Saldatura al plasma

Cos'è la saldatura al plasma?

La saldatura al plasma è un processo di saldatura ad arco. La fonte del calore necessario alla fusione è data dall'arco di plasma e si usa una speciale torcia al cui centro è presente un elettrodo di tungsteno. 

Il getto di plasma viene ottenuto mediante il restringimento di un arco elettrico in un tubo di diametro ridotto all'interno del quale scorre un gas plasmogeno(generalmente argon o una miscela di argon/idrogeno). Questo arco di plasma si stabilisce secondo i principi seguenti:
Dopo l'avvio grazie a una forte tensione ad alta frequenza (arco pilota)
Quindi tra il pezzo da saldare e l'elettrodo di tungsteno a una tensione minore (arco trasferito). 

Nell'ambito della saldatura al plasma, è necessario un secondo gas inerte di protezione, detto gas anulare. Può essere anche una miscela di gas (argon/idrogeno o elio) e protegge il bagno di fusione, producendo effetti benefici e diversi vantaggi su determinati parametri quali bagnabilità, aspetto del cordone e velocità del lavoro di saldatura.
Questo processo genera una forte densità di energia termica per unità di superficie, che permette di ottenere geometrie dei cordoni fini e penetranti e prestazioni superiori a differenza del processo TIG.

Per la saldatura al plasma è necessario l'utilizzo di gas, spesso fornito in bombole per queste gamme di consumo, le quali vanno ad alimentare l’impianto. Il saldatore controlla il processo tramite una centralina elettronica posta sulla macchina che consente il comando dei cicli della stazione di saldatura. 

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Quali sono i campi di applicazione della saldatura al plasma?

La saldatura al plasma può essere vista come una sorta di estensione della saldatura TIG. Il plasma però presenta vantaggi migliori rispetto al TIG poiché garantisce un'elevata produttività e penetrazioni maggiori. Viene prevalentemente utilizzata la modalità automatica per via delle dimensioni dei cordoni di saldatura.

Gli spessori presi in considerazione per la realizzazione di una saldatura al plasma sono 2-8 mm per gli acciai non legati e 10 mm per gli acciai inossidabili. L'applicazione di microplasma, un derivato manuale di tale lavorazione, permette di eseguire saldature con una miglior precisione nell'ordine dei centesimi di millimetro.

Grazie a tali risultati, il processo di saldatura al plasma è utilizzato negli ambiti di caldareria, laminazione, fabbricazione di tubi inossidabili, di materiali chimici e alimentazione, nel settore aerospaziale e dell'engineering & construction.  
I metalli saldabili con questa tecnica sono: acciaio al carbonio e basso legato, acciaio inossidabile, leghe di rame, titanio, nichel e cobalto.

Quali sono i prodotti d'apporto per la saldatura al plasma?

Per effettuare una corretta lavorazione la saldatura al plasma richiede l'utilizzo di due consumabili oltre i pezzi soggetti a usura. Si tratta dei gas di saldatura e dei metalli d'apporto. I metalli d'apporto sono forniti in bobine e sono simili a quelli utilizzati per la saldatura TIG. Hanno di norma una composizione analoga a quella dei metalli da assemblare. I gas hanno lo scopo di creare l'arco, e vengono quindi definiti plasmogeni (argon o miscela argon/idrogeno), o di protezione anulare (essenzialmente argon o miscela di argon/idrogeno o argon/elio).

Vantaggi e svantaggi della saldatura al plasma

Tale processo è usato spesso come saldatura in impianti automatizzati dove i robot posti nella catena di montaggio saldano i vari componenti di un pezzo. La saldatura al plasma presenta diversi vantaggi:

• Velocità
• Minore intensità di corrente necessaria
• Assenza quasi totale di fuma di saldatura
• Potenza concentrata

Nonostante tutte queste condizioni vantaggiose ci sono anche degli svantaggi che possono essere riassunti in due punti:

• Necessità di un elevato expertise per saper gestire tali tecnologie
• Macchine ed utensili costosi e complicati da utilizzare

A differenza della saldatura TIG, quella al plasma risulta essere più rapida e, a parità di spessore, necessita di un minor numero di passate. Inoltre, visto che l’arco al plasma è molto concentrato, la zona termicamente alterata (ZTA) è di dimensioni contenute, di conseguenza i ritiri e le deformazioni residue del materiale sono di minor entità. Queste particolari condizioni portano ad avere un rischio più basso di ottenere cricche.

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