A differenza della saldatura ad elettrodo consumabile, nella quale il materiale d’apporto è nell’elettrodo, la saldatura di tipo TIG, tungsten inert gas, si serve di un elettrodo infusibile e un arco voltaico in gas inerte. Il calore sviluppato dall’arco voltaico, che si genera tra l’elettrodo e l’oggetto, serve a liquefare i materiali da saldare. L’elettrodo TIG è del tipo infusibile ed è realizzato in tungsteno puro oppure in tungsteno legato ad altri metalli.
Il materiale che serve a legare il pezzo soggetto a saldatura in alcuni casi è il metallo stesso, in altri invece può essere fornito dall’esterno. Basta infatti appoggiare al bagno una bacchetta di metallo differente, che svolge il ruolo di materiale d’apporto. Il ruolo del gas inerte invece è quello di isolare dall’aria circostante la zona in stato di liquefazione, in modo da evitare infiltrazioni durante la saldatura.
Composizione Sistema di Saldatura TIG
Il sistema di saldatura TIG si compone di vari pezzi, tra cui il generatore di corrente, la torcia porta elettrodo di tungsteno col fascio dei cavi, la bacchetta col materiale d’apporto, la bombola di gas con circuito di pressione, la pinza e il cavo di massa, il circuito di raffreddamento ad acqua. Vediamoli.
Generatore di corrente
Il generatore serve a fornire la corrente elettrica sufficiente a mantenere acceso l’arco voltaico tra l’elettrodo e il materiale da saldare. Per regolare la potenza di questa corrente in funzione del lavoro da fare occorre un dispositivo, collocato dentro il generatore. Questo dispositivo regolatore può essere di tipo meccanico, quindi dotato di uno shunt magnetico, oppure elettronico, con un sistema ad inverter o a tiristori. Ma quale sia il sistema, almeno in questa fase, ha un’importanza relativa mentre è interessante stabilire le differenze tra i vari generatori in base al tipo di corrente in uscita. Il generatore infatti assorbe la corrente di rete e la trasforma in un’onda adatta al sistema saldante. La corrente in uscita può essere continua o alternata, e la continua può essere diretta oppure modulata.
-Generatore di corrente alternata AC
Il generatore di corrente alternata produce un’onda quadra con polarità inversa ad intervalli regolari. La frequenza degli intervalli varia in media dai 20 ai 200 cicli/secondo e viene riportata in etichetta espressa in Hz. Il risultato è opera della combinazione di una serie di elementi che prendono la corrente di rete, che è di tipo sinusoidale, e la trasformano in alternata, da inviare alla torcia.
-Generatore di corrente continua DC
Questo generatore è composto da dispositivi che trasformano l’onda sinusoidale in ingresso in un’onda continua da inviare alla torcia di saldatura. I generatori di corrente continua possono emettere in uscita anche una corrente di saldatura ad ampiezza variabile, riconosciuta come corrente continua modulata o pulsata.
-Generatore di corrente continua modulata o pulsata
Il generatore di corrente modulata emette comunque un’onda di corrente continua, che presenta però un’ampiezza variabile. Essa viene prodotta sovrapponendo alla DC di base un’ulteriore emissione ad onde quadre che crea una pulsazione dell’arco a intermittenza. Un sistema molto utile per creare un cordone la cui continuità è data dalla sovrapposizione dei vari punti di saldatura. La caratteristica della corrente pulsata è quella di riuscire a lavorare su lamine sottili senza perforarle, grazie allo sviluppo di una temperatura più bassa.
Ma il generatore DC può essere anche gestito diversamente invertendo la polarità, almeno nei modelli che danno la possibilità di farlo. Vediamoli.
-Generatore di corrente continua in polarità diretta
Quando il generatore di corrente continua viene impostato in polarità diretta, il cavo della torcia viene collegato al polo negativo del generatore, mentre al polo positivo viene attaccato il cavo di massa. Questo sistema genera un bagno di fusione più profondo e più sottile ed è ottimo per quasi tutti i tipi di metallo, tranne l’alluminio. La corrente continua con polarità diretta è la più usata sui sistemi di saldatura TIG.
-Generatore di corrente continua in polarità inversa
Il generatore di corrente continua in polarità inversa indirizza la corrente direttamente sulla torcia che viene collegata al polo positivo, mentre cavo e pinza di massa sono allacciati al polo negativo. Questa soluzione ha la caratteristica di creare un bagno di fusione largo e molto superficiale. Ciò è dovuto al fatto che, per non incorrere in eccessi di temperatura e conseguenti bruciature, si usa un’intensità di saldatura ridotta, in modo che la temperatura sia sufficientemente bassa.
Torcia porta elettrodo
La torcia porta elettrodo è un supporto atermico che regge l’elettrodo di tungsteno da una parte, mentre dall’altra viene alimentata dai cavi elettrici e dal tubo di erogazione del gas. Questa torcia possiede anche un sistema di raffreddamento che in alcuni casi è gestito tramite lo stesso gas protettivo. In altri invece si rende necessario un impianto ad acqua, di maggiore efficacia, soprattutto davanti ad un uso continuato della saldatrice e l’impiego di corrente tra i 200 e i 500 Ampere.
Bacchetta di materiale d’apporto
Ci sono casi in cui una saldatura realizzata con la sola fusione del metallo originario potrebbe non risultare abbastanza resistente. In questi casi si aggiunge al metallo in fase di liquefazione dell’altro metallo dalle caratteristiche simili, che migliori la tenuta e la elasticità della legatura. Per aggiungerlo occorre appoggiare lateralmente al bagno di saldatura una bacchetta di materiale d’apporto, che si liquefa insieme al metallo da saldare. In questi casi si possono scegliere delle bacchette cui sia stato aggiunto del materiale disossidante o altri elementi con maggiori capacità leganti.
Bombola di gas con circuito pressione
Si tratta in questo caso del sistema che eroga il gas inerte sulla saldatura man mano che procede il processo di liquefazione. Questo sistema è composto da una o due bombole, cariche dei gas di protezione, un manometro per tenere sotto controllo lo stato di carica delle bombole, un regolatore di pressione, un’elettrovalvola. L’elettrovalvola serve a comandare l’erogazione o l’interruzione del flusso del gas direttamente con un pulsante elettrico a bassa tensione collocato sulla torcia.
Pinza con cavo di massa
Pinza e cavo di massa servono a collegare il pezzo da saldare al generatore di corrente. Sia il cavo di massa che il cavo della torcia devono avere lunghezza e sezione adeguati all’amperaggio massimo da sopportare.
Gruppo di raffreddamento ad acqua
Un sistema di raffreddamento forzato diventa indispensabile quando la torcia minaccia di superare le temperature di guardia. Il più semplice ed efficace è il gruppo di raffreddamento ad acqua. Esso è costituito da un impianto di circolazione pieno d’acqua, una piccola pompa elettrica che ne garantisce la continuità di scorrimento e un radiatore a dispersione. Diamo un’occhiata ora anche ai gas di protezione.
I Gas di Protezione
Nella saldatura di tipo TIG sono presenti dei gas di protezione che, avvolgendo la zona del bagno di saldatura, sostituiscono l’aria e le conseguenti contaminazioni ossidanti. Essi coprono sia il bagno di fusione che l’elettrodo e la punta della bacchetta del materiale d’apporto. Questi gas possono influire, anche negativamente, sulla saldatura, sia in funzione della loro purezza sia per la loro natura. Nella saldatura di tipo TIG infatti vengono usati dei gas particolari come Argon ed Elio, oppure miscele di Argon+Elio o di Argon+Idrogeno.
Tra le varie combinazioni ciascuna ha pregi e difetti. L’Argon ad esempio non influisce sulla stabilità dell’arco ma riduce il calore del bagno. Il suo costo è minore rispetto all’Elio ed è preferibile usarlo solo con spessori ridotti. L’Elio invece non riduce il calore del bagno, velocizza le operazioni di saldatura ma ha un costo più alto. In più, essendo più leggero dell’aria, per mantenere il bagno isolato bisogna erogarne maggiori quantità. Per quello che riguarda le miscele tra i due gas, invece, bisogna notare come esse vengano usate per cercare di ottenere una dignitosa via di mezzo tra i pregi dei due gas, oltre che cercare di ridurne i difetti.
