Prevenire cattive saldature dell'alluminio: dalla preparazione della superficie alla finitura

Sono ora disponibili applicatori spray che rivestono le superfici degli ugelli di saldatura e prevengono l'adesione degli spruzzi e le ostruzioni degli ugelli. Ciò consente ai gas di protezione di fluire liberamente e al filo di avanzare in modo uniforme, prevenendo cattive saldature dei metalli. Rispetto ai comuni prodotti a base di gel, è stato dimostrato che queste applicazioni durano più a lungo e riducono le sostituzioni degli ugelli, i costi di trattamento e i costi di manodopera per la rimozione degli spruzzi.

Come tutti i materiali, l'alluminio, il "metallo con le ali", presenta vantaggi e svantaggi.

L'elevato rapporto resistenza/peso dell'alluminio lo ha reso per lungo tempo una scelta ovvia nei settori automobilistico e aerospaziale, principalmente perché è leggero e resistente alla corrosione. Sebbene l’alluminio non sia il più resistente dei metalli, legarlo con altri metalli, come rame, magnesio, stagno e zinco, aiuta ad aumentarne la resistenza, la durata e la massa.

Le leghe di alluminio sono facilmente lavorabili ma, come con qualsiasi materiale di fabbricazione, presentano vantaggi e svantaggi. Da un lato, i prodotti in alluminio pressofuso sono relativamente economici a causa del basso punto di fusione dell'alluminio. D'altra parte, hanno una resistenza alla trazione inferiore. Inoltre, le leghe di alluminio si deformano alle alte temperature. Hanno limiti di fatica inferiori rispetto all'acciaio e si indeboliscono con sollecitazioni ripetute, motivo per cui le leghe di alluminio sono raramente utilizzate in applicazioni con elevata tolleranza alla fatica, come le travi nell'edilizia e nelle ferrovie.

Sebbene i vantaggi industriali dell’alluminio siano impressionanti (oltre ai vantaggi sopra menzionati, è riciclabile, durevole a livello militare ed efficiente dal punto di vista energetico), può rappresentare sfide uniche per i metalmeccanici.

In termini di problemi pre o post saldatura, l’alluminio condivide alcuni punti in comune con l’acciaio, ma non sempre. L'alluminio conduce il calore sei volte più velocemente dell'acciaio e ha un basso punto di fusione, il che lo rende molto suscettibile a deformazioni e bruciature. Il filo di alluminio ha una resistenza alla trazione relativamente bassa, il che può comportare problemi di alimentazione del filo e portare a difetti di saldatura se non viene utilizzata l'attrezzatura corretta. I comuni difetti di saldatura dell'alluminio sono spruzzi, porosità, fessurazioni e mancanza di fusione.

La porosità si verifica quando l'idrogeno entra nel bagno di saldatura durante la fusione e rimane intrappolato nella saldatura durante la solidificazione. Il gas di protezione proteggerà un bagno di saldatura fuso dall'atmosfera circostante, che può contaminare la saldatura, ma è necessario seguire altre pratiche ottimali, come la corretta portata del gas e i cicli di spurgo. Dovrebbe essere presa in considerazione anche l’uso di gas a basso punto di rugiada.

Gli spruzzi di saldatura, o scorie, sono goccioline di metallo fuso o materiali non metallici che schizzano durante il processo di saldatura. Questi minuscoli pezzetti di materiale caldo possono attaccarsi al materiale di base e a qualsiasi materiale metallico circostante. Le cause principali di queste imperfezioni sono tipicamente la scarsa preparazione della superficie e l'errata impostazione delle attrezzature. Per i metalmeccanici gli spruzzi, che generalmente sono causati da un disturbo nel bagno di saldatura, sono un fastidio inutile e costoso.

Se non vengono seguite una serie di migliori pratiche, la presenza di fuliggine, soprattutto durante la saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW), è quasi inevitabile quando si salda l'alluminio. Tutte le saldature, siano esse prodotte mediante GTAW o saldatura ad arco metallico a gas (GMAW), devono essere brillanti e lucenti. La fuliggine è nera, motivo per cui molti saldatori presumono che si tratti di carbonio o di un contaminante fuligginoso. In effetti, le analisi a raggi X hanno dimostrato che i residui di saldatura sono una combinazione di alluminio e magnesio.

Scolorimento e opacità si verificano quando gli ossidi di alluminio o magnesio si accumulano sul materiale di base e si saldano. Poiché i punti di ebollizione dell'alluminio e del magnesio sono inferiori alle temperature di un arco di saldatura, l'alluminio e il magnesio nel metallo d'apporto evaporano effettivamente durante la saldatura e si condensano sul metallo base più freddo se non adeguatamente protetti dal gas di protezione.

Perché le saldature dell'alluminio si rompono?

Per quanto riguarda la pulizia dell'alluminio, c'è stato un allontanamento dalle tradizionali spazzole metalliche e dalle soluzioni detergenti chimiche aggressive. Oggi è possibile utilizzare tecnologie elettrochimiche efficienti e rispettose dell’ambiente. Questi dispositivi non danneggiano le superfici in acciaio inossidabile e alcuni utilizzano una soluzione elettrolitica a pH neutro, pompata direttamente sulla superficie da pulire, e il controllo dinamico della corrente elettrica previene la micropitting sulle superfici saldate.