Saldatura e brasatura

Vi sarà capitato di sentire parlare di saldatura e brasatura.

Diversi sono i metodi impiegati quando si tratta di lavorare i metalli.

Nel precedente articolo abbiamo visto quello della microfusione.

Che ne direste ora di scoprire quelli della saldatura e della brasatura?

Siete pronti?

Saldatura e brasatura: in cosa consistono

Iniziamo col dire la cosa più importante.

A cosa assolvono specificatamente queste due operazioni?

Nel campo della lavorazione dei metalli, si tratta di metodi adoperati per trovare continuità fra due
materiali, realizzando di fatto un’unione permanente.

Non solo il campo delle apparecchiature industriali

Occorre sottolineare che queste due tecniche trovano larga applicazione non soltanto nel campo
delle apparecchiature industriali.

Teniamo presente che anche nel settore dell’elettrotecnica questo procedimento risulta molto utilizzato.

E non è tutto!

Persino chi è impegnato nell‘ambito dell’assistenza e della riparazione di apparecchiature elettroniche dispone di un saldatore nella propria cassetta degli attrezzi.

Ovvio, sono metodi di saldatura diversi – saldatura dolce– da quelli utilizzati per le apparecchiature industriali, il principio però rimane lo stesso: unire materiali, assicurandone la continuità.

In quest’articolo ci occuperemo di saldature e brasature che concernono più da vicino la Pantalone: apparecchiature industriali come flange ed elementi di raccorderia.

Operazioni di saldatura e brasatura effettuate in ambienti come fabbriche e cantieri.

Da quanto tempo esistono saldatura e brasatura?

L’esigenza dell’uomo di unire materiali in una struttura coerente risale a tempi lontani.

Il progresso della civiltà si basa del resto sulla tecnologia: sull’abilità pratica e su nuovi metodi capaci di affinare questa capacità.

Certo, l’unione e la fusione di metalli è una di quelle cose capaci di portare la storia dell’uomo avanti di qualche passo.

Una capacità che si è sviluppata a piccoli passi; ma nemmeno troppo.

Nel 5000 A.C., metalli come oro, rame e argento venivano uniti per ricavarne gioielli e oggetti di
culto.

L’utilizzo dello stagno come materiale saldante diede un forte impulso all’evoluzione delle operazioni di unione di metalli.

Nella Roma antica, l’intera rete di acquedotti fu realizzata grazie all’unione di tubi di piombo; mentre, per quanto riguarda la lavorazione delle vasche da bagno, queste venivano create tramite la saldatura di lamiere di bronzo.

Saldatura e brasatura sempre più sofisticate

Nel corso della storia, operazioni di saldatura e brasatura si sono impreziosite di tecniche sempre più sofisticate, fino a trovare successo anche nei settori più impensati, come l’elettrotecnica.

Si stima che senza sofisticate tecnologie di saldatura, il mercato di massa delle schede elettroniche non avrebbe i numeri che riscontriamo oggi.

Ma il campo della raccorderia, dei metalli e delle apparecchiature industriali ne risentirebbe in modo ugualmente importante.

Terminologia essenziale per le operazioni di saldatura e brasatura

Fermo restando che i termini di saldatura e brasatura si riferiscono a operazioni di unione fra metalli, occorre far cenno a quella che è l’essenziale terminologia tecnica per orientarsi in questo argomento.

Senza certi termini risulta difficile non soltanto capire come si svolgano queste operazioni; ma persino la differenza fondamentale fra le stesse.

Quando si compiono operazioni di saldatura e brasatura, gli elementi fondamentali da considerare sono due.

Materiale di base

Materiale costituito dai pezzi da saldare.
Può essere di due tipologie:

• Omogeneo: se il materiale metallico è lo stesso per entrambi i pezzi;
• Eterogeneo: se i materiali sono di diversa natura.

Se vi state chiedendo quali siano i metalli più utilizzati per queste operazioni, rispondiamo subito
con acciaio, leghe di alluminio, nichel e titanio.

Alcuni materiali polimerici possono essere impiegati per la saldatura; ma soltanto quelli termoplastici.

Inutile dire che, quando si effettua una saldatura, la prima cosa da chiedersi è se il materiale di base si presti per la creazione di una struttura stabile e solida.

Vanno quindi considerate alcune caratteristiche tecniche del metallo come la potenza specifica e la velocità di saldatura.

Materiale d’apporto

Si tratta del materiale introdotto fra le parti da unire.

Questo si presenta nelle sembianze di nastri, fili e bacchette e viene depositato allo stato fuso fra i materiali da unire.

Il materiale fuso si presenta come particolarmente puro: le impurità riscontrate in fase di valutazione, quindi, sono da attribuire al materiale di base.

Bisogna annotare che non sempre il materiale d’apporto viene impiegato in queste operazioni.

Differenze fra brasatura e saldatura

Le differenze fra saldatura e brasatura si basano sulle diverse tecniche impiegate sul materiale di base e il materiale d’asporto.

• Saldatura: in questo processo non sempre viene sfruttato il materiale d’apporto. La fusione è localizzata; limitata ai pezzi che si vorrebbero unire.
• Brasatura, o saldobrasatura. Il materiale di base non viene fuso, bensì saldato. La fusione avviene con il materiale di apporto, avendo una temperatura di fusione inferiore a quello di base.

Quale delle due tecniche offre una resa migliore?

Difficile rispondere, dal momento che entrambe le tecniche possiedono una loro specificità, e non sono applicabili in ogni contesto.

A grandi linee, possiamo dire che la brasatura offre una maggiore stabilità rispetto alla saldatura; tuttavia l‘operazione di brasatura è molto più complessa.

Richiede il giusto equipaggiamento e dispositivi di protezione.

C’è da aggiungere, poi, che non tutti i materiali sono in grado di resistere a temperature tanto elevate.

Saldature: un mondo complicato

Quello delle saldature è un universo molto complicato.

Varie tecniche sono state affinate nel tempo: modulate secondo nuove tecnologie e in base al materiale adottato.

Operare una classificazione specifica è una cosa complessa e richiederebbe molto spazio.

In questa sede, non può essere effettuata in nessun altro modo che al livello macroscopico.

Distinzione in base alle tecnologie

Sono molte le tecnologie adoperate nei processi di saldatura.

Questi sistemi tecnologici sono stati implementati in ambito industriale: soprattutto nel campo della lavorazione dei metalli pesanti.

La distinzione è effettuata in base alla tecnologia utilizzata per produrre calore e fondere così il materiale designato.

• Saldatura ad arco. Si basa su un arco elettrico disegnato da due elettrodi. L’elettrodo può essere fusibile e non fusibile -nel primo caso fornisce il materiale d’apporto durante la fusione, nel secondo il materiale d’apporto viene aggiunto a parte- e godere di un’alimentazione a corrente continua oppure alternata.
• Metodo di saldatura a resistenza. In questo caso non vi è alcun utilizzo di materiale d’apporto. La saldatura avviene tramite passaggio di energia elettrica nelle nella zona da unire, grazie alla resistenza generata.
• Saldatura ossiacetilenica: come fonte di calore viene utilizzata una fiamma che viene dalla combustione di acetilene e ossigeno.
• Metodo di saldatura a energia concentrata: è una saldatura che si basa su tecnologie di produzione di calore molto sofisticate e localizzate, con potenze che partono da alcune migliaia per arrivare a diversi milioni di watt. Parliamo di saldature a laser ((LBW), a plasma (PAW) e a fascio elettrico (EBW).

Distinzione processi di saldatura lato operatore

Svariati processi tecnologici assegnano all’operatore un peso diverso rispetto a quanto avveniva un tempo.

Sulla base di questo, una seconda classificazione può essere effettuata a partire dal ruolo ricoperto dall’operatore nel contesto delle nuove tecnologie di saldatura.

Ciò che un tempo era manuale è stato completamente sostituito dalle macchine; ma l’abilità dell’operatore, anche nel condurre in modo coerente le operazioni delle macchine, rimane essenziale.

Considerando questo, possiamo distinguere le seguenti tipologie di saldatura.

• Saldatura manuale: in questo caso la responsabilità è soprattutto dell’operatore nell’azionare
  e nel modulare l’elettrodo o la sorgente di calore. Ciò vale soprattutto per la saldatura ad elettrodo rivestito o ossiacetilenica.
• Automatizzazione saldatura: elettrodi e sorgenti di calore vengono regolati automaticamente da un dispositivo, misurando la giusta distanza dal pezzo e muovendoli lungo la linea di saldatura. È il caso della saldatura ad arco sommerso e ad energia concentrata.
• Processi semiautomatici di saldatura: si tratta di un processo misto, dove processi automatici di alimentazione elettrodo e mantenimento costante dei parametri- vengono coadiuvati da un operatore, che guida l’elettrodo rispetto alle linee di saldatura.
• Saldatura robotizzata: processo completamente automatico. Le fasi dell’operazione di saldatura vengono assegnate a un robot e a sistemi di tecnologia avanzata. Robot industriali vengono adoperati principalmente nella saldatura ad arco elettrico sotto protezione gassosa e nella saldatura laser. Molto impiegata nel campo della produzione delle automobili, soprattutto nelle fasi finali di assemblaggio della carrozzeria.

Saldatura e brasatura: sicurezza operatori

Va fatto un cenno ai dispositivi di protezione che gli operatori dovrebbero adottare.

Saldatura e brasatura sono operazioni molto pericolose, se non eseguite con la massima attenzione.

Temperature di fusione molto elevate necessitano della protezione di indumenti resistenti al calore.

Alcuni metodi di saldatura, per esempio ad arco, comportano la produzione di radiazioni elettromagnetiche nocive per la vista.

Occorre quindi coprire gli occhi indossando una maschera oscurata.

Per le polveri e i vapori metallici, generati sia nella saldatura che nella brasatura, è necessario disporre di opportuni sistemi di areazione e ventilazione.

Valutazioni risultato

Esistono poi diversi test e sistemi di valutazione per misurare il risultato ottenuto con i processi di saldatura.
Vi sono controlli non distruttivi e alcuni più invasivi.

La prima necessaria valutazione è sicuramente l’ispezione che avviene sotto l’occhio di un esperto: si individuano distorsioni ed eventuali anomalie geometriche rispetto al progetto.

Seguono, poi, controlli volumetrici e valutazioni con liquidi penetranti.

Efficaci sono tutti quei procedimenti capaci di rilevare la purezza della composizione metallica: come il 100% PMI, utilizzato spesso dalla Pantalone.

I prodotti della Pantalone

Ora che ne sappiamo di più circa i processi di brasatura e saldatura, che ne direste di dare uno sguardo ai nostri articoli?

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La situazione ucraina sta causando gravi difficoltà al nostro settore: se sei un‘azienda che necessità
di nuovo materiale ti consigliamo di fare un’abbondante scorta.

Noi della Pantalone siamo sempre in prima linea per garantire ai clienti il massimo della disponibilità.

Infine, per altre curiosità sul mondo delle apparecchiature industriali, continuate a seguire il nostro blog.