Saldatura verticale ad elettrodo: consigli per saldature ascendenti e discendenti

La saldatura verticale a elettrodo è essenziale per saldare strutture che non possono essere spostate, come travi in acciaio e scafi di navi.

La gravità rende difficile il controllo del bagno di saldatura, ma la scelta dell'elettrodo giusto, le impostazioni corrette della macchina e una buona tecnica possono fare la differenza. In questa guida parleremo delle saldature ascendenti e discendenti e dei migliori modelli e giunti per resistenza e tecniche.

Perché saldare in verticale ad elettrodo è così difficile?

La saldatura verticale con elettrodo è più difficile della saldatura in posizione piana, perché la forza di gravità spinge il bagno di saldatura fuso verso il basso. Ciò rende difficile il controllo, aumentando il rischio di imperfezioni e inclusioni di scoria.

I saldatori devono gestire l'apporto termico, la velocità di avanzamento e l'angolazione dell'elettrodo per evitare che la saldatura coli.

Posizioni di saldatura verticali (3G e 3F)

Nella saldatura, il numero si riferisce alla posizione e la lettera si riferisce al tipo di giunto. 3G e 3F sono due posizioni verticali comuni che puoi utilizzare quando esegui la saldatura ad elettrodo di strutture come travi o tubi in acciaio.

• 3G (saldatura con cianfrino): la lettera "G" sta per "groove weld", ovvero "saldatura con cianfrino", in cui il cordone di saldatura viene eseguito all'interno di un gap tra due pezzi di metallo, come in un giunto di testa. Ad esempio, rientra in questa categoria la saldatura di un giunto verticale su un tubo.
• 3F (saldatura ad angolo): la lettera "F" sta per "fillet weld", ovvero una "saldatura ad angolo" che unisce due pezzi di metallo disposti a 90 gradi, come in un giunto a "T" o in un giunto a sovrapposizione. Un esempio tipico è la saldatura tra una piastra verticale e una base orizzontale.

Poiché la saldatura a elettrodo è indicata per le saldature all'aperto, è possibile utilizzare queste posizioni di saldatura durante il fissaggio delle strutture.

Tecniche chiave per la saldatura verticale ad elettrodo

Padroneggiare la saldatura verticale a elettrodo richiede abilità e pratica, ma le tecniche giuste possono renderla più semplice.

Quali sono i migliori tipi di giunti saldati?

Il giunto migliore per una saldatura verticale dipende dalla resistenza richiesta e dai materiali utilizzati. Anche l'accessibilità è un fattore da considerare, poiché settori come le costruzioni o la cantieristica navale necessitano di saldature in spazi contenuti.

• Giunti di testa: utilizzati per le saldature 3G (verticali con cianfrino), in cui due lamiere vengono unite bordo contro bordo. Si tratta di un giunto complesso, che richiede un controllo preciso e penetrazione, rendendolo difficile da eseguire in spazi ristretti o con visibilità limitata.
• Giunti a "T": comuni nelle saldature 3F (verticali con cordone ad angolo), in cui una piastra verticale viene saldata a una piastra orizzontale con un angolo di 90 gradi. Spesso utilizzati in carpenteria, offrono maggior accessibilità per controllare l'elettrodo.
• Giunti sovrapposti: si realizzano quando una piastra si sovrappone all'altra, creando una saldatura ad angolo lungo il bordo. Possono essere utili per materiali più sottili e permettono anche una maggiore libertà di movimento dell'elettrodo, nonché un miglior controllo del bagno di saldatura.

Vuoi saperne di più? Visita la ESAB University per la nostra guida sui tipi di giunti di saldatura più comuni.

Ascendente vs discendente per la saldatura verticale a elettrodo

Per le saldature orizzontali (in piano) si utilizza una tecnica "a tirare" o "a spingere". Per la saldatura verticale, si salda verso l'alto o verso il basso.

Per saldare in ascendente, mantenere un angolo di spinta e muoversi costantemente verso l'alto. In discesa, trascinare più velocemente per evitare accumuli.

Movimenti oscillatori per saldature MMA verticali

Nella saldatura verticale a elettrodo, il movimento oscillatorio consiste nello spostare l'elettrodo da un lato all'altro per migliorare la fusione e il controllo sul bagno di saldatura. Il giusto schema di oscillazione può aiutare a prevenire difetti e assicurare una saldatura più resistente.

• Tecnica a "Z": Un movimento a zigzag che fornisce una penetrazione profonda e una fusione forte alla base, rendendolo ideale per la saldatura ascendente su materiali più spessi. Comune nella saldatura di acciai strutturali e tubi spessi.
• Tecnica a "triangolo": Simile alla tecnica a "Z", ma con una progressione verso l'alto. Offre un migliore controllo del calore e una migliore consistenza del cordone, riducendo i difetti nelle saldature in cui resistenza e qualità sono essenziali.
• Cordoni diritti: una tecnica semplice in linea retta, senza movimento oscillatorio, ideale per la saldatura verticale discendente su materiali più sottili, dove la velocità è una priorità, come nelle riparazioni rapide o nella saldatura di tubi.

In cosa consiste la tecnica "stacking"?

La tecnica "stacking" consiste nel creare una serie di cordoni di saldatura sovrapposti, che ricordano una pila di monete. Viene utilizzata per migliorare l'aspetto, la resistenza e la fusione di una saldatura, in particolare nella saldatura verticale e di tubi.

Invece di trascinare il bagno di saldatura, ci si ferma per permettere al metallo di raffreddarsi e fondersi correttamente, quindi si ripete il processo.

La tecnica "stacking" è spesso utilizzata nella saldatura strutturale, per riempire grandi gap o quando è vantaggioso un aspetto uniforme. Offre un migliore controllo del bagno di saldatura e saldature resistenti, poiché ogni pausa consente una fusione corretta.

Ora che conosci meglio le tecniche di saldatura verticale a elettrodo, vediamo in quali contesti viene comunemente utilizzata.

Quando potresti aver bisogno della saldatura verticale a elettrodo?

La saldatura verticale a elettrodo è particolarmente adatta per lavori all'aperto e in punti difficili da raggiungere, dove non è possibile spostare il pezzo da saldare.

A differenza della saldatura MIG o TIG, la saldatura a elettrodo non richiede gas di protezione. Questo la rende più facile da utilizzare sul campo oppure in ambienti ventosi o sporchi, come nei cantieri di costruzioni o navali. È ideale per riparazioni impegnative e gravose.

1. Saldatura verticale di tubi: La saldatura verticale a elettrodo può essere utilizzata su oleodotti e gasdotti, poiché è resistente al vento. Per saldature resistenti su tubi spessi, provare una tecnica a "triangolo" o a "zigzag".
2. Saldatura di travi strutturali: Le grandi strutture in acciaio, come i ponti, richiedono saldature resistenti. La saldatura ad elettrodo è ideale per materiali spessi e può offrire saldature resistenti e durevoli con una tecnica di saldatura ascendente.
3. Saldatura dello scafo di una nave: La saldatura ad elettrodo è adatta alle riparazioni offshore, poiché riesce a gestire superfici sporche o arrugginite. Nelle aree non critiche, la saldatura discendente è adatta per riparazioni rapide, mentre quella ascendente è ideale per giunzioni resistenti.

Quando la saldatura a elettrodo non è ideale per la saldatura verticale

La saldatura ad elettrodo non è sempre la scelta migliore per le saldature verticali, soprattutto se la precisione o l'aspetto sono una priorità.

La saldatura MIG può essere più adatta alle lamiere sottili utilizzate nelle riparazioni automotive o nelle condutture, poiché offre un maggiore controllo e riduce le deformazioni. La saldatura MIG è preferita anche nelle officine per la sua velocità e il suo potenziale di automazione.

Per l'acciaio inossidabile e l'alluminio (ad esempio nei settori alimentare e aerospaziale), la saldatura TIG garantisce una finitura più pulita.

Impostazioni della saldatrice per la saldatura verticale a elettrodo

ESAB offre una vasta gamma di impianti affidabili per la saldatura a elettrodo, ideali per lavori impegnativi nei settori delle costruzioni, cantieristica navale e saldatura di tubazioni. Tuttavia, per ottenere il massimo dalla macchina è fondamentale impostarla correttamente.

• Amperaggio: È l'intensità della corrente elettrica e può influenzare la penetrazione e la stabilità dell'arco di saldatura. La saldatura ascendente richiede un amperaggio inferiore per aiutare a controllare il bagno di saldatura che cola.
• Polarità: La corrente continua DC positiva fornisce una penetrazione più profonda, rendendola ideale per saldature ascendenti heavy-duty. La corrente continua DC negativa (o alternata AC) offre un maggiore controllo sui materiali sottili. Scopri di più su come la polarità influisce sulla saldatura a elettrodo qui.
• Lunghezza dell'arco: Mantenere un arco corto può aiutare a prevenire spruzzi eccessivi e perdita di controllo, in particolare per le saldature verticali che necessitano di una giunzione pulita e precisa. Per definizione, la saldatura verticale con elettrodo produce scoria.

Ad esempio, per saldature ascendenti resistenti e eseguite lentamente, è possibile utilizzare un basso amperaggio, DC+ e un arco corto per una penetrazione profonda e miglior controllo. Per saldature discendenti veloci, è possibile utilizzare un amperaggio più elevato con polarità DC-.

Iniziare con un amperaggio più basso e regolarlo finché non si ottiene un bagno di saldatura stabile; prendersi il tempo necessario per esercitarsi.

I migliori elettrodi per la saldatura verticale a elettrodo

La saldatura a elettrodo richiede l'uso di un elettrodo rivestito, che si consuma durante il processo di saldatura.

Scegliere l'elettrodo giusto è fondamentale per controllare il bagno di saldatura e ottenere giunzioni verticali resistenti e prive di difetti. Gli elettrodi per la saldatura a elettrodo sono classificati in base alla loro resistenza, all'idoneità alla posizione di saldatura e al tipo di rivestimento.

Ogni elettrodo ha un rivestimento esterno che vaporizza e agisce da gas di protezione durante la saldatura a elettrodo. In questo modo si impedisce che contaminanti esterni entrino nella saldatura. Dopo la saldatura, il rivestimento si solidifica formando uno strato di scoria sopra il cordone di saldatura. Questo protegge il bagno di saldatura durante il raffreddamento, ma deve essere rimosso in seguito.

Per i principianti che stanno imparando la saldatura a elettrodo, gli elettrodi E6013 sono una scelta molto diffusa. Sono considerati elettrodi general-purpose, funzionano bene in diverse applicazioni, possono essere utilizzati in tutte le posizioni e sono facili da innescare.

ESAB offre un'ampia gamma di elettrodi per la saldatura a elettrodo all'interno della sua linea di materiali d'apporto, inclusi quelli specifici per saldature in posizione verticale.

Suggerimenti finali per la saldatura verticale ad elettrodo

Ora che sai di più sulla saldatura verticale ad elettrodo, ecco alcuni utili consigli dai nostri esperti di saldatura.

• Dai priorità alla sicurezza: questo tipo di saldatura può causare spruzzi e la caduta di scoria, quindi è fondamentale indossare i DPI per la saldatura e l'equipaggiamento di sicurezza adeguato, inclusi maschera, abbigliamento protettivo e calzature idonee.
• Evita il surriscaldamento: se il materiale d'apporto si surriscalda, allontana l'elettrodo dal bagno di saldatura senza interrompere l'arco. Ciò consente al metallo di solidificarsi prima di ricominciare, evitando gocciolamenti eccessivi. Quando sperimenti con le impostazioni della saldatrice, inizia con un amperaggio basso e aumenta gradualmente il calore secondo necessità.
• Osservare il bagno di saldatura: Leggere il comportamento del bagno di saldatura per mantenere un cordone di saldatura pulito e stabile. Nelle tecniche di oscillazione e stacking, assicurarsi che la scoria goccioli via in modo naturale, mantenendo sotto controllo il bagno di saldatura.
• Evita le incisioni marginali: un movimento oscillatorio troppo veloce o troppo caldo può incidere il cordone precedente. Riduci l'amperaggio e lavora lentamente, se necessario, per mantenere il controllo del bagno di saldatura.
• Mantieni l'angolazione corretta: previeni una scarsa qualità della saldatura tenendo l'elettrodo con l'angolo giusto durante la saldatura. I giunti a "T" e i giunti sovrapposti richiedono una corretta angolazione; in caso contrario, il controllo del bagno di saldatura può risultare complicato.

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