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I saldatori usavano i gas di protezione per proteggere il loro lavoro fin dagli anni ’20, ma quando iniziò la seconda guerra mondiale, questi gas passarono da una pratica di nicchia a uno standard commerciale.
Se sei un saldatore, o se vuoi diventare un saldatore, devi conoscere questi gas e come si applicano alla saldatura. Sono usati in ogni cantiere e in ogni progetto.
Perché i gas di protezione sono importanti per la saldatura?
I gas di protezione sono usati principalmente per proteggere il metallo fuso dalla contaminazione e dall’ossidazione causata da questi gas nocivi nell’atmosfera:
- Ossigeno
- Biossido di carbonio
- Nitrogeno
- Vapore acqueo
Impatto anche su parti importanti del processo di saldatura 1:
- Caratteristiche di trasferimento dell’arco e del metallo
- Larghezza della zona di fusione
- Velocità di saldatura
- Penetrazione della saldatura
- Modelli di forma della superficie
- Tendenza al sottotaglio
Perché tutto questo è importante? Le proprietà dei vari gas usati nell’addestramento alla saldatura sono applicate nei progetti di saldatura del mondo reale. E scegliere il gas sbagliato può portare a difetti e discontinuità nella saldatura. 2
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Cosa sono i gas di protezione?
I gas di protezione sono gas inerti o semi-inerti che proteggono la saldatura da questi gas dannosi nell’atmosfera:
- Ossigeno
- Diossido di carbonio
- Nitrogeno
- Vapore acqueo
Questi gas possono danneggiare la saldatura. 3 I gas di protezione possono anche influenzare la quantità di calore che l’arco produce e l’aspetto del cordone di saldatura risultante. 4
Per capire perché questi gas sono importanti, dobbiamo analizzare come esattamente influenzano la saldatura.
Come si usano i gas inerti nella saldatura?
Conosciuti anche come gas nobili, i gas inerti sono incolori, inodori e non chimicamente reattivi. 5 Nella saldatura, l’argon e l’elio sono i due gas inerti utilizzati. Approfondiamo le loro proprietà. 6
Argon
L’argon rappresenta l’1% dell’aria ed è un sottoprodotto dei processi di riduzione dell’aria utilizzati per produrre ossigeno. Questo gas è buono per schermare le saldature in posizione piana e in scanalature profonde.
L’argon è adatto per avviamenti più facili e applicazioni in corrente alternata, così come per archi più lunghi a tensioni più basse. 7 In forma pura, l’argon è spesso usato con alluminio e metalli non ferrosi.
L’aggiunta di elio migliora le proprietà di trasferimento del calore dell’argon, e la combinazione di argon con anidride carbonica o ossigeno può aiutare a stabilizzare l’arco. 8
Elio
L’elio è efficace per le applicazioni meccanizzate ma meno indulgente per la saldatura manuale. Poiché l’elio puro crea un arco erratico, può provocare schizzi quando si lavora con l’acciaio.
Anche così, l’elio puro è ideale per magnesio, rame e alluminio. Quando è mescolato con argon, l’elio può fornire la pulizia del catodo. Altre miscele possono essere usate su alluminio e acciaio inossidabile. 9 10
Come si usano i gas seminerti nella saldatura?
I gas con bassa reattività sono conosciuti come seminerti. Questi gas semi-inerti sono usati nel processo di saldatura:
- Idrogeno
- Ossigeno
- Biossido di carbonio
- Nitrogeno
Possono essere usati puri o in miscela. Quando vengono applicate le giuste quantità, i gas semi-inerti possono migliorare la qualità di una saldatura. 11
Idrogeno
L’idrogeno è spesso usato in combinazione con altri gas. Quando viene aggiunto all’argon, può approfondire la penetrazione e aumentare la velocità di saldatura. Su tipi di acciaio inossidabile che sono sensibili all’ossigeno, può risultare in superfici di saldatura più pulite e migliori profili del cordone.
La miscela di argon, anidride carbonica e idrogeno può aumentare la temperatura dell’arco, restringere l’arco e migliorare la penetrazione della saldatura.
L’idrogeno non è perfetto, però. Se usato in modo scorretto, può causare la porosità della saldatura, un fenomeno provocato da troppo gas intrappolato, con la conseguente formazione di fori rotondi. Le cricche possono verificarsi anche sotto il cordone negli acciai al carbonio e a bassa lega. 12 13
Azoto
L’azoto aumenta la penetrazione della saldatura e la stabilità dell’arco. Le miscele di gas contenenti azoto possono aumentare le proprietà meccaniche delle leghe contenenti azoto e prevenire la corrosione per vaiolatura e la perdita di azoto dal metallo. 14
Ossigeno
Simile all’idrogeno, l’ossigeno è solitamente usato con altri gas per schermare la saldatura.
Per esempio, l’ossigeno è di solito usato in combinazione con l’argon durante il processo di saldatura per questi benefici:
- Stabilizzazione dell’arco
- Minimizzazione degli spruzzi
- Miglioramento del trasferimento del metallo
Questo gas può causare ossidazione, tuttavia, quindi non può essere usato con rame, alluminio o magnesio.
E sii prudente nel suo utilizzo: Un’abbondanza di ossigeno può causare fragilità. 16
Biossido di carbonio
Il biossido di carbonio è più adatto per l’acciaio ed è particolarmente utile nella saldatura a gas inerte (MIG) perché aumenta la velocità di saldatura, la penetrazione e le proprietà meccaniche.
Anche se poco costoso, il biossido di carbonio non è senza difetti quando viene usato nella saldatura. Causa un arco più tremolante e perdite di spruzzi, e lavorare con essa può produrre un sacco di fumi in un cantiere. Mescolando l’anidride carbonica con l’argon, tuttavia, è possibile ridurre al minimo gli spruzzi. 17 18
L’anidride carbonica non dovrebbe anche essere usata per metalli sottili come l’alluminio. Di solito è troppo caldo per sostenere il metallo sottile.
Chiunque studi per diventare un saldatore o sia interessato a diventare un saldatore deve conoscere i ruoli importanti che questi gas svolgono nella saldatura. Il modo migliore per imparare come applicare questi gas ai progetti di saldatura è quello di avere gli strumenti in mano e un istruttore al tuo fianco, ma questo cheat sheet ti aiuterà a prepararti prima del tempo.
I piccoli dettagli sono grandi affari nella saldatura. Ripassa le proprietà meccaniche dei metalli per ampliare la tua comprensione degli aspetti scientifici e tecnici del lavoro di un saldatore.
Fonti aggiuntive
1 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 274
2 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
3 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
4 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 387
5 – http://www.dictionary.com/browse/inert-gas
6 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
7 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 387
8 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
9 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 387
10 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
11 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
12 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 388
13 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
14 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
15 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 274
16 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/
17 – Titolo: Principi e applicazioni della saldatura; Autore: Larry Jeffus; Delmar Cengage Learning; Settima edizione; Libro di testo pagina 274
18 – https://www.bakersgas.com/weldmyworld/2011/05/09/shielding-gases-used-in-welding/