Evoluzione della saldatura ad arco
Altre innovazioni nella saldatura ad arco dell’epoca includono l’uso di un arco elettrico trifase e una fonte di alimentazione a corrente alternata.
La prima saldatura ad arco di successo fu eseguita nel 1881 quando Nikolai Benardos, un inventore russo, mostrò una saldatura ad arco di metalli all’Esposizione internazionale di elettricità di Parigi. Usò un elettrodo di carbonio e, lavorando con l’inventore polacco Stanislaw Olszewski, brevettò il metodo di saldatura ad arco di carbonio.
Anche nel 1881, Auguste de Méritens, un ingegnere elettrico francese, scoprì e brevettò un altro metodo di saldatura ad arco di carbonio. Alla fine del XIX secolo, furono fatti numerosi progressi nella saldatura ad arco. Gli elettrodi di metallo furono creati nel 1888 e, nel 1900, furono creati elettrodi di metallo rivestiti, producendo un arco più stabile. Altre innovazioni nella saldatura ad arco dell’epoca includono l’uso di un arco elettrico trifase e una fonte di alimentazione a corrente alternata.
Dagli anni 1920 agli anni 1960, ci fu un rapido sviluppo dei metodi di saldatura ad arco. La saldatura automatica, che utilizzava un elettrodo ad alimentazione continua, iniziò a metà degli anni ’20. Intorno a quello stesso periodo, gli scienziati cominciarono anche a cercare modi per proteggere il metallo fuso nelle saldature dai nitruri e dagli ossidi presenti nell’atmosfera, che possono causare difetti strutturali, cioè fragilità e porosità. Questo ha portato allo sviluppo della saldatura ad arco schermato a gas. Nel 1930, fu creato il metodo di saldatura ad arco sommerso e nel 1941, la saldatura ad arco di tungsteno fu finalmente perfezionata dopo decenni passati a cercare di sviluppare la tecnica.
Diverse forme di saldatura ad arco
La saldatura ad arco è la forma più comune di saldatura ed è anche una delle più varie. Utilizza il calore concentrato creato da un arco elettrico per fondere i metalli. Ci sono sei metodi diversi per la saldatura ad arco che sono popolari oggi.
Shielded metal arc welding, o SMAW, è la forma più antica e basilare di saldatura ad arco. È anche la più versatile. Quando l’elettrodo, a volte chiamato bastone di saldatura, viene toccato e rimosso dal materiale di lavoro, la sua punta si fonde e diventa il materiale che forma la saldatura. I nitruri e gli ossidi presenti nell’aria possono integrarsi nelle saldature SMAW e devono essere rimossi dopo ogni passaggio della bacchetta, altrimenti l’integrità della saldatura può essere compromessa.
Crea un più alto tasso di deposito di metallo saldato, rendendolo ideale per la saldatura di metalli spessi.
La saldatura ad arco con gas metallico, conosciuta anche come GMAW e MIG, fa uso di gas come elio o argon per schermare il metallo fuso dagli ossidi e nitruri presenti nell’aria. La saldatura GMAW crea temperature relativamente basse ed è la migliore per saldature di lamiere sottili.
La saldatura ad arco di tungsteno, conosciuta anche come GTAW e TIG, usa un elettrodo di tungsteno e fa anche uso di elio o argon per proteggere la saldatura da ossidi e nitruri. Nella saldatura TIG, l’elettrodo non si consuma come negli altri metodi di saldatura ad arco. Questo permette di utilizzarlo per creare saldature autogene. Richiede più esperienza da parte del saldatore, ma può anche realizzare saldature più pulite che richiedono meno lavoro di finitura.
La saldatura ad arco con flusso colorato, o saldatura FCAW, fa uso di elettrodi che sono riempiti di flusso. Questo funziona per proteggere il metallo fuso dai nitruri e si ossida nello stesso modo in cui i gas sono usati in altri metodi di saldatura ad arco. Crea un più alto tasso di deposito di metallo saldato, rendendolo ideale per la saldatura di metalli spessi.
La saldatura ad arco plasma, o saldatura PAW, utilizza elettrodi ionizzati e gas per generare getti caldi di plasma, che sono diretti alla saldatura. Questi getti di plasma caldissimi sono estremamente concentrati e permettono saldature più veloci e profonde.
La saldatura ad arco sommerso, o saldatura SAW, utilizza anche una forma granulare di flusso. Mentre la saldatura viene eseguita, il flusso viene alimentato al suo interno, formando uno strato protettivo che previene gli schizzi e le scintille. Come la saldatura PAW, può anche essere usata quando sono richieste saldature più profonde, ma è limitata alle saldature orizzontali.
Suggerimenti di sicurezza per la saldatura ad arco
La saldatura dovrebbe essere sempre eseguita in aree ben ventilate. Per mantenere un’area sicura per la respirazione, i fumi di saldatura dovrebbero essere mantenuti sotto i 5mg per metro cubo di aria fresca. Questa bassa soglia può essere raggiunta molto rapidamente se non viene fornita una ventilazione sufficiente. Eseguire sempre le saldature in spazi aperti. Se una saldatura deve essere fatta in uno spazio ristretto, si dovrebbe indossare una maschera per i fumi e un casco alimentato ad aria.
Durante il periodo di raffreddamento, le saldature si contraggono e possono lanciare pezzi di scoria, che possono bruciare gli occhi.
La saldatura crea anche livelli pericolosi di luce ultravioletta e raggi infrarossi. Se non si è adeguatamente protetti, possono causare un effetto simile alla scottatura solare sulla pelle e la fotocheratite o le ustioni della cornea agli occhi. Per evitare questo, indossa sempre un casco da saldatore, guanti da saldatore e vestiti che forniscono una grande quantità di copertura della pelle.
La saldatura ad arco crea una grande quantità di scintille e schizzi. Più un saldatore è inesperto, più scintille si creano. Anche se non è pericoloso a lungo termine, può essere estremamente fastidioso quando si cerca di concentrarsi sul lavoro. Abiti spessi e un berretto da saldatore che copre il collo possono aiutare a ridurre il fastidio delle scintille e degli schizzi. A causa della grande quantità di scintille che la saldatura ad arco produce, l’area immediata dovrebbe anche essere liberata da qualsiasi liquido o materiale infiammabile. Un estintore che contiene CO2 o polvere secca dovrebbe anche essere tenuto facilmente accessibile.
Anche dopo che la saldatura è completata, non si dovrebbe guardare da vicino con occhi non protetti fino a quando non si è completamente raffreddata. Durante il periodo di raffreddamento, le saldature si contraggono e possono lanciare pezzi di scoria, che possono bruciare l’occhio.