Il processo di saldatura MIG/MAG (GMAW)

Air Liquide spiega il processo GMAW (processo MIG/MAG) e ne illustra le principali caratteristiche. Il processo MIG (Metal Inert Gas) o MAG (Metal Active Gas) è un processo di saldatura manuale, automatico o robotizzato con gas di protezione che può essere inerte o chimicamente attivo (ossidante o riducente).

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Come funziona la saldatura GMAW?

GMAW è l’acronimo di ‘Gas Metal Arc Welding’ e identifica i processi di saldatura MIG (Metal Inert Gas) e MAG (Metal Active Gas). E’ un procedimento elettrico che sfrutta l’elevata quantità di calore generata da un arco elettrico per portare a fusione le parti da unire. Il circuito elettrico è composto da un generatore di potenza, un cavo, la torcia di saldatura, l’elettrodo fusibile (filo d’apporto), il giunto da saldare, serrato da un morsetto, a sua volta collegato ad un polo del generatore stesso. L’arco elettrico viene a crearsi per differenza di potenziale tra il materiale base ed il filo di apporto. Il calore generato dall’arco porta a fusione sia il filo che i lembi del giunto da unire. Il filo viene fatto avanzare in continuo proporzionalmente alla sua velocità di fusione verso il bagno di saldatura. Il gas di protezione permette di proteggere il bagno dall'aria dell'ambiente circostante e contribuisce alla creazione e alla stabilità dell'arco. La composizione delle miscele è scelta in funzione dei materiali da unire, dei parametri di saldatura e delle prestazioni desiderate.

I processi MIG e MAG si differenziano per il tipo di gas o miscela gassosa utilizzata, rispettivamente inerte (argon, elio e loro miscele) o attiva (gas inerte con aggiunta di diossido di carbonio, ossigeno o idrogeno). La scelta del tipo di miscela da utilizzare è determinata dal materiale da saldare: tutti gli acciai, da quelli da costruzione, debolmente legati, inossidabili, leghe di nichel, lamiere zincate ecc., richiedono miscele con un determinato tenore di gas ossidanti (diossido di carbonio e ossigeno). Alluminio e leghe leggere, rame e sue leghe richiedono miscele completamente inerti. Per la saldatura degli acciai inossidabili austenitici (serie AISI 300) è possibile utilizzare in miscela anche piccole quantità di idrogeno. Poiché l’atmosfera protettiva del bagno di saldatura è assicurata da un flusso di gas, è preferibile operare in ambiente chiuso, privo di correnti atmosferiche, ad esempio una officina. Il rischio da evitare è che la presenza di correnti atmosferiche, mescoli inquinanti con il flusso di gas di protezione, con conseguente riduzione della qualità del giunto saldato.

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I regimi di trasferimento metallico nel processo MIG/MAG

In funzione dei parametri elettrici e delle dimensioni del filo fusibile, esistono diverse modalità di trasferimento del materiale d’apporto fuso verso il bagno di saldatura.

Short Arc:a bassa energia, l'estremità o punta del filo entra in contatto con il bagno per trasferire la goccia per cortocircuito, garantendo stabilità dell'arco elettrico.
Globulare: modalità transitoria nella quale il trasferimento della goccia è irregolare, talora per cortocircuito, talora in proiezione libera. Questa modalità è spesso causa di un elevato tasso di proiezioni durante la saldatura. E’ un regime di trasferimento, se possibile, da evitare.
Sprat Arc: una successione di gocce di piccole dimensioni viene ‘nebulizzata’ direttamente nel bagno ad alta energia. A tale regime di trasferimento l’arco risulta stabile.
Trasferimento pulsato: esistono generatori sui quali è possibile modulare la corrente a differenti intensità e frequenze, in modo da ottenere il miglior compromesso tra energia trasferita e qualità del giunto saldato.

Quali sono i vantaggi della saldatura MIG/MAG?

La saldatura MIG/MAG presenta numerosi vantaggi.
Prima di tutto, la flessibilità: una postazione di saldatura MIG/MAG consente di eseguire saldature sulla maggior parte dei metalli (acciai, acciai inossidabili, alluminio e leghe, rame e leghe, basi nichel, ecc.).
La saldatura MIG/MAG è apprezzata per l’elevata produttività: il metallo d'apporto funge da elettrodo e fonde in modo continuo. La scelta del diametro dei fili pieni per saldatura MIG/MAG permette di realizzare saldature di vari spessori (da sottili a spessi).

Quali sono gli inconvenienti della saldatura MIG/MAG?

Il processo MIG/MAG può sembrare di facile utilizzo, ma richiede una buona formazione (molto utili sono le scuole di saldatura o seguire corsi dedicati) sull’operatività manuale e sulla interpretazione e corretta regolazione dei parametri di saldatura.
Il processo implica comunque sempre un rischio di generare spruzzi di materiale fuso che possono rovinare o danneggiare il progetto finale, in particolare nelle fasi di avvio dell'arco elettrico. Una buona impostazione dei parametri di saldatura, associata a una combinazione adatta di materiale d'apporto e gas, permette di limitare notevolmente le proiezioni, con conseguenti vantaggi economici e qualitativi. Tra i difetti più comuni troviamo le cricche a caldo, considerato il notevole apporto termico che si impiega in questo procedimento. Di conseguenza, per evitare il formarsi di queste cricche, è necessario porre particolare attenzione alla pulizia dei lembi da saldare, oltre che alla scelta dei materiali base, che devono essere altrettanto puliti e privi di elementi inquinanti. La miscela di protezione deve essere conforme ai requisiti di purezza richiesti e deve essere regolata su una corretta portata di protezione del bagno. Tra i difetti geometrici più diffusi troviamo, senza dubbio, la penetrazione eccessiva (apporto termico specifico troppo elevato) o le incisioni marginali (corrente elevata e utilizzo non corretto della torcia). Il difetto opposto, ossia l’assenza di fusione ai lembi o al cuore del giunto, è invece sempre dovuta ad un errato controllo dell’apporto termico che risulta essere in questo caso troppo basso.

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