Come il saldatore allievo ha già compreso, la saldatura elettrica per dare i migliori risultati deve effettuarsi in modo che l’ossigeno e l’azoto contenuti nell’atmosfera non si combinino con il materiale fuso.
Fino ad ora abbiamo visto che questa esigenza viene soddisfatta con il sistema di saldatura a mano con elettrodi rivestiti e con la saldatura automatica ad arco sommerso.
Orbene, tale stesso scopo viene raggiunto con il sistema di saldatura in atmosfera protettiva di gas.
Questo sistema offre due possibilità: l’una utilizzando il gas argo ed elio (TIG e MIG), l’altra il CO, cioè anidride carbonica (MAG).
Saldatura ad arco in argon e elio
L’argo (simbolo chimico Ar), si trova nell’aria in piccole percentuali, e viene ricavato da questa per distillazione frazionata. Il suo costo è notevolmente elevato e per questo motivo il suo impiego è limitato alla saldatura degli acciai inossidabili e dei materiali non ferrosi nei quali solo l’uso di gas inerte consente risultati soddisfacenti. Negli acciai normali da costruzione l’elevato costo di questo gas (circa 8 volte quello dell’anidride carbonica) renderebbe antieconomico il suo impiego.
L’elio (di simbolo chimico He), è un gas inerte come l’argo.
Per ogni valore dell’intensità di corrente, la tensione necessaria all’arco in una atmosfera d’elio è maggiore di quella in una atmosfera d’argo; essendo maggiore l’energia elettrica consumata, è maggiore anche l’energia termica sviluppata, per cui l’elio è utile per saldare spessori elevati, specialmente di metalli ad elevata conducibilità termica come alluminio, rame e leghe.
Sistema TIG
Consiste nel fare scoccare un arco tra un elettrodo di tungsteno ed il pezzo da saldare. L’elettrodo di tungsteno, l’arco e il metallo in fusione sono protetti da un flusso d’argo che ha la funzione di sottrarre la zona fusa dall’influenza dell’ossigeno e dell’azoto contenuti nell’atmosfera.
L’elettrodo è alimentato in corrente continua per l’acciaio inossidabile, rame, bronzo, ottone, ecc., mentre per l’alluminio e le sue leghe è preferibile la corrente alternata unita ad un apparecchio che fornisce alta frequenza.
Saldando in corrente continua con il polo negativo all’elettrodo, si ha un passaggio di calore al pezzo pari al 70% circa del calore emesso dall’arco. Con il polo positivo all’elettrodo si ha invece solo il 30% di calore al pezzo mentre il rimanente calore grava tutto sull’elettrodo determinando un consumo eccessivo di questo.
Inoltre con il polo negativo non si ha alcun potere disossidante sulla superficie del bagno mentre con il polo positivo si ha un grande effetto disossidante. Perciò il polo negativo all’elettrodo è preferibile per acciai inossidabili, rame, bronzo e per tutti i metalli ad elevato punto di fusione.
Per le leghe leggere e per spessori sottilissimi è invece preferibile la corrente alternata perché durante la semionda negativa il bagno si scalda mentre la semionda positiva ha l’effetto di rimuovere la pellicola di ossido che si forma alla superficie del bagno.
Naturalmente data l’elevata frequenza della corrente il processo è praticamente continuo.
L’attrezzatura è costituita da una torcia recante l’elettrodo di tungsteno collegato al cavo proveniente dalla saldatrice e il tubo per l’alimentazione dell’argo. Se la torcia è raffreddata ad acqua c’è anche la relativa tubazione.
La tecnica operativa è simile a quella della saldatura ossiacetilenica.
Il saldatore regge nella mano destra la torcia, nella sinistra la bacchetta di materiale d’apporto ed ha sulla testa il casco con il vetro protettivo.
L’avanzamento è da destra a sinistra con la torcia inclinata di 45° ed un arco costante di 4-5 mm, badando di non fare toccare mai l’elettrodo al bagno nè al materiale d’apporto.
Sistema MIG
La differenza rispetto al sistema TIG è data dal fatto che l’arco non scocca fra il pezzo e l’elettrodo di tungsteno ma fra il pezzo e l’estremità del filo di materiale d’apporto in rotolo, collegato alla corrente di saldatura come abbiamo visto per la saldatura ad arco sommerso.
I generatori e la saldatura TIG o MIG.
Da quanto detto, si comprende il significato delle sigle TIG e MIG che appaiono di frequente nella letteratura specializzata:
TIG = Tungsten Inert Gas e cioè, saldatura con gas inerte con elettrodo di tungsteno.
MIG = Metal Inert Gas e cioè, saldatura con gas inerte ad arco con elettrodo metallico costituito dal filo metallo d’apporto svolgentesi dalla bobina.
Saldando con il sistema TIG o MIG bisogna prestare particolare attenzione alla potenza del generatore di cui si dispone, perché, allorché si deve saldare con sistema TIG o MIG sarà bene disporre di generatori la cui potenza sia almeno di 50°7o superiore a quella prevista.
Le prescrizioni per la qualifica dei saldatori per questi procedimenti di saldatura sono contenute e completamente specificate in apposite norme UNI. Riportiamo gli elementi che individuano alcune di esse:
saldatura TIG per tubazioni di alluminio di spessore 2 o 3 mm, UNI 6549;
saldatura TIG per tubazioni al Mn o legato al Ni al Mo e al Cr-Mo, UNI 6548;
saldatura TIG per tubazioni al Mn e legato al Mo e al Cr-Mo, UNI 6918;
saldatura TIG per tubazioni di spessore >4 mm al Mn o legato al Ni al Mo e al Cr-Mo, UNI 6917;
saldatura TIG per lamiere al Mn o legato al Ni al Mo e al Cr-Mo, UNI 6916;
saldatura TIG per tubazioni al Mn o legato al Ni al Mo e al Cr-Mo, UNI 6915.
