Saldatura TIG in alluminio


Saldatura TIG AlluminioSebbene molti metalli vengano saldati in TIG, di solito si associa a questo procedimento la saldatura di alluminio. Molti altri procedimenti possono essere utilizzati per saldare l'alluminio, ma per gli spessori sottili il procedimento maggiormente utilizzato è il TIG. La diffusione dell'alluminio nel settore dell'automotive ha portato innovazioni e sviluppi nella saldatura TIG. Per le sue elevate caratteristiche meccaniche ed estetiche, la saldatura TIG è il procedimento più performante.

La saldatura dell'alluminio

Il procedimento TIG è il più idoneo per la saldatura dell'alluminio, ma per saldarlo con facilità e risultati affidabili sono necessarie alcune considerazioni sulle caratteristiche di questo metallo. L'alluminio puro ha un punto di fusione inferiore ai 650°C e non si riscontrano variazioni di colore come nella maggior parte degli altri metalli. Per questa motivo non è possibile rendersi conto visivamente quando i'alluminio è prossimo alla fusione. Lo strato di "ossido" che si forma rapidamente sulla superficie ha un punto di fusione molto maggiore (circa 2050ºC). Inoltre, l'alluminio va in ebollizione a temperature più basse (2520ºC) di quelle del punto di fusione dell'ossido. L'ossido è inoltre più pesante dell'alluminio e, quando fuso, tende ad affondare o rimanere intrappolato nell'alluminio fuso. Per queste ragioni, è facile comprendere perchè, per quanto possibile " lo strato di ossido" deve essere rimosso prima di saldare. La polarità inversa dell'arco permette di ottenere un effetto di bombardamento ionico che rompe l'ossido superficiale (allumina). La saldatura in AC sfrutta questo effetto nelle fasi di polarità inversa e, nelle fasi di polarità diretta, il raffreddamento del tungsteno.

L'alluminio ed il calore

L'alluminio è un ottimo conduttore di calore. Richiede un elevato apporto termico all'inizio della saldatura, dato che molto calore viene disperso nel riscaldare il materiale d'apporto. All'avanzare della saldatura, il calore avanza con l'arco e preriscalda il metallo di base. A questo punto è sufficiente un apporto termico e quindi una corrente di saldatura inferiore rispetto alla partenza sulla piastra fredda . Per questo motivo si raccomanda un comando Amptrol ™ a pedale o manuale da utilizzare con la saldatrice Lincoln Precision TIG® - per modificare facilmente la corrente durante la saldatura. Alcune leghe di alluminio presentano la tendenza "alla criccabilità " a caldo. Ciò si verifica alle temperature alle quali la lega è nello stato liquido-solido e, non avendo sufficiente carico di rottura per resistere alle tensioni di ritiro che si presentano durante il raffreddamento, i legami intergranulari si rompono. La corretta scelta del metallo d'apporto, del procedimento di saldatura e la geometria del cordone possono ridurre o eliminare questo tipo di problemi. Alcuni esperti raccomandano la tecnica a passo pellegrino. 

Riempimento

Il metallo apportato è una combinazione del materiale base e del materiale d'apporto e deve avere la resistenza, la duttilità e la resistenza alla corrosione richieste dall'applicazione. Verifica nella tabella sottostante i materiali d'apporto consigliati per le varie leghe di alluminio.

Il massimo tasso di deposito si ottiene con filo o bacchette di diametro maggiori saldandoli alla massima corrente di saldatura possibile. A parità di corrente, a patto di non aver raggiunto la corrente di saturazione, deposita di più il consumabile con la minore sezione trasversale. Il diametro del filo più adatto per una specifica applicazione dipende dalla corrente che può essere utilizzata per effettuare la saldatura. A sua volta, la corrente è regolata dall'alimentazione disponibile, dalla geometria del giunto, dal tipo di lega e dal suo spessore e dalla posizione di saldatura.

Metallo d'apporto consigliato per i vari tipi di leghe di alluminio

Metallo d'apporto consigliato(1)

Materiale Base

Ottimizzazione delle caratteristiche tensili

Ottimizzazione della saldabilità

EC
1100

1100
1100, 4043

EC 1260
1100, 4043

2219
3003
3004
5005

2319
5183, 5356
5554, 5356
5183, 4043, 5356

(2)
1100, 4043
5183, 4043
5183, 4043

5051
5052
5083
5086

5356
5356, 5183
5183, 5356
5183, 5356

5183, 4043
5183, 4043, 5356
5183, 5356
5183, 5356

5050
5052
5083
5086

5356, 5183
5554, 5356
5356, 5554
5556

5183, 5356, 5654
5356
5554, 5356
5183, 5356

6061
6063
7005
7039

4043, 5183
4043, 5183
5356, 5183
5356, 5183

5356(3)
5356(3)
5183, 5356
5183, 5356

Notes:   
(1)Suggerimenti per piastre"0" temperate.
(2) La saldabilità di questi materiali base non è sensibilmente influenzata dal metallo d'apporto. L'allungamento di questi materiali base è generalmente inferiore a quello delle altre leghe elencate.
(3) Per i giunti saldati in 6061 e 6063 che richiedono la massima conducibilità elettrica utilizzare metallo d'apporto 4043. Tuttavia, se sono necessarie sia resistenza che conducibilità, utilizzare metallo d'apporto 5356 ed aumentare la dimensione della saldatura per compensare la minore conducibilità del 5356.


Qualità del deposito

Campione Saldatura TIGUna saldatura di buona qualità si ottiene solo se il materiale d'apporto è pulito e di elevata qualità. Se il filo non è pulito, possono essere introdotti nel bagno di saldatura molti contaminanti, a causa della superfice relativamente ampia del metallo d'apporto rispetto alla quantità di metallo che si deposita.

I contaminanti provenienti dal materiale d'apporto sono spesso olio o ossido idratato. Il calore della saldatura libera idrogeno da queste fonti, causando porosità nella saldatura. I fili per saldatura in alluminio Lincoln ER4043 e Lincoln ER5356 sono prodotti nel rispetto dei più rigorosi standard di controllo e confezionati in modo da evitare la contaminazione durante lo stoccaggio. Poiché il metallo d'apporto è diluito, con il materiale base nel bagno di saldatura, le composizioni sia del metallo d'apporto che del materiale base influenzano la qualità della saldatura.

Le tre P : Pulizia, pulizia e PULIZIA

I pezzi da saldare vengono solitamente sagomati, tranciati o comunque lavorati prima di iniziare a saldare. La rimozione completa di tutti i lubrificanti è un requisito indispensabile per ottenere saldature di elevata qualità. Una particolare cura deve essere adottata per rimuovere completamente olio, idrocarburi e altri materiali estranei prima della saldatura. I bordi cianfrinati devono essere puliti e lisci. Per facilitare la pulizia, i lubrificanti utilizzati nella fabbricazione dovrebbe essere prontamente rimossi.

Per ridurre la possibilità di porosità e scorie nelle saldature, la pulizia delle superfici di saldatura non deve essere sottovalutata. L'idrogeno può causare porosità e l'ossigeno può causare scorie di saldature. Ossidi, grassi ed olii contengono ossigeno e idrogeno che, se lasciati sui bordi da saldare, danno origine a difettologie. Le operazioni di pulizia devono essere effettuate prima di iniziare a saldare. Troverai un riassunto delle operazioni di pulizia da eseguire nella tabella sottostante.

Metodi comuni utilizzati per la pulizia delle superfici di alluminio prima di effettuare le saldature

Tipi di Pulizia

Composti da rimuovere

Superfici di saldatura

Pezzi completati

Olii, grassi,
miscele, e
polveri (utilizzare qualsiasi
metodo elencato

Pulire con soluzioni mediamente alcaline.
Pulier con solventi come acetone o alcool
Pulire con solventi

Sgrassare con vapore
Sgrassare con spray

Immergere in solvente alcalino
Immergere in solvente

Ossidi
(utilizzare qualsiasi metodo
elencato)

Immergere in soluzione alcalina forte, poi in acqua, poi in acido nitrico. Finire con acqua e poi asciugare
Pulire con appropriato disossidante
Rimuovere meccanicamente con spazzole o molatura. Per applicazioni critiche, pulire meccanicamente tutte le superfici prima di saldare

Immergere in soluzione alcalina forte poi in acqua, poi in acido nitri
Finire con acqua e poi asciugare
Immergere in appropriata soluzione