Comprensione di CO2, MIG, MAG, Pulse MIG, Pulse MAG

Il concetto e la classificazione della saldatura ad arco con gas metallico (GMAW)

In base al tipo di filo per saldatura, la saldatura può essere classificata in saldatura con filo pieno e saldatura con filo animato. La saldatura ad arco con filo pieno protetto da gas inerte (Ar o He) è chiamata saldatura a gas metallico inerte, o saldatura MIG; la saldatura ad arco con filo pieno protetto da una miscela ricca di argon è chiamata saldatura a gas metallico attivo, o saldatura MAG. La saldatura ad arco con filo pieno protetto da gas CO2 è chiamata saldatura CO2. Quando si utilizza un filo animato, la saldatura ad arco con CO2 o una miscela di CO2+Ar come gas di protezione è chiamata saldatura ad arco con filo animato. È inoltre possibile eseguire la saldatura senza gas di protezione; questo metodo è chiamato saldatura ad arco autoprotetta.

La differenza tra la saldatura MIG/MAG standard e la saldatura CO2.

Le caratteristiche della saldatura CO2 sono il basso costo e l'elevata efficienza produttiva. Tuttavia, presenta svantaggi come schizzi eccessivi e scarsa formazione del cordone di saldatura. Per questo motivo, alcuni processi di saldatura utilizzano la saldatura MIG/MAG convenzionale. La saldatura MIG/MAG convenzionale è un metodo di saldatura ad arco con protezione da gas inerte o da gas ricco di argon, mentre la saldatura CO2 ha forti proprietà ossidanti, il che determina le differenze e le caratteristiche tra i due processi. Rispetto alla saldatura CO2, i principali vantaggi della saldatura MIG/MAG sono i seguenti:

1) Gli schizzi sono ridotti di oltre il 50%. Con una protezione a base di argon o di gas ricco di argon, l'arco di saldatura è stabile. L'arco non solo è stabile durante il trasferimento delle goccioline e il trasferimento a spruzzo, ma anche nel trasferimento in corto circuito della saldatura MAG a bassa corrente, dove la forza repulsiva dell'arco sulle gocce fuse è minore, garantendo così una riduzione degli schizzi di oltre il 50% durante il trasferimento in corto circuito nella saldatura MIG/MAG.

2) Il cordone di saldatura è uniforme ed esteticamente gradevole. Grazie al trasferimento uniforme, fine e stabile della goccia nella saldatura MIG/MAG, il cordone di saldatura risulta uniforme ed esteticamente gradevole.

3) Può saldare molti metalli reattivi e le loro leghe. L'atmosfera dell'arco ha proprietà ossidanti molto deboli o addirittura nulle. La saldatura MIG/MAG può saldare non solo acciaio al carbonio e acciaio ad alta lega, ma anche molti metalli reattivi e le loro leghe, come alluminio e leghe di alluminio, acciaio inossidabile e sue leghe, magnesio e leghe di magnesio, ecc.

4) Migliora notevolmente la lavorabilità del processo di saldatura, la qualità della saldatura e l'efficienza produttiva.

Differenze tra saldatura MIG/MAG a impulsi e saldatura MIG/MAG convenzionale

Le principali modalità di trasferimento delle goccioline nella saldatura MIG/MAG convenzionale sono il trasferimento a spruzzo ad alte correnti e il trasferimento in corto circuito a basse correnti. Pertanto, la saldatura a bassa corrente presenta ancora svantaggi come elevata proiezione di schizzi e scarsa formazione del cordone, specialmente per alcuni metalli reattivi che non possono essere saldati a basse correnti, come l'alluminio e le sue leghe, e l'acciaio inossidabile. Ciò ha portato allo sviluppo della saldatura MIG/MAG pulsata, il cui caratteristico trasferimento delle goccioline prevede il trasferimento di una gocciolina per ogni impulso di corrente; in sostanza, si tratta di un trasferimento a goccioline in modalità spray.

Rispetto alla saldatura MIG/MAG convenzionale, le sue caratteristiche principali sono le seguenti:

1) La modalità di trasferimento delle goccioline ottimale nella saldatura MIG/MAG pulsata è una gocciolina per impulso. Regolando la frequenza dell'impulso, è possibile modificare il numero di goccioline trasferite per unità di tempo e quindi la velocità di fusione del filo di saldatura.

2) A causa del trasferimento a spruzzo con un impulso per goccia, il diametro della goccia è approssimativamente uguale al diametro del filo di saldatura, determinando un minore calore d'arco sulla goccia, ovvero una temperatura della goccia più bassa (rispetto al trasferimento a spruzzo e al trasferimento con gocce grandi). Ciò migliora il coefficiente di fusione del filo di saldatura, aumentando così l'efficienza di fusione del filo stesso.

3) Grazie alla bassa temperatura della goccia, si genera meno fumo di saldatura. Questo riduce la perdita per ossidazione degli elementi leganti e migliora l'ambiente di lavoro.

Rispetto alla saldatura MIG/MAG convenzionale, i suoi principali vantaggi sono i seguenti:

1) Basso schizzio di saldatura, o addirittura assenza di schizzi.

2) Buona direttività dell'arco, adatto alla saldatura in tutte le posizioni.

3) Buona formazione del cordone di saldatura, maggiore larghezza del cordone, ridotte caratteristiche di penetrazione a dito e ridotto rinforzo del cordone.

4) Perfetta saldatura di metalli reattivi (come l'alluminio e le sue leghe) a basse correnti. Amplia il campo di corrente utilizzabile per il trasferimento spray nella saldatura MIG/MAG. Nella saldatura pulsata, è possibile ottenere un trasferimento stabile di goccioline spray in un ampio intervallo di corrente, da valori prossimi alla corrente critica del trasferimento spray fino a correnti relativamente elevate di decine di ampere.

Da quanto sopra, le caratteristiche e i vantaggi della saldatura MIG/MAG pulsata sono chiari, ma nulla è perfetto.

Rispetto alla saldatura MIG/MAG convenzionale, gli svantaggi sono i seguenti:

1) L'efficienza produttiva della saldatura è generalmente percepita come leggermente inferiore.

2) Richiede livelli di competenza più elevati da parte dei saldatori.

3) Attualmente, l'equipaggiamento per la saldatura è più costoso. La scelta della saldatura MIG/MAG pulsata è determinata principalmente dai requisiti del processo di saldatura.

Sulla base del confronto sopra indicato, sebbene la saldatura MIG/MAG a impulsi presenti molti vantaggi che altri metodi di saldatura non possono raggiungere o eguagliare, ha anche degli svantaggi come il costo elevato dell'attrezzatura, una produttività leggermente inferiore e la difficoltà per i saldatori nell'apprenderla. Pertanto, la scelta della saldatura MIG/MAG a impulsi è principalmente determinata dai requisiti del processo di saldatura.

Secondo gli attuali standard nazionali di processo di saldatura, le seguenti applicazioni richiedono fondamentalmente l'uso della saldatura MIG/MAG a impulsi:

1) Acciaio al carbonio. Applicazioni che richiedono un'elevata qualità e un aspetto estetico del cordone di saldatura, principalmente nel settore dei recipienti in pressione, come caldaie, scambiatori di calore chimici, scambiatori di calore per condizionatori centralizzati e carter delle turbine per turbine idrauliche.

2) Acciaio inossidabile. Applicazioni che utilizzano corrente bassa (al di sotto di 200 A, indicata successivamente come corrente bassa) e che richiedono un'elevata qualità e un aspetto estetico del cordone di saldatura, come nelle locomotive e nei recipienti in pressione nell'industria chimica.

3) Alluminio e le sue leghe. Applicazioni che utilizzano corrente bassa (al di sotto di 200 A, indicata come corrente bassa nel seguito) e che richiedono un'elevata qualità e aspetto della saldatura, come treni ad alta velocità, interruttori ad alta tensione e apparecchiature per l'ossigeno. In particolare i treni ad alta velocità, compresi CSR Sifang Rolling Stock, Tangshan Rolling Stock Plant e Changchun Railway Vehicles, nonché i piccoli produttori che forniscono lavorazioni in outsourcing per loro. Secondo fonti del settore, entro il 2015 tutte le capitali provinciali e le città con una popolazione superiore a 500.000 abitanti in Cina saranno collegate alla rete ferroviaria ad alta velocità, indicando una domanda enorme di treni ad alta velocità e la corrispondente necessità di lavori di saldatura e attrezzature per la saldatura.

4) Rame e le sue leghe. In base alle attuali conoscenze, rame e le sue leghe utilizzano fondamentalmente la saldatura MIG/MAG pulsata (nell'ambito della saldatura ad arco con gas protettivo).