Quali sono i principali tipi di saldatura con utilizzo di gas?

Saldatura ad arco MIG/MAG

Il processo di saldatura ad arco elettrico è caratterizzato dall'utilizzo di un filo metallico di apporto che funge da polo positivo (anodo). Il catodo (polo negativo) è il giunto da unire; l’arco elettrico si genera, per differenza di potenziale, tra filo e pezzo. Il calore generato dall’arco permette di portare a fusione sia il filo che i lembi del giunto da saldare, creando un bagno di fusione omogeneo. L’arco elettrico, al fine di essere trasferito efficacemente, necessita di un idoneo gas (o miscela) che abbia sia funzione di protezione del bagno da inquinanti atmosferici che, talvolta, anche funzione attiva dal punto di vista chimico-metallurgico.
I procedimenti di fusione ‘a filo’ sono identificati dalle seguenti denominazioni:
MIG: "Metal Inert Gas": procedimento utilizzato per la saldatura di alluminio e sue leghe, leghe di rame e nichel che, per ragioni metallurgiche, richiedono solo l'argon o le miscele argon/elio. La denominazione MIG viene spesso ‘impropriamente’ utilizzata anche per la saldatura degli acciai inossidabili che in realtà richiedono miscele di gas ‘attive’ con un grado di ossidazione molto basso, strettamente necessario a stabilizzare l'arco e garantire la corretta penetrazione del giunto.
MAG: "Metal Active Gas": denominazione che identifica la saldatura degli acciai al carbonio non legati o debolmente legati. Gli elementi ossidanti della miscela di gas sono dosati per stabilizzare l'arco, ma anche per influenzare attivamente la forma della zona fusa. Inoltre, influiscono sulla viscosità del metallo fuso e sulla compattezza della saldatura.

Saldatura TIG

Il procedimento di saldatura TIG è basato sul principio del trasferimento di un arco elettrico che scocca tra un elettrodo di tungsteno, infusibile, e il giunto da unire, il tutto protetto da un gas o una miscela di gas inerte o, talvolta, leggermente riducente.
Quando si utilizza la corrente continua, l'elettrodo di tungsteno è generalmente collegato al polo negativo del generatore di saldatura (catodo) e il giunto da saldare al polo positivo (anodo).
Il calore necessario  è prodotto da un arco elettrico mantenuto tra l'elettrodo non consumabile e il pezzo. L'elettrodo utilizzato per è di tungsteno o di una lega di tungsteno.Il metallo fuso e l'elettrodo sono protetti da un'atmosfera di gas inerte alimentata attraverso la torcia TIG con lo scopo di proteggere il bagno dall'effetto nocivo dell'ossigeno e dell'azoto . Il calore generato dall’arco, trasferito sul giunto, porta a fusione i lembi da unire. Questo processo può essere applicato manualmente o automaticamente, utilizzando o meno il metallo d'apporto.

Saldatura plasma e microplasma

Saldatura plasma

Un gas ‘plasmogeno’ viene ionizzato e portato allo stato di plasma mediante  un arco elettrico ‘pilota’ che scocca tra l’elettrodo refrattario della torcia e la torcia di saldatura stessa.
Il plasma, costituito da gas ionizzato ad alta densità, è confinato meccanicamente e cineticamente all’interno della torcia e viene ‘spinto’ sul pezzo (in polarità positiva) per azione combinata elettro meccanica (passaggio per differenza di potenziale elettrica e spinta dovuta alla pressione del gas). Un secondo gas di protezione (gas anulare) protegge il bagno dall’atmosfera circostante. Questo processo è applicabile ai seguenti materiali: acciai non legati e basso legati, acciai inossidabili, leghe di rame, nichel, cobalto, titanio.

Saldatura microplasma

La saldatura microplasma è progettata per la saldatura di lamiere sottili (generalmente ≤ 1 mm). A differenza della saldatura al plasma, il microplasma può essere utilizzato sia manualmente che automaticamente.
Il processo può essere applicato ai seguenti materiali: acciai inossidabili, nichel, cupro-nichel, ferro-nichel, titanio, tantalio, zirconio, rame, bronzo, ottone, oro, ecc.

Saldatura laser

Il fascio laser, generato da sorgenti di varia natura, attraversa una lente di focalizzazione che permette di concentrare energia termica ad altissima densità su un punto specifico di lavorazione. Le sorgenti laser possono essere solide (Nd:YAG, fibra) gassose (laser CO₂) o a diodi. Nel caso dei laser CO₂ vengono utilizzate miscele ad alta purezza composte da elio, diossido di carbonio e azoto, necessarie alla generazione del fascio. Tutti i tipi di sorgenti utilizzano sempre un gas o una miscela di assistenza che ha funzione di protezione ed evacuazione dei vapori metallici del bagno di saldatura che presenta un aspetto molto profondo e sottile (key hole).
Ultimamente trovano ampio impiego sistemi laser fibra molto compatti, adatti a lavorazione semi automatiche ma sempre più spesso anche manuali, come possibile alternativa ai sistemi più tradizionali ad arco (MIG MAG TIG) o plasma.