si saldano metalli sottili in modalità di trasferimento globulare o a spruzzo. Il trasferimento a corto circuito è più appropriato per i metalli più sottili.
La mancanza di fusione è un tipo di difetto di saldatura che si verifica quando il metallo fuso, il bagno di saldatura, non si fonde completamente con il metallo di base freddo ed è più frequente nei materiali più spessi. Per questo motivo, la modalità di trasferimento a spruzzo è consigliata per la saldatura MIG di materiali più spessi.
Per la saldatura MIG che richiede una percentuale maggiore di argon, il costo complessivo del processo di saldatura aumenta, poiché l'argon è uno dei gas di protezione inerti più costosi. Inoltre, a causa della necessità di un gas di protezione per questo processo, non è facile utilizzarlo al di fuori dell'officina. Eventuali correnti d'aria fanno fuoriuscire il gas di protezione dall'estremità della torcia.
La saldatura MIG in modalità globulare e spray Transfer limita la posizione di saldatura. È possibile utilizzare questi metodi solo in posizione orizzontale o piana.
What is a MIG welder used for? MIG welding is the primary method for metal welding in industry, with more than 50% of the global welded metal done with a MIG welder.La saldatura MIG è molto diffusa nell'industria automobilistica, dove le proprietà del processo a tutte le posizioni e l'alimentazione del filo d'apporto da una bobina si prestano all'automazione; la torcia è collegata a un braccio robotico. Oltre al settore automobilistico, anche molte altre industrie che producono lamiere, tubi, travi a sezione spessa per l'edilizia, cantieri navali e officine in generale utilizzano il processo di saldatura MIG.
La saldatura MIG è uno dei metodi di saldatura più utilizzati sia dai dilettanti che dai professionisti. Ciò è dovuto in parte ai vantaggi che offre e in parte alla sua facilità d'uso.
Sebbene le caratteristiche tecniche di una sorgente di alimentazione per la saldatura MIG possano contribuire a migliorare la qualità della saldatura, il modo migliore per migliorare i risultati è esercitarsi nella tecnica di saldatura e ottimizzare le impostazioni per il metallo e l'apporto che si sta saldando. Per consigli sulla scelta dell'alimentazione, del filo d'apporto, del gas di protezione e dei parametri di saldatura, ESAB dispone di ingegneri di saldatura esperti che possono fornire assistenza.
L'utilizzo di attrezzature per la saldatura MIG di alta qualità renderà il vostro lavoro molto più semplice. Scoprite la gamma di attrezzature per la saldatura MIG industriale e di metalli d'apporto di alta qualità di ESAB e assicuratevi di avere gli strumenti giusti per il vostro lavoro!