introduzione
TIG è il processo di saldatura ad arco elettrico con un elettrodo di tungsteno non consumabile o una lega di tungsteno sotto uno schermo antigas di gas inerte o miscele di gas inerti. L'aggiunta di materiale (noto anche come astina di livello, vedi sotto) può essere utilizzata o meno.
Come funziona il processo
La saldatura mediante il processo TIG (o GTAW) è l'unione di metalli riscaldandoli e fondendoli con un arco elettrico stabilito tra un elettrodo di tungsteno non consumabile e il pezzo in lavorazione.La protezione durante la saldatura si ottiene con un gas inerte o una miscela di gas inerti, che ha anche la funzione di trasmettere la corrente elettrica quando ionizzata durante il processo.
La saldatura può essere eseguita con o senza metallo d'apporto. Quando è realizzato con metallo d'apporto, non viene trasferito attraverso l'arco, ma viene fuso dall'arco. L'elettrodo che conduce la corrente è un'asta di tungsteno puro o una lega di questo materiale (l'asta di metallo d'apporto non è un elettrodo, non trasmette corrente).
Il gas rimuove l'aria, eliminando la contaminazione del metallo fuso e dell'elettrodo di tungsteno riscaldato dall'azoto e dall'ossigeno presenti nell'atmosfera. C'è poco o nessun schizzi e fumo.
Lo strato di saldatura è liscio e uniforme e richiede poca o nessuna ulteriore finitura.
La saldatura TIG può essere utilizzata per eseguire saldature di alta qualità sulla maggior parte dei metalli e delle leghe. Non ci sono scorie e il processo può essere utilizzato in tutte le posizioni Questo processo è il più lento dei processi manuali.
Sebbene sia il processo più lento (meno produttivo), viene spesso utilizzato per eseguire il root delle saldature quando non è possibile accedere alla saldatura sull'altro lato.
La preferenza è perché il saldatore ha un grande potere di manipolare la saldatura e questo permette di realizzare una saldatura di alta qualità. Naturalmente, con grande libertà di manipolazione, il processo TIG finisce anche per richiedere grande abilità e formazione da parte del saldatore.
Attrezzatura per saldatura
La saldatura TIG è solitamente un processo manuale, ma può essere meccanizzata e persino automatizzata. Proprio per esemplificare la meccanizzazione, è comune, ad esempio, utilizzare il processo TIG (metodo "filo caldo") per eseguire il rivestimento anticorrosione (clad).L'attrezzatura di cui hai bisogno per:
- Un portaelettrodo con passaggio del gas e un ugello per dirigere il gas protettivo attorno all'arco e un meccanismo ad artiglio per contenere ed energizzare un elettrodo di tungsteno, chiamato torcia (o pistola).
- Una fornitura di gas di protezione.
- Un flussometro e un riduttore di pressione del gas.
- Una fonte di alimentazione, con caratteristiche volt-ampere identiche a quelle dell'elettrodo rivestito.
- Una sorgente ad alta frequenza.
- Una fornitura di acqua di raffreddamento se la pistola è raffreddata ad acqua.
Influiscono sulla quantità, distribuzione e controllo del calore prodotto dall'arco e svolgono anche un ruolo importante nella sua stabilità e infine nella rimozione degli ossidi refrattari (resistenti al calore) dalla superficie di alcuni metalli leggeri e loro leghe.
Gli elettrodi di tungsteno utilizzati nella saldatura TIG sono di varie classificazioni e i requisiti per questi sono indicati nella norma AWS A 5.12, in pratica abbiamo:
| • EWP | Puro tungsteno (99,5%) |
| • EWCe-2 | tungsteno con 1,8-2,2% di CeO2; |
| • EWLa-1 | tungsteno con 0,9-1,2% di La2O3; |
| • EWTh-1 | tungsteno con 0,8-1,2% di Th02; |
| • EWTh-2 | tungsteno con 1,7-2,2% di Th02; |
| • EWG | Tungsteno (94,5%) con l'aggiunta di alcuni elementi non identificati. |
Materiali di consumo: metalli d'apporto e gas
È disponibile un'ampia varietà di metalli e leghe da utilizzare come metalli d'apporto nel processo di saldatura TIG.I metalli d'apporto, se utilizzati, sono normalmente simili al metallo da saldare (buona pratica).
I gas di protezione più comunemente usati per la saldatura TIG sono argon, elio o una miscela di questi due gas. L'argon è spesso preferito all'elio perché ha diversi vantaggi:
- Azione dell'arco più fluida e nessuna turbolenza.
- Minima tensione d'arco per una data corrente e lunghezza d'arco.
- Maggiore azione pulente nella saldatura di materiali come alluminio e magnesio, in corrente alternata.
- Meno costi e maggiore disponibilità.
- Flusso di gas inferiore per una buona protezione (in posizione piatta).
- Migliore resistenza alle correnti d'aria incrociate.
- Avvio più facile dell'arco (grazie al potenziale di ionizzazione inferiore).
Tuttavia, poiché la densità dell'elio è inferiore a quella dell'argon, sono generalmente necessarie portate di gas più elevate per ottenere un arco più stabile e un'adeguata protezione del bagno di saldatura durante la saldatura in posizione piana.
A causa della necessità di un flusso elevato e del costo più elevato dell'elio (rispetto all'argon), il gas argon finisce per essere il più utilizzato in Brasile.
Caratteristiche e usi
La saldatura TIG è un processo molto adatto per spessori sottili grazie all'ottimo controllo del bagno di saldatura (arco elettrico). Il processo può essere applicato in luoghi che non richiedono metallo d'apporto (solitamente limitato all'acciaio inossidabile a basso spessore).Questo processo può anche unire pareti spesse di lamiere e tubi di acciaio e leghe metalliche. Viene utilizzato sia per la saldatura di metalli ferrosi che non ferrosi. I passaggi di radice delle tubazioni in acciaio al carbonio e acciaio inossidabile, in particolare quelli per applicazioni critiche, vengono spesso saldati utilizzando il processo TIG.
Nonostante la saldatura TIG abbia un alto costo iniziale e una bassa produttività, queste sono compensate dalla possibilità di saldare molti tipi di metalli, di spessori e in posizioni non possibili con altre lavorazioni, oltre che ottenendo saldature di elevata qualità e resistenza.
La saldatura TIG consente di saldare alluminio, magnesio, titanio, rame e acciai inossidabili, nonché metalli difficili da saldare e altri relativamente facili da saldare come gli acciai al carbonio. Alcuni metalli possono essere saldati in tutte le posizioni, a seconda della corrente di saldatura e dell'abilità del saldatore.
La corrente utilizzata nella saldatura TIG può essere alternata o diretta. Con la corrente continua è possibile utilizzare la polarità diretta o inversa.
Tuttavia, poiché la polarità diretta produce un riscaldamento minimo dell'elettrodo e il massimo riscaldamento del metallo di base, è possibile utilizzare elettrodi più piccoli, ottenendo una profondità di penetrazione ancora maggiore rispetto a quella ottenuta con polarità inversa o corrente alternata.
Quando si desidera una bassa penetrazione, è necessario scegliere la situazione che porta a un riscaldamento minimo del metallo di base, utilizzando la polarità inversa o la corrente alternata.
Nella saldatura dell'alluminio, la corrente utilizzata è alternata, richiedendo un dispositivo ad alta frequenza normalmente integrato nell'apparecchiatura.
Nonostante i vantaggi citati, è importante ricordare che la saldatura TIG, per avere successo, richiede una pulizia eccezionale dei giunti da saldare e una formazione approfondita del saldatore.
Una considerazione da tenere a mente è l'angolo del cono della punta dell'elettrodo di tungsteno, poiché la conicità influisce sulla penetrazione della saldatura. Tuttavia, questa preparazione si verifica solo per la saldatura con corrente continua di polarità diretta.
Se la curvatura della punta dell'elettrodo viene ridotta (punta più affilata), la larghezza del cordone tende ad aumentare e la penetrazione diminuisce. La punta diventa troppo affilata, la densità di corrente elettrica aumenta e la punta di questa punta può raggiungere temperature superiori al punto di fusione dell'elettrodo, quando poi si staccherà dall'elettrodo e farà parte della vasca di fusione, costituendo dopo la sua solidificazione un'inclusione di tungsteno nel metallo di saldatura (inclusione metallica).
L'intervallo di spessore per la saldatura TIG (a seconda del tipo di corrente, della dimensione dell'elettrodo, del diametro del filo, del metallo base e del gas scelto) va da 0,1 mm a 50 mm.
Quando lo spessore supera i 5 mm, è necessario prendere precauzioni per controllare l'aumento di temperatura nella saldatura multipass. La velocità di deposizione, a seconda degli stessi fattori indicati per lo spessore, può variare da 0,2 a 1,3 kg/h.
Preparazione e pulizia delle fughe
La preparazione e la pulizia dei giunti per la saldatura TIG richiede tutta la cura necessaria per la saldatura ad elettrodo rivestito e altro ancora:- La pulizia dello smusso e degli spigoli deve avvenire al metallo lucido, in una fascia di 10 mm, sui lati interno ed esterno.
- In caso di deposizione della radice di saldatura, è necessario utilizzare una protezione, mediante gas inerte, sull'altro lato del pezzo. Questo gas iniettato nella radice dell'articolazione è chiamato Purge. Per gli acciai al carbonio non è necessaria la protezione dall'interno del giunto (purge), con la notevole eccezione dell'utilizzo di un materiale di consumo speciale (ad esempio inconel).
Discontinuità indotte dal processo
Ad eccezione dell'inclusione delle scorie, la maggior parte delle discontinuità elencate per gli altri processi di saldatura si trovano nella saldatura TIG. È importante che l'ispettore di saldatura sappia che:Mancanza di fusione
Può succedere se utilizziamo una tecnica di saldatura impropria. La penetrazione dell'arco nella saldatura TIG è relativamente piccola. Per questo motivo, per la saldatura TIG, devono essere specificati giunti (o smussi) idonei al processo. Per adatto intendo un angolo di smusso maggiore.Tungsteno incluso
Possono derivare dal contatto accidentale dell'elettrodo di tungsteno con il bagno di saldatura: l'estremità calda dell'elettrodo di tungsteno può fondersi, trasformandosi in una goccia di tungsteno che viene trasferita al bagno di saldatura, producendo così un'inclusione di tungsteno nel bagno di saldatura. Saldare. Il fatto che queste inclusioni siano accettabili o meno dipende dal codice che governa il servizio in esecuzione.Porosità
Può verificarsi a causa di una pulizia inadeguata dello smusso o delle impurità contenute nel metallo di base o di una carenza nell'alimentazione del gas.Crepe
Nella saldatura TIG sono solitamente dovuti a cricche a caldo (a carico dell'ingegnere). Quello che le persone fanno per "fare una crepa" è mettere un po' di rame nell'acciaio al carbonio da saldare. Dopo la saldatura, la regione che conteneva l'impurità (rame) di solito si rompe.In depositi realizzati ad alta velocità possono verificarsi cricche longitudinali.
Crepe del cratere
Il più delle volte sono dovute a correnti di saldatura improprie. Le crepe dovute all'idrogeno (cracking a freddo), quando compaiono, sono dovute all'umidità presente nel gas inerte.Condizioni per la protezione personale
Nella saldatura TIG, la quantità di radiazione ultravioletta rilasciata è piuttosto grande. Le parti della pelle direttamente esposte a tali radiazioni bruciano rapidamente, il che richiede precauzioni; la protezione degli occhi è essenziale.Un altro aspetto di queste radiazioni è la loro capacità di decomporre il solvente, liberando gas molto tossici. Quindi, in ambienti confinati, dobbiamo fare attenzione che non ci siano solventi nelle vicinanze.
Informazioni sulla Saldatura
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