Elettrodi al tungsteno TIG polivalenti: tutti i metalli (acciaio, inox, alluminio)

La saldatura Tungsten Inert Gas (TIG) è un procedimento innovativo che offre ai saldatori grandi vantaggi nell'esercizio del loro mestiere. Infatti, la saldatura TIG consente di lavorare in modo preciso e con un'eccellente finitura. Facile da usare e impiegabile in tutte le posizioni, la saldatura TIG si basa su un principio quanto meno semplice. Richiede principalmente l'uso di gas a base di argon nonché di un elettrodo in tungsteno per saldatura. Il primo preserva il bagno di fusione dall'aria ambiente mentre il secondo serve a far fondere il metallo. Quest'ultimo partecipa in primo piano all'ottenimento dell'arco elettrico ed è determinante per la qualità della saldatura. Ne esistono (degli elettrodi) per diversi tipi di metalli, ciascuno con i propri vantaggi.

Tuttavia, perché cambiare elettrodo ogni volta quando si tratta di saldare metalli diversi se lo si può fare con uno solo? Sì, è possibile e vi diremo di più sull'elettrodo al tungsteno per tutti i metalli nel seguito di questo articolo.

A cosa serve un elettrodo?

Chiamato anche bacchetta da saldare, l'elettrodo è l'apporto di metallo necessario alla saldatura. Serve ad assemblare per la saldatura due elementi in acciaio indipendenti. Viene inserito nella pinza di un saldatore MIG professionale, ad esempio, e in funzione del metallo da saldare e del suo spessore viene attraversato dalla corrente elettrica con un'intensità variabile. Grazie all'arco elettrico generato, l'elettrodo si fonde quando entra in contatto con il metallo a massa.

Da cosa è composta?

Come abbiamo detto in precedenza, un elettrodo per saldatura serve come apporto di metallo. Per fare ciò, è composto da:

•         Da un'anima in metallo che è l'elemento centrale dell'elettrodo;
•         Da un rivestimento friabile che circonda l'anima.

In generale, l'anima deve essere compatibile o realizzata con lo stesso materiale del metallo da saldare. Il rivestimento friabile, sebbene utilizzato per circondare l'anima, è l'elemento principale della bacchetta da saldare. Durante la saldatura, è esso che si occupa di preservare l'arco. Funge anche da conduttore elettrico all'innesco. In funzione della posizione di saldatura (in piano, in discendente, in posizione orizzontale alta o in salita), il rivestimento consente di orientare con precisione l'arco. Infine, grazie a una scoria che risale in superficie, il rivestimento protegge efficacemente dal bagno di fusione.

L'elettrodo al tungsteno WL15 (Lantanio)

Generalmente blu o oro, gli elettrodi al tungsteno per saldatura al lantanio sono bacchette TIG polivalenti e universali. A differenza dei modelli standard adatti solo a certi tipi di metalli, gli elettrodi al tungsteno WL15 possono saldare tutti i tipi di metalli e vengono utilizzati sia in corrente continua (DC) che in corrente alternata (AC). L'alluminio, il rame, il magnesio e il titanio, per citarne solo alcuni, possono essere saldati in materiali puri o in leghe grazie all'elettrodo universale. Questi ultimi presentano un'usura sorprendentemente lenta e un innesco più economico in termini di energia rispetto agli elettrodi WR2 (che sono un'altra categoria di elettrodi polivalenti). Ciò è dovuto all'elevato tasso di ossido di lantanio incorporato nella loro composizione. Sono tuttavia raccomandati per correnti basse.

Gli elettrodi al tungsteno per saldatura WL15 rispondono anche alle esigenze di piccoli lavori di riparazione, lavori di saldatura in officina e su cantieri. Offrono all'utente un ampio margine in caso di errore di manipolazione grazie a una buona capacità di innesco. L'elettrodo al tungsteno universale viene inoltre utilizzato nelle industrie altamente professionalizzate, dove è destinato a essere impiegato da robot con un elevato grado di standardizzazione.

Vantaggi e caratteristiche dell'elettrodo al tungsteno polivalente

Gli elettrodi universali sono adatti alla saldatura di metalli in acciaio, ottone, rame, inox, ecc. Offrono una modalità di saldatura a basse o medie intensità. È anche possibile grazie a questi elettrodi in tungsteno saldare in corrente alternata l'alluminio. Oltre a essere non radioattive, queste bacchette da saldatura adatte a tutti i metalli hanno proprietà simili a quelle dell'elettrodo toriato. Tuttavia, le bacchette da saldatura polivalenti in tungsteno si distinguono dalle altre grazie alla loro elevata qualità di innesco. Perfette per la saldatura automatica, garantiscono un'eccellente regolarità nella realizzazione del cordone.

Il criterio di scelta dell'elettrodo al tungsteno universale

Senza dubbio, "il fattore" più importante nella scelta di un elettrodo al tungsteno per saldatura è la sua qualità. Questo criterio ha un impatto diretto sulla capacità di innesco, sulla durata e sulla qualità dell'arco elettrico. È anche in funzione della qualità dell'elettrodo che il risultato della saldatura sarà o meno ottimale. In saldatura, è generalmente difficile individuare a occhio nudo certi difetti di qualità. In tal caso, l'unico rimedio sarebbe un'analisi metallurgica approfondita. Tuttavia, ecco i principali indicatori di qualità di un elettrodo al tungsteno:

•         La qualità della superficie: questo criterio obbliga i progettisti a presentare elettrodi con una rugosità regolamentata dalla legge. La superficie di questi ultimi deve essere assolutamente levigata e priva di impurità.
• La solidità dell'elettrodo: questo elemento è indispensabile per un elettrodo al tungsteno per saldatura perché il controllo dell'arco elettrico e la riuscita dell'affilatura dipendono da questo aspetto.
•         La composizione: anch'essa regolamentata dalla legge, permette di sapere se gli elettrodi sono puri o meno. L'obiettivo è che la composizione degli elettrodi permetta di evitare la formazione di goccioline nel bagno di saldatura.
•         La fabbricazione: tra i difetti di fabbricazione più diffusi, vi è la distribuzione non omogenea degli additivi di ossido o gli errori di sinterizzazione nell'elettrodo.

Il procedimento di affilatura degli elettrodi al tungsteno

L'affilatura degli elettrodi è una fase essenziale della saldatura TIG. Il motivo è che la qualità del cordone ne dipenderà fortemente. Pertanto, l'affilatura della punta dell'elettrodo è diversa durante una saldatura in corrente alternata e durante la saldatura in corrente continua. Tuttavia, qualunque sia la situazione, le striature derivanti dalla molatura devono essere nel senso dell'elettrodo e devono seguire un angolo determinato con uno spianamento. Ciò è indispensabile per evitare le inclusioni di tungsteno all'interno del cordone di saldatura. La bacchetta di saldatura deve quindi seguire una geometria specifica.

Quale angolo di affilatura rispettare?

La geometria del cordone e le caratteristiche dell'arco elettrico sono direttamente o indirettamente soggette all'influenza dell'angolo di affilatura. Quest'ultimo è quindi molto importante nell'insieme del processo di saldatura. In generale, gli specialisti di saldatura optano per elettrodi il cui vertice ha un angolo compreso tra 15 e 45˚. Un angolo superiore a questo intervallo porta a una colonna d'arco a forma di cilindro, mentre un angolo inferiore a questo intervallo dilaterà l'arco e produrrà una colonna d'arco più conica.

Per quanto riguarda l'industria e i suoi processi automatizzati, la determinazione dell'angolo di affilatura viene effettuata per garantire una buona stabilità e una buona durata dell'arco elettrico. Per raggiungere questa stabilità, l'elettrodo viene sempre affilato nel senso della longitudine. Inoltre, fare attenzione a non affilarlo perpendicolarmente all'asse. Ciò potrebbe rendere l'arco instabile, erratico e porterebbe a una finitura casuale della saldatura. L'elettrodo viene poi lucidato per ottenere una buona durata.

Lo spianamento

La posizione dello spianamento in fondo all'elettrodo per saldatura è essenziale. Viene determinata tenendo conto della densità della corrente impiegata. Se l'elettrodo è acuto e ben affilato, l'innesco dell'arco avviene con molta più facilità. Tuttavia, dopo un certo tempo, si degrada e porta a rischi di inclusione del tungsteno all'interno della saldatura. Quando lo spianamento è importante, ciò consente di aumentare la durata dell'elettrodo. Inoltre, se lo spianamento è troppo grande o troppo largo rispetto alla corrente, l'arco elettrico diventa poco direttivo e abbastanza instabile.

È quindi del tutto naturale che per un arco elettrico stabile sia necessario uno spianamento adeguato. Scegliere bene lo spianamento consentirebbe anche un trasferimento preciso degli elettroni e una durata maggiore degli elettrodi senza temere un'inclusione del tungsteno per saldatura. Ultimo criterio: è importante tenere conto della distanza tubo-elettrodo. Quest'ultima influisce anche sulla larghezza del cordone grazie alla tensione maggiore dell'arco e, di riflesso, sul rapporto larghezza interna/esterna del cordone.

Elettrodo al tungsteno: quale lunghezza di uscita è ideale?

Per essere protetti dal gas, è importante rispettare la distanza ugello-elettrodo. Se la lunghezza di uscita dell'elettrodo è troppo piccola, si verificherà un soffocamento dell'arco e un surriscaldamento dell'ugello ceramico. Al contrario, se questa lunghezza è troppo grande, l'arco sarà privo del suo effetto di concentrazione e non vi sarà quasi più protezione del bagno di saldatura e dell'elettrodo. La lunghezza adeguata corrisponde a 2-3 volte il diametro dell'elettrodo. In teoria, questa è la soluzione ideale quando le smussature hanno una profondità che lo consente.