Fabbricazione di saldatura Manufacturers

I. Principi fondamentali della saldatura

• Saldatura per fusione: il metallo di base si scioglie localmente e il materiale di apporto può essere utilizzato secondo necessità. Il cordone di saldatura è formato dalla solidificazione del metallo fuso.
• Saldatura a pressione: la pressione viene applicata per garantire uno stretto contatto tra le superfici del pezzo. Il legame atomico si ottiene attraverso la deformazione plastica e alcuni processi richiedono un riscaldamento ausiliario.
• Brasatura: solo il metallo d'apporto per brasatura si scioglie senza fondere il metallo di base. Il metallo d'apporto fuso bagna la superficie del metallo di base e riempie gli spazi tramite azione capillare per formare una connessione.

II. Classificazione e caratteristiche dei metodi di saldatura comuni

1. Saldatura per fusione (la più utilizzata)

2. Saldatura a pressione

• Saldatura a resistenza: utilizza il calore di resistenza generato dalla corrente elettrica che passa attraverso le superfici di contatto dei pezzi, con applicazione simultanea di pressione per completare la saldatura. Si divide in saldatura a punti, saldatura continua e saldatura di testa. La saldatura a punti è ampiamente utilizzata nella saldatura di carrozzerie automobilistiche; la saldatura continua viene applicata a componenti sigillati come i serbatoi del carburante.
• Saldatura per attrito: genera calore attraverso l'attrito ad alta velocità tra i pezzi in lavorazione. Quando le superfici di contatto raggiungono uno stato plastico, viene applicata la pressione per la saldatura. Presenta una qualità di giunzione stabile ed è adatto per la saldatura di metalli diversi, ad esempio la saldatura di testa di parti di alberi.

3. Brasatura

• Brasatura al cannello: utilizza la fiamma ossiacetilenica per il riscaldamento, caratterizzata da un funzionamento semplice; Brasatura sotto vuoto: eseguita in un ambiente sotto vuoto per evitare l'ossidazione, adatta per componenti complessi e di precisione come le pale dei motori aeronautici.
• Il vantaggio della brasatura è la minima deformazione della saldatura, mentre lo svantaggio è che la resistenza del giunto è generalmente inferiore a quella del metallo base.

III. Materiali di saldatura

1. Saldatura Electrodes: Exclusive for SMAW, consisting of a core wire (filler metal) and a coating. The coating functions to stabilize the arc, form slag, deoxidize and alloy the weld metal.
2. Saldatura Wires: Used in gas-shielded welding and submerged arc welding, divided into solid wires and flux-cored wires. Flux-cored wires have built-in protective components and offer stronger adaptability.
3. Saldatura Flux: Applied in submerged arc welding, categorized into fused flux and non-fused flux. It plays roles in protecting the weld pool, deoxidizing and improving weld formation.
4. Metalli d'apporto per brasatura: specializzati per la brasatura, con un punto di fusione inferiore a quello del metallo base. I tipi comuni includono metalli d'apporto per brasatura a base di rame e argento.

IV. Elementi chiave della tecnologia di saldatura

1. Saldatura Parameters: Including welding current, voltage, welding speed, shielding gas flow rate, etc. Parameters directly affect the weld penetration, formation and quality. For example, excessive current may cause burn-through, while insufficient current leads to insufficient penetration.
2. Design della scanalatura: per la saldatura di piastre spesse, le scanalature (come la scanalatura a V o la scanalatura a X) devono essere preelaborate per garantire la completa penetrazione della saldatura e ridurre i difetti di penetrazione incompleta.
3. Preriscaldamento e postriscaldamento: per materiali sensibili alle cricche come acciaio ad alta resistenza e ghisa, il preriscaldamento prima della saldatura può ridurre la velocità di raffreddamento ed evitare cricche a freddo; il post-riscaldamento dopo la saldatura può eliminare lo stress residuo e migliorare la microstruttura e le proprietà.

V. Ispezione della qualità della saldatura

Ispezione visiva: controlla la formazione della saldatura, le dimensioni e i difetti superficiali (ad esempio porosità, crepe, sottosquadri) ad occhio nudo o con l'aiuto di una lente d'ingrandimento.

1. Controlli Non Distruttivi (NDT): Non danneggia il pezzo, compresi i Controlli ad Ultrasuoni (UT, per la rilevazione di difetti interni), i Controlli Radiografici (RT, per la rilevazione di porosità interne e inclusioni di scorie), i Controlli con Particelle Magnetiche (MT, per la rilevazione di difetti superficiali di materiali ferromagnetici).
2. Test distruttivi: preleva campioni di saldatura per prove di trazione, flessione e impatto per valutare le proprietà meccaniche del giunto saldato.

VI. Sicurezza e protezione della saldatura

• Protezione dalle radiazioni della luce ad arco: i raggi ultravioletti e infrarossi nella luce dell'arco di saldatura possono bruciare la pelle e gli occhi, richiedendo l'uso di elmetti per saldatura e indumenti protettivi.
• Protezione dai gas nocivi: durante la saldatura vengono generati ozono, ossidi di azoto e altri gas nocivi, pertanto è necessario garantire una buona ventilazione nell'ambiente di lavoro.

Protezione contro le scosse elettriche: le apparecchiature di saldatura devono essere collegate a terra e gli operatori devono indossare guanti e scarpe isolanti.

VII. Domande frequenti

D1: Perché alcuni metalli (ad esempio l'alluminio) sono più difficili da saldare rispetto all'acciaio?

• R: L'alluminio ha un'elevata conduttività termica e una rapida ossidazione. Dissipa il calore così rapidamente che è difficile formare una pozza fusa stabile. Inoltre, lo strato di ossido di alluminio ($Al_2O_3$) ha un punto di fusione di oltre 2050°C, molto più alto del metallo stesso (660°C). Ciò di solito richiede la saldatura AC TIG o la saldatura MIG pulsata specializzata.

D2: Cos'è la zona termicamente alterata (HAZ) e perché è fondamentale?

• R: La ZTA è l'area del metallo base non fuso, ma la cui microstruttura è stata alterata dal calore. Quest'area può diventare fragile o perdere resistenza a causa del ciclo termico. La maggior parte dei cedimenti strutturali, come le crepe, si verificano all'interno della ZTA.

Q3: Come viene causata la distorsione della saldatura e come può essere prevenuta?

• R: La distorsione è causata da un'espansione e una contrazione termica non uniforme. I metodi di prevenzione includono:

  • Preimpostazione: angolazione delle parti nella direzione opposta prima della saldatura.

  • Saldatura simmetrica: saldatura dal centro verso l'esterno o in sequenza equilibrata.

  • Riduzione dell'apporto di calore: utilizzo di processi ad alta densità di energia come la saldatura laser.

Q4: Perché è necessario il post-riscaldamento o il "rilascio di idrogeno"?

• R: Gli atomi di idrogeno possono causare fessurazioni ritardate nella saldatura. Il postriscaldamento consente all’idrogeno di diffondersi dal metallo, il che è fondamentale per gli acciai ad alta resistenza e le piastre spesse.

Q5: La saldatura robotizzata può sostituire completamente la saldatura manuale?

• • R: Anche se i robot eccellono nella produzione standardizzata e di grandi volumi (ad esempio nel settore automobilistico), i saldatori umani rimangono insostituibili per il lavoro sul campo, le giunzioni spaziali complesse, i lavori personalizzati una tantum e le attività che richiedono una regolazione sensoriale in tempo reale.