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 TECNICHE DI SALDATURA

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Patatony
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MessaggioTitolo: TECNICHE DI SALDATURA   Ven Nov 12, 2010 11:56 pm

MIG o MAG o FILO CONTINUO

Tecnicamente, "saldatura autogena ad arco elettrico in atmosfera di gas protettivo (M.I.G. metal inert gas) più comunemente detta "filo continuo". L’utilizzo della saldatrice ad arco elettrico MIG, permette di realizzare saldature anche su spessori di metallo relativamente sottili e cordoni di saldatura privi di scorie e porosità, caratterizzate da un aspetto impeccabile. Come per la saldatrice ad elettrodo anche qui è presente il cavo di massa (da collegare all’oggetto da saldare) e la torcia (pinza isolata impugnata dall’operatore). L’elettrodo in questo caso, è costituito da una matassa di filo alloggiato nella macchina. La pressione del pulsante presente sulla torcia mette in funzione tre meccanismi:
1) Il piccolo motore elettrico che svolge la matassa e spinge il filo attraverso un condotto fino alla torcia.
2) L’elettrovalvola che apre il condotto per fare giungere il gas protettivo alla torcia.
3) La chiusura del circuito elettrico che consente la saldatura.
Tutti e tre i meccanismi necessitano di taratura, velocità del filo, pressione d’uscita del gas protettivo, intensità di corrente.
Sul pannello frontale di queste macchine ci sono almeno due manopole, una per la velocità del filo e una per l’intensità di corrente (nelle versioni più economiche questa regolazione si limita ad un commutatore con due sole posizioni, minima e massima intensità).
Il gas protettivo ha le sue regolazioni sulla parte posteriore della saldatrice oppure sulla tubatura di raccordo saldatrice bombola.
In molte piccole saldatrici non è previsto il circuito per il gas protettivo. In questi casi si utilizzano matasse di filo animato. Questo filo ha nel suo interno un’anima di materiale disossidante che reagisce col bagno di fusione e limita l’aggressione dall’ossigeno circostante. Pur conservando alcune caratteristiche, rispetto all’uso del gas protettivo, il cordone di saldatura è di qualità inferiore.

Tutte le regolazioni sono di fondamentale importanza per la riuscita delle saldature ed è consigliabile eseguirle con questa sequenza: gas, corrente, filo. Una volta imparate le manovre di regolazione, saldare con questo tipo di macchina sarà estremamente semplice.
Di fondamentale importanza sono le protezioni, da indossare durante lo svolgimento di queste saldature. Grembiule in cuoio, guanti e maschera.
Vi consigliamo inoltre, d'indossare un cappello di cotone, magliette a maniche lunghe (anche in estate) e se pensate che il lavoro possa durare più di qualche ora, di coprirvi il collo con un fular. Questi ultimi accorgimenti, in molti casi, vi eviteranno arrossamenti della pelle e fastidiosi pruriti, dovuti all'emissione di raggi ultravioletti.

MIG- MAG
Il processo di saldatura a filo continuo viene ampiamente utilizzato per l'elevata produttività e per la sua applicabilità ai sistemi di automazione.
E' un processo di saldatura autogena in cui l'arco scocca tra il pezzo ed il filo fusibile.
Il dispositivo di avanzamento del filo provvede ad alimentare il bagno con continuità (al contrario della bacchetta ad elettrodo che, una volta terminata, deve essere rimpiazzata con una nuova bacchetta).
La protezione gassosa viene fornita, direttamente sul bagno fuso, da un gas di supporto.


Filo Pieno e Filo Animato
Posizione corretta ed avanzamento di saldatura .
Per una corretta esecuzione della saldatura occorre posizionare correttamente la torcia o, per essere più precisi, il filo saldatura.
Nei due schemi seguenti sono indicate la posizione e l'avanzamento della saldatura in base alla tecnologia di saldatura a filo pieno e a filo animato su un giunto ad angolo.

















Modalità di trasferimento del materiale d'apporto.
In base all'impostazione dell'apparecchiatura di saldatura, e di conseguenza dell'impostazione dei parametri di tensione (V) e di corrente (A), si possono ottenere differenti condizioni di trasferimento del materiale.

Spray Arc (Arco Spray): flusso continuo di piccole gocce libere. Utilizzato con valori di corrente alta, buona qualità e buon aspetto, condizione di arco stabile.
Globular Arc (Arco Globulare): grosse gocce libere con frequenza più bassa, ottenuto con correnti medie e distaccamento della goccia a causa del campo magnetico a forbice, saldatura non bella d'aspetto.
Short Arc (Arco Corto): grosse gocce che si distaccano per corto circuito; ottenuta con correnti basse, utilizzata per saldature in posizione e per riempimento.



Vantaggi della saldatura MIG MAG



  • Si saldano quasi tutti i tipi di materiali ferrosi ed anche materiali non ferrosi.
  • Si ha un'elevata qualità delle saldature.
  • Utilizzabile in tutte le posizioni di saldatura.
  • Non produce scoria.
  • Elevata produttività.
  • Tecnica di facile apprendimento
Svantaggi della saldatura MIG - MAG

  • Apparecchiature ingombranti
  • Ridotta protezione del bagno rispetto ai procedimenti ad elettrodo o sotto protezione di flusso
  • Sensibile alle correnti d'aria.
  • Elevati costi dei gas protettivi.
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REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE DEL GAS
Il primo manometro indica la pressione della bombola e quindi lo stato di carica, il secondo la pressione d’uscita del gas, spesso indicata con una scala in litri/minuto (L/m).
Con la saldatrice accesa e bombola aperta si da inizio alla manovra di regolazione.
Impugnare la torcia e tenere premuto il pulsante, contemporaneamente ruotare il regolatore di pressione in modo che l’indice del manometro segni una pressione di circa 0,8 bar oppure 8 L/m.
Solitamente questa quantità di gas è sufficiente a creare un cono protettivo sulla punta della torcia durante la saldatura. Tuttavia in ambienti ventosi questo cono di gas protettivo può essere deviato, dando vita a cordoni di saldatura porosi ed inconsistenti. È necessario che in tali circostanze la pressione d’uscita del gas sia superiore, in modo da formare un getto più forte e meno sensibile al vento.

L'operatore esegue la regolazione della pressione.
Il manometro di sinistra indica lo stato di carica della bombola.
Il manometro di destra indica la pressione d'uscita del gas, variabile attraverzo l'apposita manopola di regolazione.
Ultimata la regolazione e rilasciato il pulsante sulla torcia, la pressione indicata dal manometro sale. Questo valore di pressione non ha alcuna importanza, scenderà nuovamente sul valore stabilito alla pressione del pulsante torcia.

Regolazione della corrente di saldatura

Scritto da Massimo Bernardini
Diminuire o aumentare l’intensità di corrente, significa ottenere una minore o maggiore penetrazione della saldatura. Utilizzando la saldatrice su metalli sottili è sufficiente una bassa penetrazione e quindi una bassa intensità di corrente. Per metalli spessi è necessaria una maggiore penetrazione, sinonimo di elevata corrente.


Ultima modifica di Patatony il Sab Nov 27, 2010 11:20 pm, modificato 5 volte
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Patatony
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MessaggioTitolo: Re: TECNICHE DI SALDATURA   Sab Nov 13, 2010 12:01 am

TIG


Generalità
Il processo di saldatura TIG, è un processo di saldatura per fusione, autogeno. L'arco elettrico scocca tra l'elettrodo infusibile, che si trova sotto protezione gassosa, ed il materiale da saldare.
L'elettrodo del TIG è in Tungsteno, materiale ad alta temperatura di fusione e con ottime proprietà di emissione termoionica.
Il processo di saldatura TIG può essere


  • manuale: con lunghezza d'arco ed elettrodo controllati dal saldatore;
  • semiautomatico: lunghezza d'arco ed elettrodo controllati dalla macchina, mentre il saldatore sposta l'elettrodo lungo la saldatura;
  • automatico: tutte le operazioni sono effettuate dal Robot.
Si ha un arco stabile che consente un buon controllo del bagno di fusione. Tuttavia il TIG è un processo poco produttivo, utilizzato per piccoli spessori.
Si possono saldare tutte le tipologie di metalli e non metalli utilizzando come materiale d'apporto una bacchetta o addirittura, grazie all'arco ad energia molto concentrata, solo affiancando le due estremità da saldare, senza utilizzare materiale d'apporto.Elettrodi
Gli elettrodi impiegati per il processo di saldatura TIG sono di quattro tipi:

  1. Elettrodi di tungsteno puro
  2. Elettrodi di tungsteno addizionato di ossido di thorio
  3. Elettrodi di tungsteno addizionato di zirconio
  4. Elettrodi di tungsteno con strisce di tungsteno thoriato

Tecnica TIG


CORRENTE
In relazione al tipo do materiale da saldare, il TIG può essere utilizzato sia in corrente continua che in corrente alternata.

CCPD
Collegamento utilizzato per la saldatura con il positivo al pezzo. In questo modo il calore è concentrato sul materiale che si deve saldare; viene sfruttato l'effetto termoionico dell'elettrodo, le cariche positive che vanno verso l'elettrodo hanno bassi valori di energia cinetica, mentre l'anodo, cioè il materiale base, è bombardato da elettroni che arrivano ad altissima velocità, producendo un bagno di fusione profondo e stretto.CCPI
In questo tipo di collegamento, si ha una maggiore concentrazione del calore verso l'elettrodo: in questo caso la torcia è collegata al polo positivo. Questo tipo di collegamento non viene praticamente mai utilizzato in quanto si rischia di rovinare l'elettrodo di Tungsteno. Comunque utilizzandolo a bassi tenori di corrente, è molto efficace per l'asportazione di ossidi dalle superfici che si devono saldare; in pratica gli ioni positivi, di maggiore peso, accelerati dall'arco, vanno a sbattere contro il materiale base frantumando gli ossidi e consentendo la saldaturaC.A.
La corrente alternata è una combinazione dei due tipi di collegamento sopra citati. Il calore è distribuito, al 50 %, tra elettrodo e pezzo da saldare. Con questo tipo di collegamento, si sfrutta la sabbiatura termoionica per eliminare gli ossidi infusibili di Alluminio e Magnesio. Gli ioni positivi, più pesanti delle cariche negative, colpiscono gli ossidi disgregandoli.
Circuito di saldatura


Protezione gassosa aggiuntiva
Soprattutto nei procedimenti di saldatura del Titanio, bisognerebbe prendere delle precauzioni aggiuntive che consentano di proteggere il cordone da eventuali ossidazioni superficiali. La "scarpetta" è un sistema aggiuntivo di protezione gassosa che copre un certo tratto del cordone in fase di raffreddamento.
Nel caso di saldature di tubi in acciaio inossidabile, bisognerebbe proteggere la prima passata creando un'atmosfera inerte all'interno del tubo stesso mentre, nel caso di saldature di testa, bisognerebbe creare un supporto gassoso sul rovescio.

Tali protezioni gassose aggiuntive, come detto, vengono tutte utilizzate allo scopo di proteggere il cordone di saldatura dai possibili attacchi di agenti atmosferici.
Protezione gassosa aggiuntiva

Principi operativi
Principi operativi
Nei processi di saldatura TIG è necessario osservare alcune precauzioni operative fondamentali:
Il processo di saldatura non è scorificante, quindi bisogna curare la pulizia dei lembi per ridurre le cricche a caldo.
Durante l'innesco dell'arco elettrico occorre evitare la contaminazione del bagno fuso da parte dell'elettrodo di tungsteno.
La posizione ottimale di saldatura è quella raffigurata di seguito



Strumentazione
Vantaggi


  • E' possibile saldare quasi tutti i tipi di materiali ferrosi ed anche materiali non ferrosi
  • Elevata qualità delle saldature
  • Utilizzabile in tutte le posizioni di saldatura
  • Non produce scoria
Svantaggi

  • Ridotta protezione del bagno rispetto ai procedimenti ad elettrodo o sotto protezione di flusso
  • Sensibile alle correnti d'aria
  • Elevati costi dei gas protettivi
  • Bassa produttività
  • Tecnica di difficile apprendimento
Difetti tipici del processo TIG
I tipi di difetti tipici che andremo a riscontrare con il processo TIG sono:

  • Inclusioni di tungsteno
  • Ossidazione del cordone al rovescio (nel caso in cui non siano state adottate le precauzioni di protezione gassosa).
  • Inclusioni di gas, dovute alla scarsa pulizia dei lembi e a tecnica operativa scadente nel movimento della torcia e della bacchetta.
  • Contaminazione del gas di protezione.
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MessaggioTitolo: Re: TECNICHE DI SALDATURA   Sab Nov 13, 2010 12:07 am

SALDATURA A ELETTRODO


Una fase critica è quella dell'accensione dell'elettrodo. Per accensione s'intende l'istante in cui l'elettrodo tocca il pezzo metallico e scocca la prima scintilla.
In questa fase è possibile che l'elettrodo si saldi sul metallo senza iniziare la fusione, costringendoci a muovere velocemente la torcia, a sinistra e a destra nel tentativo di dissaldarlo.
Il sistema più efficace per scaldare e quindi accendere l'elettrodo è di sfregarlo velocemente (sempre da sinistra verso destra e con la giusta inclinazione), sopra una superficie di prova, esercitando una leggera pressione. Una volta avviato si procede immediatamente con la saldatura.
Ci sono elettrodi particolarmente difficili d'accendere, a causa del loro particolare rivestimento, ma non per questo devono essere considerati di scarsa qualità.
Le saldatrici in commercio di piccola potenza prevedono l'uso di elettrodi da 1,5mm 2mm e 2,5mm. Gli elettrodi più piccoli saranno usati per metalli sottili, quelli grandi si utilizzeranno per ferri pieni o tubolari molto spessi.
La regolazione dell'intensità di corrente incide sull'accensione dell'elettrodo e sulla qualità della saldatura. Evitiamo di stabilire valori di corrente del tutto aleatori e impariamo a regolare l'intensità di corrente osservando la saldatura.


Principi generali
La saldatura con elettrodo rivestito è il procedimento di saldatura più utilizzato tanto nelle costruzioni meccaniche quanto in carpenteria metallica, è indicato per la saldatura di quasi tutte le leghe metalliche ferrose e non ferrose ad eccezione delle leghe di alluminio.
Si tratta di un procedimento molto versatile nel quale viene prodotto un arco elettrico tra un elettrodo "consumabile", opportunamente rivestito, ed il pezzo da saldare. Le gocce di metallo fuso provenienti dall'elettrodo vengono trasferite, mediante l'arco, nel bagno di fusione mentre i gas prodotti dal rivestimento le proteggono dall'atmosfera. La scoria fusa che galleggia sopra il bagno di fusione lo protegge dall'atmosfera durante la solidificazione.
Il procedimento di saldatura con elettrodo ben si presta alla saldatura in tutte le posizioni e, grazie alla semplicità dell'apparecchiatura, all'impiego in molte situazioni, anche in cantiere o in spazi limitati.
A fronte di indubbi vantaggi operativi dobbiamo tuttavia registrare una scarsa produttività, infatti, l'elettrodo ha una lunghezza ridotta e deve quindi essere frequentemente sostituito.


Circuito di saldatura.
L'apparecchiatura per la saldatura ad elettrodo è costituita da un generatore e da due pinze: una per la massa e l'altra per il porta-elettrodo.

Generatore. Funzionamento in corrente continua ed in corrente alternata. Deve avere la potenza necessaria ad innescare l'arco elettrico ed a mantenerlo durante tutta la fase di saldatura.Elettrodo rivestito. L'elettrodo rivestito è composto da due parti ovvero da un'anima metallica che funge da materiale d'apporto e da un rivestimento che ne fornisce la protezione.
Nel corso della saldatura l'anima dell'elettrodo fonde e, sotto forma di gocce, si trasferisce nel bagno di fusione; contemporaneamente anche il rivestimento segue l'anima nel bagno di fusione in modo tale da formare una coppa all'estremità dell'elettrodo; con tale conformazione il rivestimento contribuisce alla protezione dell'estremità dell'elettrodo dove il materiale è fuso ed inoltre crea una sovrappressione locale dei gas nel suo interno, capaci di provocare il distacco ed il trasferimento della goccia.
Una parte del materiale d'apporto si volatilizza creando dei gas che creano una zona di protezione dell'arco riducendo il pericolo di ossidazione del bagno.
In quest'area protetta avviene il trasferimento del metallo fuso in gocce: anche in questo caso il rivestimento, fondendo contemporaneamente al metallo, avvolge le gocce di metallo fuso creando un'ulteriore protezione contro le ossidazioni.
Raggiunto il bagno liquido il rivestimento reagisce chimicamente sviluppando proprietà disossidanti, defosforanti e desolforanti grazie alla presenza di CaCO3 dando origine ad una scoria solida che protegge la superficie del bagno di fusione durante la solidificazione. In seguito la scoria dovrà essere asportata.


Funzioni del rivestimento


Protezione contro l'ossidazione. La protezione del rivestimento avviene sia sotto forma gassosa, creando un gas protettivo intorno l'arco elettrico, sia sotto forma solida, proteggendo tanto l'estremità dell'elettrodo fuso quanto le gocce che scendono verso il bagno.
Disossidazione del bagno. La disossidazione del bagno avviene grazie agli elementi disossidanti, Manganese e Silicio, contenuti nel rivestimento; questi reagendo chimicamente con il bagno fuso, sottraggono l'ossigeno dagli ossidi di ferro presenti nel bagno, formando a loro volta degli ossidi insolubili nel metallo fuso che salgono in superficie sotto forma di scoria.
Depurazione del bagno. La depurazione del bagno da parte dell'elettrodo è dovuta a sostanze come i carbonati di calcio e di magnesio, in grado da catturare zolfo e fosforo sotto forma di composti che salgono direttamente alla superficie del bagno fuso.
Apporto di elementi di lega. Oltre agli elementi sopra citati, il rivestimento può contenere elementi di lega, manganese, cromo, nichel, molibdeno, ecc., che rimangono come elementi di lega nella zona fusa modificandone la composizione chimica.
Influenza sulla stabilità dell'arco. L'atmosfera creata dalla volatilizzazione del rivestimento, influenza la stabilità dell'arco. In generale l'influenza è positiva per leganti del rivestimento contenenti elementi alcalini come Na, K, Li, che sono elementi di facile ionizzabilità. Al contrario, nel caso di elettrodi a rivestimento basico, la presenza della fluorite, fluoruro di calcio, potente deionizzante necessario per abbassare il punto di fusione di un rivestimento ricco di calcio e magnesio, influisce negativamente alla stabilità dell'arco. In questo caso, per l'utilizzo degli elettrodi basici, è sempre meglio utilizzare una corrente di saldatura del tipo C.C.P.I.. La stessa problematica la si riscontra con l'elettrodo cellulosico che a causa del potere dissociativo della CO2 di cui è ricca l'atmosfera gassosa ottenuta, anche in questo caso è sempre meglio utilizzare una corrente C.C.P.I..
Influenza sulla saldatura in posizione. La parte del rivestimento che fondendo si porta, sotto forma di scoria, sulla superficie del bagno può aiutare, per l'azione della tensione superficiale della scoria fusa, il bagno a rimanere aderente al materiale base facilitando la saldatura in posizione.
Quando quest'azione viene a mancare la saldatura deve essere eseguita in posizione piana o al massimo in posizione frontale.

Tipi di rivestimento
Nei paragrafi precedenti sono state fornite alcune informazioni di base sui rivestimenti degli elettrodi, qui di seguito forniamo ulteriori dettagli su alcuni rivestimenti tipici.

Rivestimento Acido
Sono rivestimenti costituiti da ossidi di ferro e ferroleghe come manganese ed il silicio.
E' un rivestimento che conferisce buona stabilità d'arco e quindi può essere utilizzato sia in Corrente Continua a Polarità Diretta (negativo sulla torcia) sia in Corrente Alternata.
La scoria creata dal rivestimento è facilmente asportabile tuttavia, non essendo rifusibile, è sempre meglio asportarla del tutto prima di procedere con le passate successive onde evitare inclusioni di scoria.
Questi rivestimenti hanno basso effetto sugli elementi bassofondenti, quindi è sempre meglio non utilizzarli su materiali base aventi un certo tenore di zolfo o fosforo perchè si potrebbero dare luogo a difettosità come le cricche a caldo.
I rivestimenti acidi fondono apprezzabili quantità di materiale base: ne deriva un bagno fluido che li rende inadatti alle saldature in posizione.
Sono rivestimenti piuttosto igroscopici e quindi devono essere ben trattati prima dell'utilizzo; in caso contrario, durante la saldatura, si potrebbe avere intrusione di idrogeno con successiva formazione delle cricche a freddo.
Le caratteristiche meccaniche dei depositi sono buone in quanto il bagno risulta ben disossidato.Rivestimenti al rutilo
Sono simili ai rivestimenti acidi ma contengono elementi come il biossido di titanio, rutilo o ilmenite , che conferisce al deposito un ottimo aspetto superficiale dopo la solidificazione.
Per tale motivo questi elettrodi sono da utilizzati nel caso si debba tener conto dell'aspetto estetico del cordone di saldatura.
Questa tipologia di elettrodi possono contenere anche sostanze come la cellulosa (rutilcellulosici) o, in quantità limitata, carbonati di calcio e di magnesio, tipici elementi di un rivestimento basico (rutilbasici o semibasici).
Gli elettroditi rivestiti al rutilo, così come i cellulosici, non depurano il bagno e sviluppano grosse quantità di idrogeno: per tale ragione sono poco raccomandabili per la saldatura di acciai soggetti a criccabilità a freddo.
Sono semplicemente maneggevoli in tutte le posizioni e la stabilità d'arco è ottima, si possono saldare sia in corrente continua Polarità Diretta (negativo sulla torcia) sia in Corrente alternata con buone caratteristiche meccaniche in zona fusa.
Per tali ragioni i rutilici sono utilizzati nelle saldature di spessori moderati.

Rivestimenti cellulosici.
Il rivestimento degli elettrodi cellulosici è costituito da cellulosa contenente elementi di lega come manganese e silicio, elementi altamente disossidanti.
Il cellulosico è quindi un elettrodo altamente purificante ed il rivestimento, per la maggior parte gassificato, e minimizza la scoria sul bagno fuso.
Questo tipo di rivestimento permette la saldatura in posizione "verticale discendente", fonde una notevole quantità di materiale base offrendo buona penetrazione in prima passata.
Il difetto dei cellulosici è di essere poco efficaci contro le impurezze e quindi non dovrebbero essere utilizzati in procedimenti di saldatura con materiali base contenenti elementi di lega basso fondenti, dove potrebbero creare problematiche di criccabilità a caldo.
Non dovrebbero essere utilizzati nemmeno nel caso di saldature con materiali soggetti a strutture di tempra perché, oltre all'idrogeno derivante dall'aria, lo stesso rivestimento è portatore di umidità.
La precaria stabilità dell'arco richiede l'impiego di generatori di corrente continua con Polarità inversa (positivo sulla torcia) .

Rivestimenti basici.
Gli elementi contenuti in questa tipologia di rivestimento sono ossidi di ferro, ferroleghe di Mn, Si e soprattutto carbonati di calcio e magnesio ai quali viene aggiunto, per facilitarne la fusione, fluoruro di calcio (fluorite).
Come detto in precedenza la fluorite contribuisce all'instabilità dell'arco elettrico e di conseguenza per la saldatura con questo elettrodo, si deve utilizzare la corrente continua Polarità inversa (positivo sulla torcia).
La scoria prodotta con gli elettrodi basici è difficile da rimuove e da rifondere, per tale motivo bisogna asportarla totalmente specie nel caso di passate successive; se la scoria rimane nelle irregolarità del cordone e non viene asportata, può generare "porosità solide".
La saldatura con gli elettrodi basici, deve essere eseguita con archi corti per evitare la formazione di porosità allungate dette anche "tarli".
Il trasferimento del materiale avviene tramite gocce molto grosse che possono creare facilmente dei cortocircuiti.
La presenza di carbonati di calcio nel rivestimento, consente di depurare il bagno da elementi bassofondenti come zolfo e fosforo, ottenendo depositi ad alta purezza e con buone caratteristiche meccaniche; per tale ragione questi elettrodi devono essere utilizzati nelle saldature di materiali soggetti alla criccabilità a caldo.
Una delle più grosse problematiche di questo tipo di rivestimento è data dall'elevata igroscopicità. Allo scopo di eliminare le tracce di umidità dal rivestimento l'elettrodo deve essere ben trattato in appositi fornetti altrimenti si potrebbe incorrere nelle problematiche della criccabilità a freddo.

Scelta degli elettrodi
La scelta del tipo di elettrodi deve tener conto delle caratteristiche del materiale base che si deve saldare; è quindi opportuno conoscerne la composizione chimica, le caratteristiche meccaniche tensili e di tenacità, la struttura metallografica ed in fine la posizione di esecuzione della saldatura.

Riepilogo caratteristiche degli elettrodi - cliccare per ingrandire


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fonte:
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MessaggioTitolo: Re: TECNICHE DI SALDATURA   Sab Nov 13, 2010 12:10 am

SALDATURE SPESSE E PIANE
In questo caso per ferro spesso, intendiamo tutti i ferri piatti di spessore superiore a 3mm e tutti i tubolari aventi lo stesso spessore. Dopo avere preparato la saldatrice e indossato le adeguate protezioni, fermiamo i pezzi con i punti di saldatura. Accendiamo l'elettrodo, realizzando il cordone di saldatura. Se le parti da unire baciano perfettamente, si può seguire la riga della giunzione delle parti stesse, poggiandovi sopra l'elettrodo ed esercitando una leggera pressione verso il basso, senza alcun movimento, tranne quello dell'avanzamento, (Soluzione valida per carpenteria leggera).

Come regolarsi con la velocità dell'avanzamento.
La saldatura, alla base dell'elettrodo inizia a gonfiarsi, è quella l'indicazione del momento in cui si deve trascinare in avanti l'elettrodo, con una velocità costante. Bisogna fare attenzione che la saldatura si accumuli soltanto nel lato opposto a quello in cui avanza l'elettrodo. Inizialmente sarà più semplice trascinare l'elettrodo di 4mm, fermarsi e attendere il gonfiarsi della saldatura, per poi avanzare e ripetere l'operazione.
Per tutte le situazioni in cui le parti da unire non coincidono perfettamente e non è possibile la limatura, si abbina un movimento circolare che tocca ambo i lati dei pezzi, oppure si trascina l'elettrodo da sinistra a destra della riga di giunzione, intervallato da qualche secondo di pausa. In questo modo è possibile colmare lo spazio tra le due parti, costruendo il cordone di saldatura sopra la saldatura stessa. La pausa è fondamentale perché consente il raffreddarsi della saldatura precedente, in modo da formare la base di sostegno per la successiva. Un'altra soluzione è la realizzazione di due cordoni di saldatura su ambo i lati dei pezzi, in modo da potere avvicinare i limiti dei due pezzi, per poi agire con il primo sistema descritto.


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MessaggioTitolo: Re: TECNICHE DI SALDATURA   Sab Nov 13, 2010 12:13 am

PUNTATRICE


SALDATURA A PUNTI


Generalità
La saldatura a punti è uno dei processi di saldatura più utilizzati che rientra nel capitolo della saldatura a resistenza.
I parametri che caratterizzano questa tipologia di saldatura sono di seguito elencati:
Intensità di corrente
Per ottenere una buona saldatura a punti è necessario utilizzare valori di corrente piuttosto elevati. La corrente è strettamente legata alla legge di Joule dove l'energia sottoforma di calore è proporzionale al prodotto del quadrato della corrente di erogazione con la resistenza, che in questo caso è rappresentata dalla sovrapposizione dei due materiali base.
Un altro parametro da considerare è il tempo, infatti a parità di energia ad una diminuizione del tempo deve corrispondere un aumento della corrente.
La corrente è comunque legata alla pressione, in quanto con pressioni superiori si ha minore resistenza nelle zone di contatto, e tale resistenza si concentra tra i due materiali andando ad aumentare l'intensità di corrente.
Durante la fase di saldatura, l'intensità di corrente può rimanere costante o variare a seconda delle nostre necessità operative, e dall'andamento di quest'ultima si ottengono i cicli di corrente.
Ciclo a corrente costante
Durante le fasi iniziali di saldatura, la corrente rimane costante, ma in realtà questa subisce delle variazioni man mano che aumenta la pressione.
Nella fase di aumento della pressione sui due elettrodi la resistenza di contatto sugli stessi va diminuendo all'aumentare della pressione stessa, in questo modo la corrente troverà una resistenza di contatto inferiore, mentre incontrerà una resistenza superiore in corrispondenza dell'interfaccia dei due materiali. Ciclo a preriscaldo
In base ai tipi ed agli spessori di materiali che si vanno ad unire, si può adottare anche un ciclo di preriscaldo.
Tale ciclo corrisponde ad un iniziale passaggio di corrente di debole intensità, fino a quando i pezzi non diventano rossi in corrispondenza degli elettrodi e di seguito si lancia il ciclo di saldatura. Ciclo post-riscaldo
Terminata la saldatura, dopo qualche secondo di raffreddamento si fa passare una corrente di minore intensità attraverso il punto di saldatura.
Questo tipo di trattamento serve per rinvenire la saldatura stessa da strutture di tempra, in quanto tale metodo è soggetto a questo tipo di problematica.

Pressione
La pressione è un altro fattore di rilevante importanza per la saldatura a resistenza, in quanto dipende da questo parametro sia l'unione dei due materiali a contatto, sia la concentrazione di calore al punto di unione dei due materiali base.
Durante la fase di saldatura la pressione segue tre fasi essenziali: Fase di accostamento
La fase di accostamento consiste nel portare i due materiali a diretto contatto tra loro e l'intensità della pressione alle punte deve fare combaciare perfettamente le due forme degli oggetti da saldare, escludendo anche una minima zona di luce fra i due materiali. Fase di saldatura
La pressione in questa fase è di rilevante importanza infatti serve per mantenere l'accostamento delle lamiere, per agire sulle resistenze di contatto in modo tale da concentrare la resistenza al centro e per mantenere chiuso il guscio plastico ed evitare che il materiale fuso schizzi all'esterno. Fase di raffreddamento
La pressione deve essere mantenuta fino alla solidificazione del materiale fuso.


Tempo di saldatura
Durante la saldatura il tempo è strettamente legato all'intensità di corrente, e determina le seguenti considerazioni:

  1. A pressione costante, se aumentiamo la corrente, il tempo di saldatura diminuisce.
  2. A corrente costante, se aumentiamo la pressione, diminuisce la resistenza di contatto e di conseguenza va aumentato il tempo di saldatura.
  3. Per una regolazione del generatore, all'aumentare della pressione aumenta proporzionalmente la corrente e di conseguenza va diminuito il tempo di saldatura.
Questi fattori sono strettamente legati alla produttività in quanto con pressioni e correnti elevati si riducono i tempi di saldatura e si ottiene un minore riscaldamento delle parti saldate ed una maggiore produttività.
Per poter eseguire una saldatura rapida, serve monitorare le superfici dei materiali che si devono accostare e successivamente saldare. A tale riguardo le superfici devono essere perfettamente pulite ed esenti da ossidi, ed in generale per ottenere una saldatura efficace bisogna scegliere il punto migliore del profilo dell'oggetto da saldare, cioè quello che ha la superficie piana più estesa possibile.
Sequenza di saldatura
Con la saldatura a resistenza, a seconda del tipo di materiale e dello spessore che si deve saldare, si possono effettuare vari cicli di saldatura agendo sulla corrente e sulla pressione.
Ciclo di saldatura normale
La sequenza di saldatura si divide in più fasi che si possono notare nel seguente diagramma:

  • La pressione aumenta fino ad un certo limite pre-impostato.
  • Parte la corrente per un tempo t a pressione costante.
  • A fine saldatura, la corrente diminuisce fino a zero mantenendo la pressione per qualche frazione di secondo.
  • La pressione va a zero.


Ciclo di saldatura con forgiatura
La sequenza di saldatura si divide in più fasi che si possono notare nel seguente diagramma:

  • La pressione aumenta fino ad un certo limite pre-impostato.
  • Parte la corrente per un tempo t a pressione costante.
  • A fine saldatura, la corrente diminuisce fino a zero, contemporaneamente si aumenta la pressione per un certo tempo.
  • La pressione va a zero.

Ciclo di saldatura con tempra ricottura e forgiatura
La sequenza di saldatura si divide in più fasi che si possono notare nel seguente diagramma:

  • La pressione aumenta fino ad un certo limite pre-impostato.
  • Parte la corrente per un tempo t a pressione costante.
  • A fine saldatura, la corrente diminuisce fino a zero, contemporaneamente si aumenta la pressione.
  • Avviene il raffreddamento del nocciolo che porta alla tempra.
  • Si torna a far passare corrente a più bassa intensità, che serve per il rinvenimento e poi la si riporta a zero.
  • Si mantiene ancora costante la pressione per la fase di forgiatura e poi si va a zero.
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    _
    ______________________________________________________________________________
    fonte:
    Saldatura-Cnd.com è un sito TEC Eurolab

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MessaggioTitolo: Re: TECNICHE DI SALDATURA   Mar Nov 16, 2010 1:12 pm

altri esempi:
Le saldature ad arco in atmosfera protetta MIG (Metal Inert Gas) e TIG (Tungsten Inert Gas) sono considerate metodi affidabili per la giunzione di leghe di alluminio. Entrambe risolvono il problema della formazione dell’ossido di alluminio durante il processo di saldatura:

  • Nel sistema MIG con l’adozione di un flusso controllato di un gas inerte che, investendo il sito di saldatura, riduce la presenza di ossigeno evitando l’ossidazione del metallo;
  • Nel sistema TIG la rimozione dell’ossido è affidata all’elettrodo: invertendo la polarità, si inverte il conseguente flusso di elettroni, che normalmente andrebbe dall’elettrodo al punto di saldatura. Si adotta un’alimentazione a corrente alternata in modo da permettere il raffreddamento dell’elettrodo nei semicicli in cui il flusso degli elettroni è invertito.
Durante la saldatura un gas inerte (generalmente argon) protegge l’elettrodo, l’arco, il bagno e le zone del pezzo adiacenti ad esso da contaminazioni atmosferiche che comprometterebbero la qualità del giunto.

Saldatura MIG
Schema di saldatura MIG (fonte: European Aluminum Association)
La saldatura avviene per fusione sfruttando l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo fusibile (filo) e il pezzo da saldare. Il filo elettrodo rappresenta il materiale d’apporto. Generalmente il suo avanzamento avviene con un meccanismo di spinta, ma nel caso delle leghe di alluminio i rischi di un cedimento del filo sono elevati, pertanto è prevista una apparecchiatura, situata nella torcia, che tira il filo (che può essere contemporaneamente spinto). Durante la saldatura il filo elettrodo, il bagno, l’arco, le zone circostanti il materiale, sono protetti dalla contaminazione atmosferica tramite il gas inerte fluente dalla pistola. Le velocità di avanzamento del filo sono nell’ordine dei 10-20m/min e sono controllate dalla variazione di corrente dell’arco; l’alimentazione è autonoma. La versione del MIG più diffusa è quella semiautomatica anche se può essere completamente automatizzata. E’ ideale per applicazioni di carpenteria, per grandi strutture, serbatoi, carrozze ferroviarie, costruzioni nautiche.

Vantaggi:

  • Elevata produttività dovuta alla continua alimentazione del materiale d’apporto;
  • Elevata densità di corrente (100-250A/mm²) che consente elevata velocità di deposito.
Svantaggi:

  • Apparecchiatura complessa, costosa, difficilmente trasportabile, ingombrante;
  • Difficoltà a saldare giunti in posizioni particolari.



Saldatura TIG
Schema di saldatura TIG (fonte: European Aluminum Association)
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 sono a base di tungsteno. La saldatura viene eseguita fondendo i lembi accostati del pezzo, in un tempo molto breve (3-5 s). Per spessori ridotti non è previsto l’uso di materiale d’apporto. Per spessori elevati esso è invece utilizzato sotto forma di bacchette immerse nel bagno di fusione a intervalli regolari, fondendo ogni volta per un tratto di alcuni millimetri. Esso viene aggiunto lateralmente in modo manuale o automatico. Questo comporta una complicazione del processo, con la necessità di operatori altamente qualificati o di macchine programmate in modo estremamente preciso. Il controllo della saldatura può essere:

  • manuale: la lunghezza d’arco e l’elettrodo sono controllati dall’operatore;
  • semiautomatico: la lunghezza d’arco ed elettrodo sono controllati dalla macchina mentre l’operatore sposta l’elettrodo lungo la saldatura;
  • automatico: tutte le operazioni sono effettuate dalla macchina.
Vantaggi:

  • 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. Questo rende possibili saldature di spessori molto ridotti (fino a 0.5 mm) con discrete velocità di saldatura.
    Confronto e caratteristiche comuni (MIG-TIG) Il MIG è più semplice, più pratico, più veloce del TIG; viene usato quando la produttività e la semplicità operativa sono importanti. Vantaggi comuni:
  • Qualità e integrità delle giunzioni, con appropriata progettazione del giunto e calibrazione dei parametri di saldatura;
  • Notevole esperienza industriale;
  • Possibilità di automazione;
  • Possibilità di accesso unilaterale; in particolare la saldatura MIG, accoppiata con una robotizzazione del processo, è adatta alla giunzione di nodi con complesse geometrie come quelli delle strutture Space Frame.
Svantaggi comuni:

  • Suscettibilità alla frattura della saldatura, con tendenza allo sviluppo di cricche.
Possono essere utilizzati dei fili di filler ricchi di silicio, come regola generale, la saldatura dovrebbe essere più solida del metallo a cui è applicata.


  • Necessità di preparazione superficiale, con rimozione di eventuali oli e lubrificanti oltre allo strato di ossido.
E’ possibile eseguire la saldatura anche senza la preparazione superficiale, ma si va incontro ad una sensibile diminuzione della qualità, dovuta alla maggiore porosità e alla mancanza di controllo del livello di penetrazione nelle lamiere sottili, della distorsione prodotta e quindi delle tolleranze dimensionali.


  • Distorsione termica
La distorsione indotta dal calore sviluppato può compromettere le tolleranze dimensionali del pezzo. Questo problema è stato uno dei principali fattori che hanno escluso la saldatura ad arco nella costruzione del telaio della Lotus Elise. Una soluzione possibile sarebbe l’aumento dello spessore dei pezzi in prossimità dei punti di saldatura con l’applicazione di spessori aggiuntivi, ma ciò comporterebbe ulteriore complessità di montaggio ed un aumento del peso della struttura non necessario a fini strutturali.
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TECNICHE DI SALDATURA
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