Come funziona la saldatrice TIG

Ultimo aggiornamento: 30.11.22

 

Tutto quello che c’è da sapere sul procedimento che da oltre 50 anni ha rivoluzionato le tecniche di saldatura e i relativi impianti portatili.

 

Come la maggior parte delle invenzioni che hanno radicalmente cambiato il progresso umano, permettendo di compiere notevoli passi avanti nell’evoluzione tecnologica a tutti i livelli, anche il metodo di saldatura TIG ha le sue origini in campo militare.

Durante la Seconda Guerra Mondiale l’industria aeronautica americana si scontrò con la problematica relativa al peso delle cellule degli aerei da combattimento, e soprattutto ai possibili modi di incrementare ulteriormente la velocità e la manovrabilità degli stessi.

Sia i grandi bombardieri sia gli aerei da caccia, infatti, nonostante fossero realizzati con le nuove leghe di alluminio, di gran lunga più leggero rispetto alle lamiere d’acciaio, erano comunque appesantiti dall’elevato numero di rivetti necessari alla tenuta dei diversi elementi componenti la struttura del velivolo.

Nacque quindi l’esigenza di un nuovo tipo di giunto saldato di alta qualità in grado di offrire una tenuta e una produttività maggiori rispetto al tradizionale procedimento a elettrodo rivestito. Fu così che vennero messi a punto i metodi di saldatura che l’AWS, ovvero l’American Welding Society, definì con le sigle SAW e GTAW.

 

Le varie tipologie

La sigla SAW (Submerged Arc Welding), ovvero ad arco sommerso, indica un particolare procedimento di saldatura ad arco a filo continuo dove il bagno è mantenuto sotto protezione di scoria; questo tipo di saldatura, cioè, sfrutta le scorie prodotte dalla stessa, che depositandosi sul bagno fanno da isolante termico mantenendo localizzata al suo interno l’elevata temperatura prodotta, incrementando in tal modo la velocità di esecuzione e quindi la produttività.

Dal metodo SAW venne poi sviluppato il metodo GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), la cui definizione venne successivamente semplificata e internazionalizzata con la sigla TIG (Tungsten Inert Gas). In questo procedimento il bagno di saldatura, invece che dai depositi di scorie, è protetto mediante una “camicia” di gas inerte. A parte l’incremento della produttività, quindi, la saldatura TIG offre anche un aumento della qualità del giunto, in quanto il bagno di saldatura è protetto anche dalle scorie e, di conseguenza, da potenziali inclusioni delle stesse nel giunto.

 

L’attrezzatura necessaria per eseguire saldature TIG

Prima di capire come funziona, bisogna innanzitutto sapere come è composto l’impianto di saldatura comunemente noto come saldatrice TIG. In linea di principio, infatti, anche la migliore saldatrice TIG non è dissimile da un classico impianto di saldatura tradizionale, visto che i componenti primari dell’attrezzatura sono gli stessi; le sole differenze risiedono nel tipo di torcia utilizzata e nella presenza del riduttore del gas e dell’eventuale alloggiamento interno per la bobina di filo.

Quest’ultimo è “eventuale” nel senso che non tutti i procedimenti di saldatura TIG sono necessariamente eseguiti a filo continuo, ed esistono saldatrici TIG la cui torcia è fatta per alloggiare lo specifico elettrodo di tungsteno richiesto per questo metodo.

Quello che cambia da modello a modello, invece, è il livello di potenza dell’impianto, il quale definisce la destinazione d’uso della saldatrice.

Un tipico impianto di saldatura TIG, quindi, è costituito dal generatore di corrente, dalla torcia, dalla bombola del gas inerte, necessario a fornire la “camicia” di protezione per il bagno, e dalle eventuali bacchette di metallo di apporto, in caso sia richiesto il loro utilizzo. Andiamo quindi a esaminare più nel dettaglio i diversi componenti.

 

Il generatore di corrente

Come accennato anche in precedenza, il generatore di corrente non è dissimile da quello delle altre saldatrici, ma essendo dotati di Inverter sono di gran lunga più leggeri rispetto ai vecchi impianti con il trasformatore.

La potenza della corrente in uscita, espressa in Ampere, varia a seconda del tipo di generatore e della sua destinazione d’uso; quelli progettati per uso domestico e hobbistico, per esempio, hanno una corrente di uscita che non supera i 150-170 A, mentre gli impianti destinati a uso professionale arrivano fino a 200-300 A e oltre, a seconda del modello.

 

La torcia TIG

La torcia per saldature TIG è fatta a forma di pistola ed è a sua volta composta da vari elementi. In realtà non è altro che un supporto per l’elettrodo infusibile di tungsteno, a questo supporto sono collegati sia i cavi per l’alimentazione elettrica sia un bocchello in ceramica intercambiabile, per consentire l’utilizzo di elettrodi di diverso diametro. 

Il ruolo principale del bocchello, ovviamente, è quello di erogatore per il gas di protezione, che viene emesso in modo da circondare l’elettrodo nel momento in cui viene scoccato l’arco di saldatura. Le torce TIG per la saldatura a filo continuo, invece, al posto del supporto per l’elettrodo possiedono un meccanismo di scorrimento per il filo.

 

Le bombole di gas

Per la protezione del bagno di saldatura vengono impiegati diversi tipi di gas inerte a seconda del caso: argon, elio, miscela di argon-elio oppure miscela di argon-idrogeno.

L’argon viene solitamente utilizzato per le saldature di spessori minimi, visto che questo gas tende ad abbassare la temperatura del bagno di saldatura; l’arco sottoposto a protezione con elio, invece, è molto più caldo e viene usato sui materiali ad alta conducibilità termica per incrementare la velocità di saldatura.

La differenza di prezzo tra i due gas incide notevolmente sulla loro scelta; l’argon infatti costa meno ed è richiesto in quantità minori rispetto all’elio, che essendo più leggero dell’aria richiede l’applicazione in maggiori quantità per garantire la giusta efficienza.

Le miscele, invece, vengono usate quando sono richieste protezioni con caratteristiche intermedie. La purezza del gas, inoltre, è di importanza fondamentale, dal momento che anche minime percentuali di impurità possono compromettere la qualità della saldatura.

Gli elettrodi infusibili e le bacchette di apporto

Questi possono essere in tungsteno puro o miscelati con altri elementi, come torio, cerio o zirconio. Quelli in tungsteno puro producono un arco molto stabile ma devono essere impiegati solo in corrente alternata con ridotte intensità, quelli al torio sopportano correnti più elevate e sono adatti soprattutto per le saldature dell’acciaio in corrente continua; gli elettrodi di tungsteno e zirconio, invece, sono usati per saldare l’alluminio mentre quelli al cerio servono a realizzare saldature con una elevata resistenza all’usura.

In caso di saldatura di spessori superiori ai 3 millimetri, inoltre, è richiesto l’uso di materiale di apporto per incrementare la forza e la struttura del cordone; anche in questo caso, in base al tipo di materiale da saldare, occorrono bacchette di apporto di tipo specifico.

 

 

 

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