Come scegliere i parametri di saldatura a Tig?

1. Tipi e dimensioni della corrente di saldatura

La scelta del tipo e della dimensione della corrente di saldatura è fondamentale per ottenere qualità e prestazioni ottimali della saldatura. Il tipo di corrente è determinato principalmente dalle proprietà del materiale del pezzo, mentre la dimensione della corrente influenza in modo significativo la profondità di penetrazione della saldatura e l'integrità complessiva del giunto.

Tipo attuale:
La scelta tra corrente alternata (CA) e corrente continua (CC) dipende dalle proprietà termiche ed elettriche del materiale del pezzo. Ad esempio, la corrente continua è tipicamente utilizzata per l'acciaio e l'acciaio inossidabile, mentre la corrente alternata è preferita per le leghe di alluminio e magnesio grazie alla sua azione di pulizia catodica, che rompe gli ossidi superficiali.

Dimensione attuale:
L'entità della corrente di saldatura è un parametro cruciale che influisce direttamente sulla profondità di penetrazione della saldatura, sulla geometria del cordone e sulle caratteristiche della zona termicamente alterata (ZTA). La sua selezione è influenzata da diversi fattori:

1. Composizione e spessore del materiale
2. Configurazione del giunto (ad esempio, testa, giro, giunto a T)
3. Posizione di saldatura (piana, orizzontale, verticale o sopraelevata)
4. Tipo e diametro dell'elettrodo
5. Composizione del gas di schermatura
6. Velocità di viaggio
7. Proprietà della saldatura desiderate (forza, duttilità, resistenza alla corrosione)

Nei processi di saldatura manuale come la saldatura a gas inerte di tungsteno (TIG), anche il livello di abilità del saldatore può giocare un ruolo nel determinare l'impostazione ottimale della corrente. I saldatori più esperti possono lavorare con correnti più elevate, ottenendo una penetrazione più profonda e velocità di avanzamento più elevate.

È importante notare che i moderni generatori di corrente di saldatura offrono spesso funzioni avanzate come il controllo della corrente pulsata e della forma d'onda, consentendo una regolazione fine dei parametri di saldatura per ottenere risultati ottimali per applicazioni specifiche.

2. Diametro e forma finale dell'elettrodo di tungsteno

La forma dell'estremità dell'elettrodo di tungsteno è un importante parametro di processo. Si scelgono diverse forme di estremità in base alla tipo di saldatura corrente utilizzata.

La dimensione dell'angolo di punta α influisce sulla corrente ammissibile dell'elettrodo di tungsteno, sull'avvio dell'arco e sulla stabilità dello stesso.

La tabella 1 elenca l'intervallo di corrente consigliato per le diverse dimensioni delle punte degli elettrodi di tungsteno.

Quando si salda a bassa corrente, l'utilizzo di un elettrodo di tungsteno di piccolo diametro e di un angolo di cono ridotto può rendere l'arco facile da accendere e stabile.

Quando si salda con correnti elevate, l'aumento dell'angolo del cono può evitare il surriscaldamento e la fusione della punta, ridurre le perdite e impedire che l'arco si estenda verso l'alto e influisca sulla stabilità del punto catodico.

Anche l'angolo di punta dell'elettrodo di tungsteno ha una certa influenza sulla profondità e sulla larghezza della saldatura. Riducendo l'angolo del cono si riduce la profondità della saldatura e si aumenta la larghezza, e viceversa.

3. Portata del gas e diametro dell'ugello

L'ottimizzazione della portata del gas e del diametro dell'ugello è fondamentale per ottenere una qualità e un'efficienza di saldatura superiori nei processi di saldatura ad arco con gas metallici (GMAW). Questi parametri influenzano direttamente la copertura del gas di protezione, la stabilità dell'arco e l'integrità complessiva della saldatura.

La portata del gas e il diametro dell'ugello hanno una relazione simbiotica, con un intervallo ottimale che massimizza la zona di protezione efficace riducendo al minimo la turbolenza e la contaminazione. Un flusso di gas insufficiente compromette l'effetto schermante, lasciando il bagno di saldatura vulnerabile alla contaminazione atmosferica. Al contrario, un flusso eccessivo può indurre turbolenze, potenzialmente in grado di intrappolare i gas atmosferici e compromettere la qualità della saldatura.

Quando si calibra il flusso di gas, considerare i seguenti fattori:

1. Basse portate: Inadeguata per spostare l'aria ambiente, con conseguente scarsa schermatura e potenziali difetti di saldatura come porosità o ossidazione.
2. Portate elevate: Possono creare turbolenze, con conseguente spreco di gas e potenziale contaminazione della saldatura a causa del trascinamento dell'aria.

La scelta del diametro dell'ugello è altrettanto fondamentale:

1. Ugelli sottodimensionati: Generano flussi di gas ad alta velocità soggetti a turbolenza, limitando l'area protetta e causando potenzialmente difetti di saldatura.
2. Ugelli sovradimensionati: Ostacolano la visibilità, riducono la velocità del flusso di gas e diminuiscono l'efficacia protettiva complessiva.

Per ottimizzare questi parametri:

• Utilizzate le simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) per visualizzare i modelli di flusso dei gas e ottimizzare la progettazione degli ugelli.
• Utilizzare sistemi di erogazione del gas a impulsi per mantenere la copertura riducendo il consumo complessivo di gas.
• Nella scelta delle portate e delle dimensioni degli ugelli, tenere conto della posizione di saldatura, della configurazione del giunto e delle proprietà del materiale.
• Implementare sistemi di monitoraggio in tempo reale per regolare il flusso di gas in base alle condizioni di saldatura.

Vedere la Tabella 2 per la scelta del tungsteno a gas portatile. saldatura ad arco apertura dell'ugello e portata del gas di protezione.

4. Velocità di saldatura

La selezione della velocità di saldatura è regolata principalmente dallo spessore del pezzo e deve essere attentamente coordinata con altri parametri critici come la corrente di saldatura, la temperatura di preriscaldamento e il tipo di elettrodo. Questa sinergia garantisce il raggiungimento della profondità e dell'ampiezza di fusione richieste, determinando in ultima analisi la qualità e la resistenza della saldatura.

Nei processi di saldatura automatica ad alta velocità, come il TIG robotico o il saldatura laserL'impatto della velocità di saldatura sull'efficacia del gas di protezione diventa una considerazione cruciale. Velocità di saldatura eccessive possono causare un ritardo significativo nel flusso di gas protettivo, esponendo potenzialmente la punta dell'elettrodo di tungsteno, la colonna dell'arco e il bagno di saldatura alla contaminazione atmosferica. Questa esposizione può provocare ossidazione, porosità e altri difetti di saldatura che compromettono l'integrità del giunto.

Per mitigare questi rischi e mantenere una protezione ottimale, i saldatori devono attuare contromisure adeguate. Queste possono includere:

1. Aumentare la portata del gas di protezione in modo proporzionale alla velocità di saldatura.
2. Inclinare la torcia di saldatura in avanti con un angolo calcolato (in genere 10-15 gradi) per dirigere il flusso di gas verso il bagno di saldatura in avanzamento.
3. Utilizzando design avanzati degli ugelli del gas che garantiscono un flusso laminare e una copertura estesa del gas.
4. L'impiego di scudi di traino o di diffusori di gas aggiuntivi per una maggiore protezione nelle applicazioni critiche

5. Distanza ugello-lavoro

Maggiore è la distanza, peggiore è l'effetto di protezione dal gas. Tuttavia, se la distanza è troppo ravvicinata, può influire sulla linea visiva del saldatore e causare facilmente il contatto dell'elettrodo di tungsteno con il bagno di saldatura, con conseguente inclusione di tungsteno.

In genere, la distanza tra l'estremità dell'ugello e il pezzo da lavorare è compresa tra 8 e 14 mm.

La Tabella 3 elenca i parametri di saldatura di riferimento per la saldatura con gas inerte di tungsteno di diversi materiali.