Saldatura TIG

Saldatura TIG

Il processo di saldatura TIG è un processo di saldatura per fusione, autogeno. L’arco elettrico scocca tra l’elettrodo infusibile, che si trova sotto protezione gassosa, ed il materiale da saldare.
L’elettrodo del TIG è in Tungsteno, materiale ad alta temperatura di fusione e con ottime proprietà di emissione termoionica.
Il processo di saldatura TIG può essere:

  • manuale: con lunghezza d’arco ed elettrodo controllati dal saldatore;
  • semiautomatico: lunghezza d’arco ed elettrodo controllati dalla macchina, mentre il saldatore sposta l’elettrodo lungo la saldatura;
  • automatico: tutte le operazioni sono effettuate dal Robot.

Il processo di saldatura TIG, grazie ad un arco stabile, consente un buon controllo del bagno di fusione. Tuttavia il TIG è un processo poco produttivo, utilizzato per piccoli spessori.
Si possono saldare tutte le tipologie di metalli e non metalli utilizzando come materiale d’apporto una bacchetta o addirittura, grazie all’arco ad energia molto concentrata, solo affiancando le due estremità da saldare, senza utilizzare materiale d’apporto.

Elettrodi

Gli elettrodi impiegati per il processo di saldatura TIG sono di quattro tipi:

  • elettrodi VERDI: in tungsteno puro;
  • elettrodi ROSSI: in tungsteno addizionato di ossido di thorio;
  • elettrodi AZZURRI o ecologici: in tungsteno addizionato di zirconio.

Occorre aprire una parentesi in merito all’elettrodo thoriato: questo elettrodo non è radioattivo perché contiene thorio ma è radioattivabile, cioè solo in determinate condizioni,  non quelle di saldatura, potrebbe emettere isotopi e quindi trasformarsi in radioattivo. Nelle fasi di saldatura non presenta particolari pericoli se non quelli classici legati a tutti i processi di saldatura anzi, la presenza di thorio, rende estremamente stabile l’arco elettrico.

Corrente

In relazione al tipo di materiale da saldare, il TIG può essere utilizzato sia in corrente continua che in corrente alternata.

Corrente Continua Polarità Diretta (CCPD)

Collegamento utilizzato per la saldatura con il positivo al pezzo. In questo modo il calore è concentrato sul materiale che si deve saldare; viene sfruttato l’effetto termoionico dell’elettrodo, le cariche positive che vanno verso l’elettrodo hanno bassi valori di energia cinetica, mentre l’anodo, cioè il materiale base, è bombardato da elettroni che arrivano ad altissima velocità, producendo un bagno di fusione profondo e stretto.

Corrente Continua Polarità Inversa (CCPI)

In questo tipo di collegamento, si ha una maggiore concentrazione del calore verso l’elettrodo: in questo caso la torcia è collegata al polo positivo. Questo tipo di collegamento non viene praticamente mai utilizzato in quanto si rischia di rovinare l’elettrodo di tungsteno.  Comunque, utilizzandolo a bassi tenori di corrente, è molto efficace per l’asportazione di ossidi dalle superfici che si devono saldare; in pratica gli ioni positivi, di maggiore peso, accelerati dall’arco, vanno a sbattere contro il materiale base frantumando gli ossidi e consentendo la saldatura.

Corrente Alternata (CA)

La corrente alternata è una combinazione dei due tipi di collegamento sopra citati. Il calore è distribuito, al 50%, tra elettrodo e pezzo da saldare. Con questo tipo di collegamento, si sfrutta la sabbiatura termoionica per eliminare gli ossidi infusibili di alluminio e magnesio. Gli ioni positivi, più pesanti delle cariche negative, colpiscono gli ossidi disgregandoli.

Protezione gassosa aggiuntiva

Soprattutto nei procedimenti di saldatura del titanio, bisognerebbe prendere delle precauzioni aggiuntive che consentano di proteggere il cordone da eventuali ossidazioni superficiali. La “scarpetta” è un sistema aggiuntivo di protezione gassosa che copre un certo tratto del cordone in fase di raffreddamento.
Nel caso di saldature di tubi in acciaio inossidabile, bisognerebbe proteggere la prima passata creando un’atmosfera inerte all’interno del tubo stesso mentre, nel caso di saldature di testa, bisognerebbe creare un supporto gassoso sul rovescio. Tali protezioni gassose aggiuntive, come detto, vengono tutte utilizzate allo scopo di proteggere il cordone di saldatura dai possibili attacchi di agenti atmosferici.        

Principi operativi

Nei processi di saldatura TIG è necessario osservare alcune precauzioni operative fondamentali: il processo di saldatura non è scorificante, quindi bisogna curare la pulizia dei lembi per ridurre le cricche a caldo; inoltre, durante l’innesco dell’arco elettrico occorre evitare la contaminazione del bagno fuso da parte dell’elettrodo di tungsteno.

Vantaggi

I principali vantaggi del processo di saldatura TIG sono:

  • possibilità di saldare quasi tutti i tipi di materiali ferrosi ed anche materiali non ferrosi;
  • elevata qualità delle saldature;
  • utilizzabile in tutte le posizioni di saldatura;
  • non produce scoria.

Svantaggi

I principali svantaggi del processo di saldatura TIG sono:

  • ridotta protezione del bagno rispetto ai procedimenti ad elettrodo o sotto protezione di flusso;
  • sensibilità alle correnti d’aria;
  • elevati costi dei gas protettivi;
  • bassa produttività;
  • tecnica di difficile apprendimento.

Difetti tipici del processo di saldatura TIG

Le difettologie tipiche del processo di saldatura TIG sono:

  • inclusioni di tungsteno;
  • ossidazione del cordone al rovescio (nel caso in cui non siano state adottate le precauzioni di protezione gassosa);
  • inclusioni di gas, dovute alla scarsa pulizia dei lembi ed alla tecnica operativa scadente nel movimento della torcia e della bacchetta;
  • contaminazione del gas di protezione.