{"id":5300,"date":"2021-06-10T14:55:54","date_gmt":"2021-06-10T14:55:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/deformazione\/?p=5300"},"modified":"2021-06-10T14:55:54","modified_gmt":"2021-06-10T14:55:54","slug":"vi-spiego-come-migliorare-il-processo-di-saldatura-con-la-giusta-miscela-di-gas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/deformazione\/2021\/06\/vi-spiego-come-migliorare-il-processo-di-saldatura-con-la-giusta-miscela-di-gas\/","title":{"rendered":"Vi spiego come migliorare il processo di saldatura con la giusta miscela di gas"},"content":{"rendered":"\n

I Robotic Days hanno visto una giornata interamente dedicata al tema della saldatura robotizzata, era quindi naturale parlare dei gas e delle miscele utilizzati in questo processo. \u00c8 stata SIAD<\/a>, main sponsor dell\u2019evento, dalla voce del Project Manager Nicola Sala, a raccontarci quale ruolo hanno
i gas industriali e come possono migliorare, in termini sia di ottimizzazione della produzione che di costi, i processi di saldatura.<\/h2>\n\n\n\n

Quando vi abbiamo proposto di sponsorizzare la giornata dedicata alla saldatura robotizzata, avete accettato subito con entusiasmo per parlare di gas e miscele per la saldatura. Direi, quindi, di partire parlando del ruolo e dell\u2019importanza che i gas e le miscele di gas hanno per un processo di saldatura robotizzato. Abbiamo scelto di sponsorizzare questa giornata dei Robotic Days per rimarcare il ruolo dei gas nella saldatura, e per condividere degli spunti sul loro utilizzo e sui vantaggi ottenibili grazie all\u2019uso di una miscela piuttosto che un\u2019altra. Ma prima di parlare delle possibilit\u00e0 di implementazione grazie al ruolo attivo dei gas nel processo, iniziamo dalla base: a cosa serve il gas in saldatura? Si dice che si utilizzi per proteggere la saldatura, ma cosa significa veramente? Proteggiamo la saldatura dall\u2019aria, o meglio da ci\u00f2 che \u00e8 contenuto nell\u2019aria, ed \u00e8 quindi opportuno identificare quali sono quelli che chiamo i tre \u201cnemici\u201d dell\u2019acciaio: acqua (umidit\u00e0 nell\u2019aria), ossigeno, e il terzo \u00e8 \u201cun gruppo\u201d, ovvero gli inquinanti (per esempio zolfo e idrocarburi). Questi tre nemici sono poi i valori che vengono monitorati, secondo la norma 14175 che fornisce la classificazione dei gas di protezione.<\/p>\n\n\n\n

\"Nicola
Nicola Sala – SIAD Metal Fabrication Project Manager. <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Abbiamo detto che, oltre a proteggere il processo di saldatura, gas e miscele svolgono un ruolo attivo. Pu\u00f2 parlarcene?<\/h3>\n\n\n\n

Entrando pi\u00f9 nel dettaglio, scopriamo che in realt\u00e0 il gas di protezione non \u00e8 solo uno, ma ci sono ben sei gas che possono essere impiegati in miscela nei processi di saldatura: argon, azoto, anidride carbonica, ossigeno, elio e idrogeno. La scelta di quali utilizzare e delle rispettive percentuali dipende dalle propriet\u00e0 chimiche e fisiche di quest\u2019ultimi in relazione al materiale, al processo e al tipo di lavorazione. Per quanto riguarda la protezione, si possono utilizzare sia argon che azoto, entrambi gas inerti. Ma perch\u00e9 si utilizza il primo rispetto al secondo (se non in particolari lavorazioni)? Perch\u00e9 l\u2019azoto non conserva la propriet\u00e0 di gas inerte alle alte temperature, causando nitrurazioni. Per questo motivo si utilizza l\u2019argon come base di tutte le miscele di saldatura per processi MIG\/MAG, o come unico gas nel caso di processi TIG. La penetrazione \u00e8 un altro fattore fortemente influenzato dal gas; in questo caso entrano in gioco quelli che vengono definiti gas attivi, come ossigeno e anidride carbonica. Questi, nella saldatura MIG\/MAG, vengono addizionati all\u2019argon in percentuali variabili, solitamente incrementate in relazione allo spessore e alla penetrazione richiesta. Perch\u00e9 usiamo questi gas? Essendo appunto \u201cattivi\u201d, all\u2019interno dell\u2019arco elettrico, le molecole si dissociano e riassociano grazie alle alte temperature: questo processo genera energia addizionale che favorisce una penetrazione maggiore, e soprattutto fa in modo che la penetrazione non sia concentrata nel centro del cordone di saldatura, andando a creare il cosiddetto cordone a \u201ctesta di chiodo\u201d.<\/p>\n\n\n\n

\"Comparazione
Comparazione di una saldatura effettuata con miscela performante ternaria SIAD sulla sinistra, con una miscela standard binaria sulla destra. Si nota come la miscela perfomante ha penetrato pi\u00f9 efficacemente. \n\n<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

In che modo gas e miscele possono \u201cimplementare\u201d o \u201cmigliorare\u201d un processo di saldatura robotizzato?<\/h3>\n\n\n\n

Introduciamo due ulteriori gas che svolgono un ruolo fondamentale quando andiamo a parlare di implementazione delle performance: elio e idrogeno. Entrambi possiedono un\u2019elevata conducibilit\u00e0 termica. Questo significa permettere che l\u2019energia trasmessa dall\u2019arco elettrico arrivi, attraverso il gas di protezione, al bagno di saldatura in maniera pi\u00f9 fluida e diretta. Ci\u00f2 permette di evitare di dover \u201cinviare\u201d eccessiva energia e che questa energia si disperda lateralmente andando a incrementare la zona termicamente alterata e i colori di rinvenimento. La trasmissione pi\u00f9 diretta e uniforme dell\u2019energia comporta anche una maggiore e pi\u00f9 uniforme penetrazione all\u2019interno del cordone di saldatura. Ma qual \u00e8 la differenza sostanziale tra questi due gas? Se pensiamo all\u2019idrogeno ci viene subito in mente la sua caratteristica principale: l\u2019infiammabilit\u00e0. Per questo motivo, in saldatura, non viene mai utilizzato in addizione all\u2019argon in percentuali maggiori del 5-7%. Questo significa che beneficiamo dell\u2019implementazione del processo dovuto alla conducibilit\u00e0 termica non tanto dall\u2019idrogeno, ma soprattutto dall\u2019elio. L\u2019idrogeno, per\u00f2, ha il vantaggio di possedere la propriet\u00e0 cosiddetta riducente, ovvero la capacit\u00e0 di legarsi alle particelle di ossigeno presenti nel bagno di saldatura e, anche grazie alla propria leggerezza, trasportarle al di fuori del bagno di saldatura. Come risultato, si avranno quindi dei cordoni di saldatura completamente disossidati e pi\u00f9 lucenti.<\/p>\n\n\n\n

\"Cordone
Cordone di saldatura in Acciaio Inox AISI 304 realizzato tramite processo TIG, senza ossidazioni superficiali grazie all\u2019utilizzo di Idrogeno nella miscela di saldatura. <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Come si concretizzano poi queste propriet\u00e0 dei gas nella vostra gamma di prodotto che proponete al mercato?<\/h3>\n\n\n\n

Finora abbiamo fantasticato molto sulle infinite possibilit\u00e0 di utilizzo dei gas, anche se noi produttori abbiamo standardizzato le miscele. Ne abbiamo create 30-40, ognuna delle quali d\u00e0 il miglior risultato per un determinato processo e\/o uno specifico prodotto. Per esempio, abbiamo confrontato una saldatura che utilizza la miscela standard di 97,5% di argon e 2,5% di anidride carbonica con una composta da 82% di argon, 3% di anidride carbonica e 15% di elio. Abbiamo notato che con la seconda, grazie al minor apporto termico complessivo e alla minore porosit\u00e0 derivata dall\u2019elevata conducibilit\u00e0 termica dell\u2019elio, \u00e8 possibile completare la saldatura in due passate anzich\u00e9 tre, e che l\u2019aspetto del cordone \u00e8 pi\u00f9 piacevole esteticamente.
Rimanendo in tema saldatura a filo, pensiamo invece a cosa potrebbe accadere se non utilizziamo un gas attivo insieme all’argon. Se viene effettuata una saldatura su acciaio con argon 100%, risulter\u00e0 difettosa. L\u2019unico caso in cui si pu\u00f2 utilizzare argon schietto \u00e8 con gli allumini, mentre con gli acciai vediamo la formazione di cordoni a testa di chiodo, cio\u00e8 un difetto di saldatura; la corrente elettrica non basta per fare una penetrazione adeguata, poich\u00e9 si focalizza al centro del cordone. Se all\u2019argon, invece, vengono aggiunti anidride carbonica o ossigeno anche se in piccole percentuali, si ha una penetrazione pi\u00f9 uniforme del cordone di saldatura. Nella saldatura TIG, \u00e8 invece l’Idrogeno il gas pi\u00f9 interessante, per esempio la miscela di argon 95% e idrogeno 5% permette un miglioramento della profondit\u00e0 e dell\u2019ampiezza di penetrazione. La scelta del gas, quindi, pu\u00f2 avere degli effetti positivi o negativi sulla produzione. Non dovrebbe mai essere considerato un elemento secondario o di poco conto.<\/p>\n\n\n\n

\u00c8 possibile dimostrare che l\u2019uso delle miscele che proponete abbia un vantaggio economico, non solo metallurgico?<\/h3>\n\n\n\n

Per farlo torno all\u2019esempio della miscela di argon ed elio, dove siamo riusciti a utilizzare due passate di saldatura invece che tre, portando quindi un risparmio in termini di costi, nonostante il prezzo pi\u00f9 elevato per l\u2019acquisto dell\u2019elio. Il gas, in realt\u00e0, \u00e8 uno dei costi pi\u00f9 bassi all\u2019interno del processo di saldatura, anche quando sono rari o difficili da estrarre, come l\u2019elio appunto: mediamente, il gas rappresenta il 4% delle spese. La manodopera o i sistemi di gestione saldatura, nel caso di robot e automatismi, rappresentano invece l\u201985% dei costi di saldatura. Se riusciamo a ridurre quest\u2019ultima percentuale, pur aumentando il costo del gas, alla fine la spesa totale dell\u2019intero processo \u00e8 inferiore rispetto all\u2019utilizzo di una miscela senza l\u2019elio.
Ecco perch\u00e9 \u00e8 importante scegliere la miscela migliore per le proprie esigenze, e perch\u00e9 si tratta di un elemento da considerare a monte.
In chiusura, avrei due curiosit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

\"Giunto
Giunto saldato in Acciaio Inox AISI 304 realizzato tramite processo MAG con Arco Pulsato, l\u2019aggiunta di Elio nel gas \ndi protezione ha permesso la creazione di un cordone di saldatura ampio e dall\u2019ottimo aspetto visivo.\n<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La prima molto banale: come vengono prodotti i gas? La seconda riguarda invece le miscele che, da quanto ho capito, nascono per dare delle risposte concrete a un\u2019esigenza applicativa ben precisa; \u00e8 corretto?<\/h3>\n\n\n\n

Ogni gas ha la sua storia e viene prodotto in modo diverso. Partiamo dai tre gas principali che produciamo, cio\u00e8 ossigeno, argon e azoto. Questi vengono estratti dall\u2019aria attraverso un processo che si chiama frazionamento molto simile alla distillazione: il frazionamento dell\u2019aria viene effettuato sfruttando i diversi gradi di evaporazione dei gas. Noi liquefiamo l\u2019aria, poi, grazie al riscaldamento di questa, riusciamo a estrarre i gas, sapendo che questi evaporano a una temperatura diversa. L\u2019anidride carbonica \u00e8 la protagonista dei processi di saldatura, e deriva da impianti di recupero o da sintesi, come rifiuti organici o acciaierie. L\u2019elemento pi\u00f9 costoso \u00e8, come gi\u00e0 detto, l\u2019elio che, essendo un elemento molto volatile, non pu\u00f2 essere estratto dall\u2019aria, ma da giacimenti. Questi si trovano in diverse parti del mondo, e il suo prezzo si comporta in modo simile a quello del petrolio, quindi \u00e8 soggetto al mercato e alla situazione geopolitica. L\u2019idrogeno, cio\u00e8 il gas pi\u00f9 \u201cchiacchierato\u201d del momento, \u00e8 diviso in diversi \u201ccolori\u201d. L\u2019idrogeno \u201cgrigio\u201d \u00e8 quello che crea pi\u00f9 inquinamento perch\u00e9 deriva da processi di sintesi come lo steam reforming dove viene estratto dal metano sintetizzandolo, formando anche anidride carbonica che non viene recuperata. Se, invece, si riesce a recuperare l\u2019anidride carbonica, come succede nei nostri impianti, l\u2019idrogeno viene definito \u201cblu\u201d. Esiste poi un\u2019altra tipologia di idrogeno, che viene chiamato \u201cverde\u201d, il quale deriva completamente energie rinnovabili. Viene ricavato da elettrolisi, quindi dalla sintetizzazione dell\u2019acqua tramite energia elettrica; la fonte di energia elettrica dev\u2019essere rinnovabile, ovviamente. Le nostre miscele rispondono tutte a richieste applicative precise. La domanda che ci facciamo, e che ci viene spesso fatta, \u00e8 come supportare l\u2019avanzamento tecnologico con un elemento che esiste da migliaia di anni e che viene utilizzato nel campo della saldatura da secoli. La nostra risposta \u00e8 rappresentata dall’ampia offerta di miscele di gas SIAD, unita ad un supporto consulenziale ed operativo costante a tutte le aziende che adottano le nostre soluzioni ed innovazioni.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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