Gas inerte per saldatura

L'utilizzo dei processi di saldatura ad arco elettrico in atmosfera protettiva gassosa (MIG, MAG, TIG-Plasma) è molto diffuso nell'industria della lavorazione dei metalli. Il ruolo principale del gas di saldatura è quello di proteggere il bagno di fusione dall'aria, ma la scelta del gas di saldatura ha anche un'elevata influenza sulla qualità, sui costi operativi e sull'ambiente.

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Qual è il ruolo del gas di saldatura?

I principali compiti del gas di protezione sono:

Proteggere il metallo fuso dall'atmosfera,
Stabilizzare l'arco elettrico,
Influire sulla forma della colonna di plasma e consentire diverse modalità di trasferimento (saldatura MIG/MAG).

Ma oltre a ciò influisce su:

Le proiezioni e i fumi,
La forma e la profondità di penetrazione,
La bagnabilità del metallo fuso,
L'aspetto superficiale,
La velocità di saldatura,
La metallurgia del bagno di fusione,
L'ambiente del saldatore,
Il costo del pezzo saldato.

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Quali gas vengono utilizzati nella saldatura ad arco elettrico?

I diversi gas che possono essere utilizzati nella saldatura ad arco sono definiti dalla norma “UNI EN ISO 14175 Materiali d'apporto per saldatura. Gas e miscele di gas per la saldatura per fusione e per i processi connessi”.

Argon: gas inerte, utilizzato da solo o in combinazione con altri gas.
- Facile da ionizzare,
- Facile l'innesco,
- È la base di tutte le miscele.
Elio: gas inerte, generalmente utilizzato come additivo all'Argon.
- Maggiore densità di energia (maggiore penetrazione e/o velocità di saldatura),
- Migliore bagnabilità.
Ossigeno: gas attivo (reagisce con il metallo fuso), viene utilizzato come additivo all'Argon.
- Bagno più fluido,
- Maggiore apporto termico, garantisce la necessaria fusione del materiale base (per tutti gli acciai),
- Migliore bagnabilità e distacco delle gocce dal filo.
Diossido di carbonio: gas attivo, viene utilizzato come additivo all'Argon e in alcuni casi da solo.
- Bagno più viscoso,
- Maggiore apporto termico, garantisce la necessaria fusione del materiale base (per tutti gli acciai),
- Aumenta la larghezza della radice, le proiezioni e i fumi.
Idrogeno: gas riducente ad alta affinità per Ossigeno e ossidanti.
- Aumenta la densità di energia,
- Migliore bagnatura,
- Compatibile solo con acciai inossidabili austenitici.
Azoto: alle temperature dell'arco elettrico si dissocia e reagisce con il metallo fuso.
- Utilizzato come gas di protezione della radice di saldatura,
- Usato in piccole percentuali per la saldatura di acciai Duplex e Super Duplex.

Quali gas o miscele di gas vengono utilizzati a seconda del processo di saldatura ad arco scelto?

TIG/Plasma---Tungsten Inert Gas:

Gas inerte per tutti i materiali:
- Ar
- He (meno usato),
- Miscele Ar+He
Aggiunta di H₂ (fino al 5-7,5%) alternativa per acciai inossidabili austenitici.

MIG---Metal Inert Gas (filo):

Leghe di alluminio, di rame e a base di nichel
Gas inerte:
- Ar
- He (meno usato)
- Miscele di Ar+He

MAG---Metal Active Gas (filo)

La saldatura di acciai al carbonio e inossidabili richiede l'aggiunta di quantità controllate di un gas ossidante. In genere si ottengono risultati di saldatura ottimali.

Acciai al carbonio e inossidabili
- Ar
- Ar+ CO₂
- Ar+CO₂+O₂
- Ar+O₂
- CO₂
Acciai inossidabili con limitazione 2% CO₂ o O₂, per evitare la perdita di cromo,
Aggiunta di He per migliorare le prestazioni di saldatura,
Aggiunta di H₂ alternativa per acciai inossidabili austenitici.