Guida alla Saldatura dell'Alluminio


Alluminio Guida alla saldatura dell'alluminio GMAW
Ristampata per gentile concessione della rivista "Welding Design and Fabrication".


Alluminio: Guida alla saldatura GMAW Seguite le regole base qui proposte per la scelta degli equipaggiamenti di saldatura, preparate il materiale base, applicando la tecnica corretta, e controllate le saldature per garantire saldature MIG e TIG di alta qualità su leghe di alluminio. Anche per chi è esperto nella saldatura degli acciai, la saldatura dell'alluminio può rappresentare una sfida. L'elevata conducibilità termica e il basso punto di fusione delle leghe di alluminio possono facilmente portare allo sfondamento a meno che i saldatori non seguano adeguate procedure. Inoltre, lo scorrimento del filo in alluminio nella saldatura GMAW è difficoltoso, perché il filo è più morbido dell' acciaio e tende ad aggrovigliarsi nei rullini. Per ovviare a queste difficoltà, gli operatori devono seguire le regole base e utilizzare gli equipaggiamenti ivi consigliati.

Saldatura sotto protezione gassosa (GMAW)

Preparazione materiale base : Per saldare l'alluminio, l'operatore deve pulire il materiale da saldare e rimuovere la pellicola di ossido superficiale, le contaminazioni da idrocarburi, solventi, agenti esterni. La pellicola di ossido superficiale dell'alluminio fonde a 110°C mentre l'allumino del materiale base sottostante fonde a 650°C. Pertanto, non rimuovere la pellicola di ossido superficiale non consentirebbe la penetrazione del materiale di riempimento. Per rimuovere la pellicola di ossido superficiale utilizzare una spazzola con setole in acciaio inox, solventi o altri mordenti. Quando utilizzate una spazzola con setole in acciaio inox, spazzolate solamente in una unica direzione. Fate attenzione a non spazzolare grossolamente, una spazzolamento approssimativo può far incorporare ancor di più gli ossidi nel pezzo da saldare. Inoltre, utilizzate una spazzola solamente per l'alluminio, non pulite l'alluminio con spazzole utilizzate per l'acciaio o l'acciaio al carbonio. Quando utilizzate mordenti chimici, siate sicuri di aver rimosso qualsiasi residuo prima di saldare. Per ridurre al minimo il rischio di contaminazioni da oli o solventi da taglio, rimuoverli con uno sgrassatore. Controllate che lo sgrassatore non contenga idrocarburi.

Preriscaldo: A causa della elevata conducibilità termica è necessario preriscaldare i pezzi di alluminio per evitare incollature. La temperatura di preriscaldo non dovrebbe superare i 110°C - utilizzate un termometro per evitare un sovrariscaldamento. Inoltre, posizionare un tallone di saldatura all'inizio ed alla fine del pezzo da saldare vi aiuterà nel preriscaldo. Il saldatore dovrebbe preriscaldare una superficie estesa anche saldando spessori sottili.

Tecnica "a spingere" : Per la saldatura dell'alluminio è meglio utilizzare la tecnica "a spingere" per ottenere una migliore azione di pulizia, ridurre la contaminazione del bagno e migliorare l'azione di protezione del gas.

Velocità di saldatura: La saldatura dell'alluminio necessita " calore e velocità." A differenza dell'acciaio, l'elevata conducibilità termica dell'alluminio impone l'uso di correnti e tensioni più elevate, e maggiore velocità di avanzamento. Se la velocità di saldatura è troppo lenta, si rischia lo sfondamento, specialmente su lamiere sottili.

Gas di protezione: L'Argon, grazie alla sua buona capacità di pulizia e penetrazione, è il gas di protezione più comunemente utilizzato nella saldatura dell'alluminio. Nella saldatura di leghe di allumino della serie 5XXX, una miscela di gas di protezione argon-elio (Elio 75% max.), minimizzerà la formazione di ossido di magnesio.

Materiale d'apporto: Selezionare una lega con punto di fusione simile al materiale base. Quanto più l'operatore può ridurre l'intervallo in cui il metallo è fuso, tanto più sarà facile saldare. A questo scopo utilizzare fili dia 1.2 o 1.6 mm. Maggiore è il diametro, più semplice è lo scorrimento .

Convessità del cordone: Nella saldatura dell'alluminio, le cricche di cratere sono un difetto piuttosto ricorrente. Le cricche di cratere sono causata dall'elevata espansione termica dell'alluminio che determina notevoli contrazioni durante il raffreddamento. Il rischio di cricche è maggiore con crateri concavi. Pertanto, il saldatore dovrebbe realizzare crateri a forma convessa. Quando la saldatura si raffredderà, la forma convessa del cratere compenserà la contrazione centrale.

Selezione del generatore : Nello scegliere il generatore per la saldare in alluminio, prima di tutto considerare la modalità di trasferimento (spray-arc o pulsato). Nella saldatura spray-arc possono essere utilizzati generatori a corrente costante (cc) e tensione costante (cv). Lo spray-arc prevede un trasferimento di metallo fuso sotto forma di spray. Per elevati spessori di alluminio, che richiedono correnti superiori ai 350 A, è più indicata la modalità CC.

Il procedimento pulsato è solitamente utilizzato con i generatori ad Inverter. I generatori di nuova generazione sono dotati di modalità pulsate adeguate ai vari tipi di consumabili e diametri utilizzati. Durante la saldatura GMAW in pulsato, ad ogni pulsazione, una gocciolina di materiale di riempimento passa dall'elettrodo al pezzo da saldare. Questo procedimento consente di ottenere una saldatura con meno spruzzi ed una maggiore velocità rispetto alla saldatura con procedimento spray-arc. Il procedimento GMAW pulsato sull'alluminio consente migliore controllo dell'apporto termico, possibilità di effettuare saldature fuori posizione e saldature di spessori sottili a basse correnti e WFS.

Trainafilo: La modalità di trascinamento ottimale per fili in alluminio su lunghe distanze è la modalità push-pull, che utilizza un trainafilo chiuso per proteggere il filo dall'ambiente. Il motore a coppia costante e velocità variabile del trainafilo consente di spingere e guidare il filo ad una velocità costante. Un motore a coppia elevata nella torcia tira il filo e mantiene una velocità di avanzamento ed una lunghezza dell'arco costanti.
In alcune officine, il saldatore utilizza lo stesso trainafilo per la saldatura dell'alluminio e dell'acciaio. In questo caso, l'uso di guaine in teflon consente una alimentazione scorrevole ed uniforme. Estrarre il guidafilo metallico dall'attacco torcia ed inserire il prolungamento della guaina in teflon. Durante la saldatura, tenete il cavo della torcia il più dritto possibile per ridurre al minimo la resistenza del filo. Verificate il corretto allineamento tra i rullini ed i guidafili al fine di prevenire la rasatura del filo.

Utilizzate rullini specifici per l'alluminio. Settate una opportuna tensione dei rullini. Una pressione eccessiva può deformare il filo e causare una alimentazione irregolare; una pressione troppo bassa può non essere sufficiente e causare comunque uno scorrimento irregolare. Entrambe i casi possono causare arco instabile e porosità.

Torce: Utilizzare una torcia specifica per l'alluminio. Per evitare lo sfregamento del filo, la guaina deve essere inserita il più possibile all'interno della torcia. Cambiate spesso le guaine per ridurre al minimo il rischio di formazione di ossido di alluminio abrasivo che causa problemi nello scorrimento del filo. Utilizzare una punta di contatto di circa 0,38 mm maggiore del diametro del filo utilizzato - ciò eviterà uno strozzamento del filo al surriscaldarsi della punta. Con corrente superiori ai 200 A è opportuno utilizzare una torcia con raffreddamento ad acqua per ottenere un efficace raffreddamento ed evitare difficoltà di alimentazione.