Saldatrice: come funzionano e quale scegliere

20 Gennaio 2020

Per unire due metalli mediante saldatura occorre di solito raggiungere temperature molto elevate e la fonte di calore utilizzata caratterizza il tipo di procedimento impiegato: saldatura con gas o saldatura ad arco. Anche se è generalmente riferita all'unione di due metalli simili e persino dissimili fra loro, si utilizza la saldatura anche per riparare o ricostruire parti metalliche usurate o danneggiate. 

Uno dei problemi da risolvere durante la saldatura è che, con l'aumento della temperatura, aumenta anche la propensione dei metalli a combinarsi con l'atmosfera. Il mezzo con cui si protegge il metallo fuso dall'attacco atmosferico è un’altra caratteristica che distingue i vari processi: impiego di polveri che producono della scoria, gas di protezione inerti. 

Il procedimento di saldatura ad arco è ancora ai giorni nostri il metodo più utilizzato: il calore necessario si ottiene da un arco elettrico che si origina tra il pezzo da saldare e il metallo d'apporto; l'energia elettrica che viene convertita in calore genera una temperatura d'arco di circa 7000°C che fonde i metalli da unire. Nelle saldatrici a elettrodo quest’ultimo e il filo rivestito fondono col calore generato dall’arco voltaico innescato fra il pezzo da saldare e la pinza collegata alla saldatrice. Nelle saldatrici a filo al posto dell’elettrodo si ha un filo che scorre all’interno di una torcia fatto avanzare attraverso un motorino di avanzamento a velocità regolabile. In quest’ultimo caso le saldatrici vengono chiamate a filo animato, e non necessitano di gas esterno di protezione. Gli elettrodi sono composti da un’anima di metallo di vario diametro (per le saldatrici casalinghe si possono usare da mm.1.6 , 2 , 2.5 ed in casi particolari da 3.25) ricoperta da un rivestimento essiccato composto da vari materiali disossidanti. Quando l'elettrodo fonde i componenti del rivestimento fondono anch'essi e reagiscono fra loro modificando la composizione dell'atmosfera in cui scocca l'arco: sul bagno di saldatura formano una scoria meno densa del metallo di fusione e quindi galleggiante, proteggendolo dall'ossidazione atmosferica durante la fase di solidificazione ed evitando di introdurre ossidi e altre impurità. Il filo da saldatura animato ha invece un diametro da 0.9 mm. ed in esso sono contenuti anima e disossidanti. 

Il progresso tecnologico e lo sviluppo della produzione industriale dei condensatori adatti hanno facilitato la diffusione delle saldatrici ad inverter, fino a pochi anni fa riservate solo ai professionisti, presso l’utenza privata. Con l’industrializzazione delle schede elettroniche e dei condensatori  i prezzi sono scesi a livelli ben più abbordabili. L’elettronica ha permesso, inoltre, enormi miglioramenti nelle prestazioni delle saldatrici permettendone l’uso senza problemi anche nelle utenze domestiche con il limite dei 3 Kw. Sia le saldatrici ad elettrodo che quelle a filo animato devono avere minore tensione interna tanto più alta è l’intensità di corrente richiesta alla macchina: questa deve inoltre essere stabile per evitare spegnimenti dell’arco. Le saldatrici recenti si basano sul principio dell’inverter, un trasformatore ad alta frequenza cui è aggiunto un raddrizzatore prima dell’uscita della corrente. Alla macchina è collegata la pinza porta elettrodo ad una polarità (generalmente quella positiva nel caso di corrente continua) e il pezzo da saldare all'altra tramite la pinza di massa. 

Grazie all’elettronica si possono fare svolgere al circuito di controllo alcune funzioni assai comode per gli utilizzatori, perché facilitano la saldatura: hot start, arc force ed anti-sticking. L’hot start facilita l'innesco dell'arco elettrico fornendo una sovracorrente ad ogni ripartenza della saldatura. L’arc force facilita il trasferimento delle gocce di materiale fuso dall'elettrodo al materiale da saldare prevenendo lo spegnimento dell'arco in caso di contatto tramite le gocce stesse tra elettrodo e bagno di fusione. L’anti-sticking spegne la saldatrice se l'elettrodo si incolla al materiale da saldare permettendone  la rimozione manuale senza rovinare la pinza portaelettrodo. Il tutto è gestito dalle schede elettroniche e l’utente non deve fare niente per attivarle come nel caso della INVERTER BESTER by LINCOLN.

Gli elettrodi  hanno diametro convenzionalmente uguale a quello dell’anima metallica e riportano sul loro piede una sigla identificativa (es: E6013 , E7018 ecc) che permette all’utilizzatore di conoscerne la destinazione d’uso consultando in caso di dubbio le tabelle AWS internazionali. 

Quali sono i parametri da considerare nell’acquisto di una saldatrice? 

Dapprima la provenienza. Acquistare un prodotto importato no-name vuol dire nessuna speranza di un’eventuale riparazione. Va poi considerata la potenza, che è espressa in Ampere e va di concerto col fattore di utilizzo. Ogni saldatrice di discreto livello ha infatti una protezione termica con una ventola che interviene al raggiungimento di una certa temperatura: durante il raffreddamento la saldatrice non può essere utilizzata. Il fattore di utilizzo è la quantità di tempo nel quale la saldatrice può essere utilizzata al massimo delle sue capacità prima dell’entrata in funzione della protezione e viene espresso con una percentuale di riferimento rispetto ad un tempo standard di 10 minuti. Un fattore di utilizzo del 15% significa che si potrà usare la saldatrice al 100% della potenza per 1 minuto e mezzo ogni 10. Dal momento che un elettrodo rutile da mm.2,5 richiede 70/80 ampere è’ facile comprendere che una macchina da 80 ampere al 15% con la temperatura estiva costringerà a noiose e continue interruzioni. Si deve tenere conto infatti che tutte le prove e le indicazioni sotto date con riferimento ad una temperatura ambiente di 20°, se di gradi ce ne sono 35 tutti i fattori di utilizzo saranno penalizzati. Prima della scelta, pertanto, si dovrà pensare bene all’uso di destinazione. Molte saldature in un arco di tempo limitato, come nel caso della lavorazione di una ringhiera o una cancellata, debbono far preferire una macchina più performante. Maggiore sarà la potenza e più alto il fattore di utilizzo della saldatrice e più a lungo si potrà lavorare. La  INVERTER CITYWORK 125, ad esempio associa ad un fattore di utilizzo assai elevato una potenza più che  sufficiente. 

Passando alle saldatrici a filo animato utilizzano un arco elettrico tra un filo fusibile ed il pezzo da saldare sotto la protezione di atmosfera gassosa. Viene utilizzato un filo tubolare costituito da un rivestimento metallico e da “un’anima” di flusso composto da elementi chimici di natura diversa in funzione del tipo di flusso e delle caratteristiche operative. Le caratteristiche del flusso permettono di ottenere elevate proprietà metallurgiche e meccaniche paragonabili a quelle dei procedimenti ad elettrodo rivestito. Il filo viene fatto avanzare con continuità da rotelle trainafilo attraverso la torcia fino al bagno di fusione. Il rivestimento metallico del filo agisce come materiale d'apporto mentre il flusso protegge il bagno di saldatura attraverso la formazione di scoria o lo sviluppo di gas che consentono l’impiego senza protezione gassosa esterna. La scoria si toglie esattamente come con l’elettrodo, ma il vantaggio rilevante delle macchine a filo è che non è necessario sostituire l’elettrodo consumato in caso di saldature di riempimento. Le moderne macchine come la BLUMIG 170 hanno, inoltre, la possibilità di essere usate sia con gas che senza gas aumentandone la versatilità, vanno ovviamente acquistati. 

A voi la scelta e buon lavoro!