La saldatura TIG dell'alluminio è ampiamente considerata come uno dei processi tecnicamente più impegnativi nel campo della saldatura. Quando si lavora con l'alluminio, metallo caratterizzato da leggerezza, resistenza alla corrosione ed elevata conduttività, emerge una serie di problemi inediti che lo distinguono nettamente dall'acciaio o dall'acciaio inossidabile. Una cattiva manipolazione dell'alluminio può far sì che lo strato di ossido naturale fornisca una saldatura debole, porosa o comunque strutturalmente indesiderabile, a causa del suo livello di ossido naturale, del basso punto di fusione e della sua capacità di assorbire idrogeno gassoso. Pertanto, il processo TIG (Tungsten Inert Gas) o il processo GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) è il processo scelto dall'industria per i casi in cui precisione, estetica e integrità della saldatura sono i fattori principali.

Questi riguarderanno il comportamento dei materiali, la selezione dell'attrezzatura, la scelta del gas di protezione, la preparazione dei giunti e i metodi di risoluzione dei problemi, anche se l'accento sarà posto sul controllo di qualità e sulla ripetibilità. Inoltre, l'articolo spiegherà come selezionare e utilizzare correttamente una saldatrice a tig per alluminio, come gestire i vari tipi di parti di saldatura in alluminioe produrre giunzioni coerenti e prive di difetti quando si cerca di saldare l'alluminio TIG. Alla fine, il lettore avrà una conoscenza approfondita di come creare un assemblaggio in alluminio saldato a tig buono, pulito e di bell'aspetto dal punto di vista strutturale, secondo gli standard del settore aerospaziale, automobilistico, navale e manifatturiero. 

Questo articolo tratta la scienza, i metodi e gli aspetti pratici della saldatura TIG su alluminio. È destinato agli esperti e alle persone con formazione tecnica che desiderano ampliare le proprie conoscenze sulla saldatura dell'alluminio in processi industriali o ad alte prestazioni.

Che cos'è la saldatura TIG dell'alluminio?

La saldatura TIG dell'alluminio si riferisce al processo di unione di componenti in alluminio mediante saldatura a gas inerte di tungsteno (TIG), nota anche come saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW). In questo caso, un arco elettrico viene generato da un elettrodo di tungsteno non consumabile e il metallo base di alluminio e una barra d'apporto vengono fusi in una copertura protettiva di gas inerte, solitamente argon. Poiché l'alluminio ha un'elevata conducibilità termica, un basso punto di fusione e uno strato di ossido altamente fondente, la saldatura dell'alluminio presenta una colorazione unica e l'asciugatura deve essere eseguita con attenzione. La saldatura TIG ha un controllo situato dell'apporto di calore e della pozza di saldatura, il che significa che è perfetta per materiali sottili, assemblaggi avanzati e altre applicazioni ad alte prestazioni. I settori aerospaziale, automobilistico e navale, tra gli altri, utilizzano la saldatura TIG per produrre video di saldatura resistenti, non corrosivi e dall'aspetto pulito. Il successo della "Saldatura TIG dell'alluminio" richiede una tecnica esperta, un'attrezzatura adeguata e un'accurata preparazione della superficie per garantire l'integrità e la resistenza della saldatura.

Perché la saldatura TIG dell'alluminio?

La saldatura ad arco con tungsteno di gas (GTAW), nota anche come TIG (Tungsten Inert Gas), è la tecnica ideale da utilizzare quando sono richiesti precisione, controllo e un aspetto raffinato. Offre un controllo ineguagliabile della quantità di calore immesso, in modo che i saldatori abbiano la possibilità di controllare la fluidità del bagno di saldatura dell'alluminio.

La saldatura TIG, se utilizzata con l'alluminio, è molto conveniente soprattutto perché:

• Elettrodo non fuso: L'elettrodo di tungsteno non fonde e questo garantisce un controllo stabile dell'arco.
• Invece di Contaminazione: Nel TIG, la copertura dei gas di protezione è sufficiente e le saldature risultano poco contaminate.
• Capacità di polarità CA: La modalità AC consente di pulire lo strato di ossido e di ottenere una fusione profonda, essenziale nella saldatura TIG dell'alluminio.
• Comportamento dell'alluminio nella saldatura: Il comportamento dell'alluminio in saldatura, soprattutto nelle zone termicamente interessate, richiede la dovuta attenzione.

La saldatura dell'alluminio richiede una migliore comprensione delle sue proprietà fisiche e chimiche, che sono molto diverse rispetto a quelle di altri metalli ampiamente utilizzati. Di seguito sono riportate le principali sfide associate alla saldatura TIG dell'alluminio.

1. Conducibilità termica molto elevata

L'alluminio trasporta il calore 5 volte più dell'acciaio. Ciò significa che il calore si dissipa rapidamente dalla zona di saldatura, richiedendo un amperaggio più elevato quando si cerca di saldare l'alluminio TIG, soprattutto con materiali spessi. Se non viene fatto in modo ottimale, si può arrivare a una fusione lacunosa o a una penetrazione irregolare della saldatura.

2. Problemi dello strato di ossido

Quando le superfici di alluminio sono esposte all'aria, si forma immediatamente uno strato di ossido (che aderisce in modo affidabile), che è sottile. Questo strato viene fuso a circa 2050 °C, un valore ben superiore al punto di fusione del metallo base dell'alluminio, pari a 660 °C. La saldatura TIG, quando si utilizza la modalità AC, aiuta a rompere questo strato, ma è anche importante che venga effettuata una pre-pulizia per produrre alluminio saldato TIG di alta qualità.

3. Suscettibilità alla porosità dell'idrogeno

L'idrogeno si assorbe facilmente nell'alluminio fuso e può creare porosità o causare cricche durante il raffreddamento. L'olio, l'umidità o le barre d'apporto sporche hanno agito come fonte di contaminanti che hanno causato la penetrazione dell'idrogeno nel bagno di saldatura. Una pulizia adeguata e l'uso di barre d'apporto asciutte sono essenziali per evitare difetti nelle parti saldate in alluminio.

Tabella tecnica riassuntiva per la saldatura TIG dell'alluminio

Ecco una tabella tecnica completa che riassume gli aspetti principali della saldatura TIG dell'alluminio, compresi i parametri di saldatura, i tipi di giunzione, i difetti più comuni e come gestirli. Questa tabella combina le idee del vostro articolo ed è originale e altamente tecnica.

Suggerimento:

Assicuratevi di calibrare correttamente la vostra saldatrice a tig in alluminio per la serie di leghe che state utilizzando e verificate sempre l'integrità della schermatura prima di iniziare la produzione. Nell'alluminio, la qualità delle saldature è legata tanto alla qualità della preparazione della superficie e della regolazione dei parametri quanto alla qualità dell'operatore.

Scelta del giusto saldatore TIG per alluminio

La scelta della saldatrice TIG per alluminio più adatta è fondamentale per ottenere saldature pulite, resistenti e prive di difetti quando si lavora l'alluminio. Poiché le proprietà dell'alluminio richiedono un attento controllo del calore, della stabilità dell'arco e della polarità, non tutte le macchine TIG possono essere utilizzate su questo materiale. Di seguito sono riportate le specifiche e le caratteristiche fondamentali da tenere in considerazione.

1. Capacità di saldatura in c.a.

L'alluminio ha bisogno di corrente alternata (AC) per riuscire a tagliare lo strato di ossido e, allo stesso tempo, ottenere una buona penetrazione della saldatura. Una macchina senza corrente alternata non è applicabile durante la saldatura TIG dell'alluminio. Le macchine ad alta tecnologia consentono di regolare con precisione il bilanciamento della corrente alternata, ovvero il rapporto tra pulizia e penetrazione.

2. Avvio dell'arco HF

L'avvio ad alta frequenza è obbligatorio per evitare la contaminazione e l'incollamento dell'elettrodo. L'innesco HF consente un avvio dell'arco pulito e privo di contatti, che contribuisce a mantenere l'integrità del tungsteno e la stabilità dell'arco, soprattutto quando si saldano parti in alluminio delicate o sottili.

3. Controllabile in frequenza/forma d'onda

Le moderne saldatrici a tig per alluminio consentono agli utenti di personalizzare la frequenza CA (di solito 60-200 Hz), che affina il cono dell'arco e migliora il controllo. Ulteriori possibilità di regolazione delle prestazioni tra le varie leghe di alluminio e i giunti di saldatura sono date dal controllo della forma d'onda (onda quadra o quadra morbida).

4. Funzione di una saldatura a impulsi

Le impostazioni degli impulsi sono utilizzate per controllare la quantità di calore applicata e la deformazione, soprattutto in materiali sottili o in assemblaggi sensibili alla temperatura. Questo è fondamentale quando si cerca di saldare l'alluminio TIG nel settore aerospaziale, automobilistico o elettronico.

5. Controllo dell'amperaggio a distanza e a pedale

Le variazioni di corrente sono più facili da controllare in tempo reale utilizzando un pedale o un telecomando a portata di mano, ed evitano il pericolo di surriscaldamento o di una penetrazione insufficiente in giunzioni complesse o curvilinee, molto diffuse nell'alluminio saldato a TIG.

Gas schermanti e materiali di riempimento

La scelta della barra d'apporto e del gas di protezione nella saldatura TIG dell'alluminio influisce direttamente sulla qualità della saldatura, sulle prestazioni meccaniche e sulla resistenza alla corrosione. Le diverse leghe di alluminio rispondono in modo univoco a varie composizioni d'apporto e ambienti di schermatura, rendendo essenziale una scelta consapevole, soprattutto quando si producono parti critiche in alluminio da saldare.

1. Scelta dell'asta di riempimento appropriata

La compatibilità delle barre d'apporto dipende dalla lega di base e dalle proprietà previste per la saldatura finita. Le barre d'apporto in alluminio possono essere comuni a:

ER4043

Questo riempitivo a base di silicone è fluido, quindi saldabile. È ben resistente alle cricche e si adatta ai metalli base della serie 6xxx. Ma è debole rispetto all'ER5356.

ER5356

Un riempitivo di magnesio migliorato, più resistente e duttile. È adatto per lavori strutturali e aree che necessitano di anodizzazione post-saldatura. Può essere comunemente utilizzato su leghe di alluminio 5xxx e 6xxx.

ER4045

Come l'ER4043, ma con una maggiore fluidità e una minore tendenza alla criccatura a caldo. Poiché è in grado di saldare più velocemente e di produrre una saldatura meglio bagnata, è comunemente utilizzato nel settore automobilistico.

La scelta di uno stucco appropriato impedisce la formazione di cricche, porosità e il problema della fragilità post-saldatura (quando si utilizzano leghe di alluminio dissimili).

2. Scelta del gas di schermatura

La schermatura del bagno di saldatura contro la contaminazione atmosferica deve essere eseguita correttamente. Il gas standard per la saldatura TIG dell'alluminio è:

100% Argon

L'argon offre un buon arco di saldatura, capacità di pulizia con la corrente alternata ed eccellente controllo del bagno di saldatura. Si adatta a quasi tutti gli spessori di alluminio e a qualsiasi applicazione.

Miscele di argon/elio

L'aggiunta di elio aumenta l'apporto di calore e l'energia dell'arco, migliorando la penetrazione su alluminio spesso. Una miscela elio 75% / argon 25% è comune per le applicazioni industriali che prevedono la saldatura di parti pesanti in alluminio.

3. Portata del gas e purezza

Portata: La portata più comune è compresa tra 15 e 20 CFH (piedi cubi all'ora) per la maggior parte dei lavori. Le camere di protezione essenziali risultano essere troppo poche, il che porta all'ossidazione, e possono essere troppe, il che porta alla creazione di turbolenze e alla contaminazione.

Purezza: Per la saldatura si può utilizzare argon con una purezza di almeno il 99,99%. L'instabilità dell'arco e la porosità dell'alluminio saldato a tig sono prodotti di gas contaminati.

Per quanto riguarda i gas di protezione, si dovrebbe scegliere l'argon 100%. L'elio o le miscele di argon ed elio possono essere utilizzate in casi speciali per aumentare la penetrazione, in particolare su parti di alluminio spesse.

Preparazione della superficie: La soluzione per saldature pulite

La preparazione della superficie è una delle fasi più critiche per garantire risultati di alta qualità nella saldatura TIG dell'alluminio. A differenza di altri metalli, l'alluminio forma un forte rivestimento di ossido in pochissimo tempo quando viene esposto all'aria. Questo ossido non solo fonde a una temperatura significativamente più alta (2050 °C) rispetto al metallo di base (660 C), ma cattura anche contaminanti come umidità, olio e idrocarburi. La mancata rimozione comporterebbe una scarsa stabilità dell'arco, porosità, fusione incompleta e cedimenti strutturali, in particolare nelle saldature portanti o a pressione.

1. Pulizia meccanica

Per prima cosa, pulire lo sporco, l'olio o la vernice con un panno pulito e privo di lanugine utilizzando acetone o uno speciale sgrassatore per alluminio. Quindi, strofinare via lo strato di ossido con una spazzola metallica in acciaio inossidabile, da usare esclusivamente sull'alluminio. La spazzolatura deve essere effettuata poco prima della saldatura per evitare una nuova ossidazione.

2. Pulizia chimica

Nelle applicazioni più impegnative, ad esempio, si può utilizzare un risciacquo con acido nitrico dopo una mordenzatura chimica con un fluido alcalino (come l'idrossido di sodio). In questo modo si eliminano i depositi organici e inorganici e si rende la superficie chimicamente attiva per la saldatura.

3. Fitness-up delle articolazioni e condizionamento dei bordi

Un buon adattamento e una buona preparazione dei bordi contribuiranno a mantenere l'arco sotto controllo e una buona copertura di gas. I bordi grezzi devono essere leggermente smussati e tutte le superfici non devono presentare bave o macchie di ossido, nel caso in cui le giunzioni tra i pezzi di alluminio vengano eseguite con la saldatura a tig, in cui è necessaria una fusione profonda.

Una preparazione coerente e pulita è essenziale quando si lavora con assemblaggi di precisione o con parti in alluminio ad alta integrità. Anche il miglior saldatore a tig per alluminio non può compensare una superficie contaminata.

Parametri e metodi di saldatura TIG

Solo padroneggiando i parametri di saldatura e le relative tecniche con la torcia è possibile produrre saldature in alluminio coerenti e ad alta integrità. La rapida risposta termica, la bassa temperatura di fusione e la sensibilità dell'alluminio alla contaminazione richiedono un controllo quasi esatto della configurazione elettrica, della distanza dell'arco e della distribuzione del metallo d'apporto. Questa sezione illustra i parametri TIG più critici e le migliori pratiche utilizzate per saldare l'alluminio a tig a livello professionale.

1. Impostazioni di amperaggio

L'apporto di calore è controllato direttamente dall'amperaggio. Lo spessore minimo tipico dell'alluminio è di 1 ampere per 0,001 pollici di spessore del metallo di base, anche se l'alluminio spesso richiede di più a causa del suo elevato tasso di scambio termico. Ad esempio:

• Alluminio a 1/8 ( 125-140 amp )
• Foglio sottile (0,040"): Controllo a impulsi da 40-50 ampere

Si consiglia di utilizzare un pedale ad amperaggio vivo o un comando a distanza con le dita, a meno che non si stiano saldando materiali molto spessi e si possano effettuare continui cambi di materiale/spessore e/o modifiche alle sezioni dei giunti.

2. Controllo del bilanciamento CA

Le recenti apparecchiature TIG consentono di variare il rapporto AC, tra elettrodo negativo (EN) ed elettrodo positivo (EP):

• IT: Fornisce una penetrazione più dettagliata
• EP: Ossida lo strato di ossido

La normale linea di base è 70 % EN, 30 % EP. Con l'aumento dell'EN, i vantaggi della penetrazione si ottengono a scapito dell'azione pulente, e questo potrebbe non essere adatto per l'alluminio fortemente ossidato.

3. Regolazioni della frequenza CA

Un aumento della frequenza di corrente alternata (di solito da 60 Hz a 200 Hz) restringe e stabilizza l'arco. Un numero maggiore di volte in cui si usa la toilette:

• Migliora il controllo della direzione
• Riduce l'erranza degli archi
• Migliora l'aspetto della saldatura

Ciò è particolarmente vantaggioso quando si lavora su pezzi di alluminio sottili o cosmetici da saldare.

4. Selezione e preparazione dell'elettrodo di tungsteno

• Saldatura dell'alluminio in c.a: Utilizzare il tipo di tungsteno appropriato.
• Tungsteno puro: Produce una punta sferica con la corrente alternata, è stabile con le vecchie macchine.
• 2 per cento Lantanato o Ceriato: la scelta negli inverter contemporanei per un migliore innesco dell'arco e un consumo ridotto.

L'amperaggio deve corrispondere alla dimensione del tungsteno (ad es. 3/32, 1/8″), in quanto l'utilizzo di una dimensione troppo grande può causare l'instabilità dell'arco o la fusione dell'elettrodo.

5. Tecnica e manipolazione delle barre di riempimento

Inserire la barra nel bagno di saldatura ad un ritmo costante nella parte anteriore del bagno di saldatura e mai direttamente nell'arco. In questo modo si limita il numero di turbolenze e di ossidazioni. Applicare leghe di bacchette d'apporto adatte al metallo base (ER4043 o ER5356 sono le più comuni) ed evitare di bagnare o sporcare le bacchette per evitare il pericolosissimo assorbimento di idrogeno.

6. Altitudine e angolo della torcia

Mantenere la lunghezza dell'arco al minimo, idealmente inferiore a 1/8 di pollice, per ridurre al minimo la dispersione dell'arco e la contaminazione. Torcia: La torcia deve essere inclinata di circa 10-15° verso l'alto, rispetto alla direzione di avanzamento. In questo modo si ottiene una maggiore visibilità e copertura del gas di protezione.

Questi parametri sono importanti da apprendere e padroneggiare con la pratica, e una comprensione approfondita del comportamento dei materiali è ciò che dovrebbe essere alla base di giunzioni di alta qualità con l'alluminio ottenute con la saldatura TIG, soprattutto nelle applicazioni aerospaziali, automobilistiche e strutturali.

Tecnica di saldatura per saldare l'alluminio TIG

Quando si salda l'alluminio TIG, la tecnica conta tanto quanto le impostazioni della macchina. I professionisti adottano quanto segue:

• Angolo della torcia: Mantenere un angolo di 15-15 gradi con la verticale da dirigere nella direzione in cui si cammina.
• Lunghezza dell'arco: Mantenere una lunghezza d'arco ridotta (1/8″ o meno) per ridurre la porosità e la contaminazione.
• Velocità di viaggio: Se è troppo lento, il calore sarà eccessivo e la distorsione sarà ardua. Andate abbastanza veloci da avere il controllo, ma non troppo da riscaldarvi.
• Asta di riempimento: Eseguire passaggi di riempimento ripetitivi e regolari e immergere il riempimento nella parte anteriore del bagno di saldatura, e non nell'arco.

Occorre prestare molta attenzione al bagno di saldatura. A causa della rapida fusione dell'alluminio, il bagno di fusione può essere difficile da vedere, poiché è riflettente e si trasforma rapidamente in liquido.

Progettazione del giunto - Saldatura dell'alluminio

Una progettazione efficace dei giunti è essenziale per ottenere saldature strutturalmente solide, esteticamente pulite e prive di difetti nella saldatura TIG dell'alluminio. L'alluminio è molto conduttivo al calore, ha una bassa temperatura di fusione e può facilmente deformarsi in caso di surriscaldamento; pertanto, la configurazione del giunto della saldatura deve essere chiaramente studiata. Questa sezione spiega come una corretta progettazione dei giunti possa ridurre le concentrazioni di tensione, prevenire le deformazioni e ottimizzare la qualità della saldatura, in particolare quando si utilizza una saldatrice a tig per alluminio.

Principi importanti del design collettivo

La natura termodinamica dell'alluminio richiede che la progettazione dei giunti tenga conto del fatto che esso dissipa rapidamente il calore e si espande con il carico termico. L'alluminio, a differenza dell'acciaio, cresce molto di più quando viene riscaldato, fino al doppio, e questo fa sì che qualsiasi pezzo montato in modo allentato possa essere facilmente distorto o fatto esplodere. È consuetudine lasciare un piccolo spazio alla radice nei giunti di testa (di solito 1/16") per compensare l'espansione e garantire una penetrazione completa. Il ruolo della saldatura TIG, dove sono richiesti alti livelli di precisione, è che il giunto deve anche sostenere un bagno di saldatura stabile e presentare la possibilità di una copertura completa con l'uso del gas di protezione. In particolare, la torcia e la barra d'apporto devono essere progettate nel modo più semplice possibile quando la geometria è stretta o vengono assegnati compiti a più passate.

I tipi di giunzione più diffusi nella saldatura TIG dell'alluminio

I giunti di testa, i giunti a risvolto, i giunti a T e i giunti d'angolo sono le soluzioni più diffuse per la realizzazione di giunti in alluminio. I vantaggi e le considerazioni tecniche sono diversi.

• I giunti di testa si adattano molto bene al processo di saldatura delle lamiere piane. Una piccola apertura della radice aiuta a garantire una buona penetrazione e consente l'espansione termica.
• I giunti Lap sono semplici da allineare, hanno una buona resistenza meccanica e sono suscettibili di intrappolare ossidi tra le superfici, a meno che non siano ben puliti prima della saldatura.
• I giunti a T si trovano soprattutto in telai, capriate e supporti. Devono essere fissate bene per evitare le vibrazioni, poiché l'alluminio è un metallo morbido e si scioglie se sottoposto a calore.
• Le giunzioni ad angolo sono ottime in involucri e scatole, ma bruciano il materiale sottile se non si presta molta attenzione alla quantità di calore applicata.

In tutti questi casi, i saldatori devono considerare sia la resistenza strutturale che l'accessibilità della saldatura per garantire il successo, in particolare quando si creano parti critiche in alluminio.

Preparazione e fissaggio dei bordi

Nella saldatura TIG, la preparazione dei bordi è molto importante poiché l'alluminio è molto sensibile alla contaminazione e alla fusione incompleta. Nel caso di materiali più spessi (superiori a 3/16"), i bordi del giunto devono essere smussati (30-37,5 ) per formare una scanalatura che consenta di depositare correttamente il materiale d'apporto. I bordi devono essere privi di ossidi e bave e devono essere pretrattati con una spazzola di acciaio inossidabile o con un mordenzante chimico.

Il fissaggio è fondamentale anche per far fronte alla natura morbida dell'alluminio e alla sua suscettibilità ai movimenti dovuti alla temperatura. Per garantire che non si verifichino deformazioni, è necessario utilizzare rame, barre di raffreddamento in alluminio, morsetti di rigidità e saldature di fissaggio. Quando si tratta di lamiere sottili, si possono usare piastre di supporto per sostenere il bagno di saldatura. La bassa resistenza dell'alluminio alla deformazione in presenza di calore rende il corretto contenimento delle giunzioni una preoccupazione primaria.

Saldatura TIG dell'alluminio Considerazioni sulla macchina

Le prestazioni di una saldatrice a tig per alluminio influiscono direttamente sulla qualità del progetto di un giunto durante la saldatura. Le macchine TIG di alta qualità utilizzate per l'alluminio consentono funzionalità quali il controllo del bilanciamento AC (utilizzato per la pulizia e la penetrazione), la regolazione della frequenza (utilizzata per impostare la precisione dell'arco) e l'avvio ad alta frequenza (utilizzato per separare l'innesco dell'arco senza contaminazione). In loro assenza, anche le giunzioni più accuratamente progettate possono dare luogo a prestazioni scadenti a causa di un'insufficiente stabilità dell'arco, di una scarsa fusione o dell'intrappolamento di ossidi. Quando si tratta di lavori di precisione o portanti, i saldatori devono assicurarsi che il tipo di giunzione che stanno eseguendo sia commisurato al tipo di macchina che stanno utilizzando.

Difetti generali nell'alluminio saldato a tig e prevenzione

Anche con l'attrezzatura e l'abilità giuste, la saldatura TIG dell'alluminio presenta sfide uniche che, se non gestite con attenzione, possono portare a difetti di saldatura. La contaminazione da ossidi, l'apporto di calore non corretto o la scarsa schermatura possono danneggiare l'aspetto estetico e la resistenza della saldatura. I problemi potenziali con le cause più frequenti e i possibili modi per prevenirli sistematicamente attraverso la pratica e il controllo sono illustrati di seguito nei problemi che è più probabile incontrare quando si lavora con l'alluminio saldato a Tig.

1. Porosità (intrappolamento di gas)

Porosità: È un risultato causato dall'intrappolamento di idrogeno gassoso nel veicolo liquido durante la solidificazione del bagno di saldatura. È particolarmente incline a questo fenomeno quando viene applicato all'alluminio, che è altamente reattivo con l'idrogeno, che può essere presente nell'umidità dell'aria, nelle barre d'apporto contaminate e nei metalli di base non puliti.

Prevenzione:

• È necessario utilizzare un gas di schermatura argon di purezza 99,99% e mantenere un flusso adeguato (15-20 CFH).
• Conservare preferibilmente le aste di riempimento finali in condizioni asciutte e non contaminate da oli o ossidazioni.
• Pulire bene il metallo inferiore con acetone e poi spazzolare con una spazzola metallica speciale in acciaio inox.
• È necessario evitare correnti d'aria o ventilatori per evitare che la copertura del gas venga disturbata durante la saldatura.

2. Fusione incompleta

Causa: Quando il metallo saldato non è completamente legato al metallo di base o alle passate vicine, si verifica questo difetto. Di solito è il risultato di un basso amperaggio, di un'alta velocità di avanzamento o di superfici non pulite.

Prevenzione:

• Applicare un amperaggio adeguato allo spessore del materiale (di norma, 1 amp per 0,001" di alluminio).
• Ridurre la velocità di movimento a una velocità che consenta al metallo di base di fondersi completamente.
• Lavare con cura gli spazi e avere giunti accettabili che siano aperti e completamente esposti.
• Utilizzate un arco di lunghezza ridotta e arrotolate la curva con gli angoli corretti rispetto a uno dei due giunti.

3. Scricchiolii

Motivo: La cricca può avvenire durante la solidificazione (frattura a caldo: hot cracking) o dopo il raffreddamento (frattura a freddo: cold cracking), soprattutto nelle saldature di alluminio ad alta resistenza o di materiali dissimili. Di solito si verifica a causa di un cattivo metallo d'apporto o di un raffreddamento rapido.

Prevenzione:

• È necessario selezionare i metalli d'apporto. In un caso, l'ER5356 è forte e resistente alle cricche, a differenza dell'ER4043.
• A causa di problemi di shock termico, preriscaldare le aree più spesse fino a 150 200 oF.
• Non saldare su superfici contaminate e assicurarsi che gli strati di ossido siano puliti prima della saldatura.
• Sfruttare una buona geometria del giunto per ridurre la concentrazione delle sollecitazioni.

4. Troppo calore aggiunto e distorsione

Motivo: L'alluminio ha un'elevata conducibilità termica, che può portare alla propagazione di un calore eccessivo nell'area di saldatura, che non può essere controllato. Quando è sottile, le sezioni si bruciano o le strutture più grandi si deformano.

Prevenzione:

• Applicare la saldatura TIG a impulsi per avere un minore apporto medio di calore e una minore penetrazione.
• Quando si fissano i componenti, utilizzare barre di supporto o blocchi di raffreddamento, se necessario.
• Applicare il calore in più passate su sezioni spesse, anziché tentare di realizzare la saldatura in un'unica passata.
• Regolando il controllo del bilanciamento CA e il materiale di impostazione della frequenza, è possibile affinare l'energia dell'arco e ridurre al minimo il riscaldamento collaterale.

5. Saldature ossidate (inclusioni e ossidazione)

Spiegazione: L'alluminio ha una pellicola di ossido aderente (temperatura di fusione ~2050 °C) che deve essere rimossa prima della saldatura. In caso contrario, può formare inclusioni e inibire la perfetta fusione, rendendo la saldatura debole.

Prevenzione:

• Aumentare la pulizia della superficie di saldatura utilizzando il controllo del bilanciamento CA.
• La spazzolatura e lo sgrassaggio della superficie devono essere effettuati sempre prima della saldatura.
• Evitare il contatto a mani nude con le superfici pulite, in quanto può portare alla contaminazione, così come gli oli le rendono prive di contaminazione.
• Di tanto in tanto, cambiare le lenti e le tazze di gas per mantenere una copertura di schermatura adeguata.

Applicazioni reali della saldatura TIG dell'alluminio

Saldatura TIG L'alluminio è indispensabile nei settori in cui l'estetica, la forza e la resistenza alla corrosione sono fondamentali:

• Aerospaziale: Pannelli strutturali della fusoliera, supporti e serbatoi del carburante
• Automotive e Motorsport: Tubazioni dell'intercooler, telaio, ruote
• Ingegneria navale: Leghe di alluminio, resistenti alla corrosione, come scafi, scale e binari
• Apparecchiature mediche: Struttura in alluminio utilizzata nelle apparecchiature per la diagnostica per immagini e la mobilità
• Involucri leggeri: Involucro protettivo, per creare involucri che non solo coprono la tecnologia, ma aggiungono anche un elemento di design a un apparecchio elettronico del consumatore o a un'apparecchiatura elettronica industriale.

In tutte queste applicazioni, la scelta della corretta saldatrice a tig per alluminio e la padronanza della capacità di saldare l'alluminio a tig in modo sicuro e pulito sono fondamentali.

Suggerimenti e trucchi degli esperti

Per i professionisti che desiderano perfezionare le proprie abilità nella saldatura TIG dell'alluminio, considerare i seguenti suggerimenti avanzati:

• Spurgo posteriore: Quando si salda su tubi o scatole chiuse, è necessario spurgare il tubo o la scatola con argon, altrimenti si verifica un'ossidazione interna.
• Preriscaldamento: È utile in presenza di sezioni spesse. Per ridurre lo shock termico e migliorare la fusione, preriscaldare a 65-93°C (150- 200°F).
• Uso del pedale: Il controllo di precisione dell'amperaggio in tempo reale consente la regolazione in base al comportamento del bagno di saldatura, fondamentale per le parti delicate in alluminio.
• Pulizia post-saldatura: rimozione della fuliggine e dell'ossido post-saldatura, di solito su saldature cosmetiche, utilizzando una spazzola di acciaio inossidabile.

Conclusione

La padronanza della saldatura TIG dell'alluminio è una pietra miliare nella carriera di ogni saldatore. L'abilità artigianale è perfetta: offre il massimo grado di controllo e l'aspetto estetico delle saldature, nonché le proprietà meccaniche più forti, ma richiede una conoscenza approfondita, dettagli e abilità di altissimo livello da parte degli artigiani.

Dalla preparazione del metallo di base alla scelta della giusta saldatrice a tig per alluminio, dal perfezionamento della tecnica dell'arco alla gestione dei difetti nelle giunzioni in alluminio saldate a tig, questo processo mette alla prova anche i migliori. Tuttavia, coloro che sono in grado di saldare l'alluminio TIG a livello professionale si aprono le porte di industrie molto richieste e di ruoli di produzione di precisione.

Che si tratti di fabbricare telai strutturali, componenti marini o involucri intricati, la capacità di lavorare con sicurezza con alluminio La saldatura dei pezzi con il processo TIG rimane un gold standard nel mondo moderno. 

Domande frequenti

1. Qual è la configurazione migliore per saldare l'alluminio a tig?

Adottare una macchina TIG CA con avviamento ad alta frequenza, tungsteno lantanato al 2% e gas argon puro. Assicurarsi che l'arco sia teso e regolare prima della saldatura.

2. Perché c'è porosità nell'alluminio saldato a tig?

L'umidità o la contaminazione sono di solito la causa della porosità. Non pulire mai con solventi diversi dall'acetone e da una spazzola di acciaio inossidabile e conservare le barre di stucco in un luogo asciutto.

3. Quali caratteristiche deve avere una saldatrice a tig per alluminio?

Trova equilibrio in corrente alternata, modalità a impulsi e avvio ad alta frequenza. Queste caratteristiche consentono di controllare il calore, la stabilità dell'arco e la riduzione dei difetti nell'alluminio.

4. Come posso garantire la robustezza delle parti saldate in alluminio?

Il metallo d'apporto corretto (come ER5356), pulire, preriscaldare se necessario e controllare la saldatura dopo il completamento per verificare la completa resistenza.