I vantaggi della miscela Argon, Idrogeno ed Elio nella saldatura TIG di acciai inox

Lavorazione Metalli

Abbiamo già affrontato la questione dei gas nei processi di saldatura e definito le caratteristiche di ciascun gas secondo le diverse tipologie di saldatura. Adesso entriamo nello specifico della saldatura TIG e scopriamo qual è la miscela per ottenere i risultati migliori.

Lo standard della saldatura TIG

La saldatura TIG, nota anche come GTAW, è realizzata fondendo i lembi da giuntare (con o senza materiale d’apporto).  Avvicinando l’elettrodo non fusibile in Tungsteno al materiale base si crea un arco elettrico.

L’uso di un elettrodo in tungsteno e di un gas di protezione inerte garantiscono una delle qualità di saldatura più alte tra quelle offerte da qualsiasi processo di saldatura ad arco.

Le caratteristiche della saldatura TIG (o GTAW) sono:

  • la presenza di un generatore di tipo AC/DC
  • la presenza di un elettrodo in tungsteno non consumabile
  • l’ausilio di un gas di protezione per la saldatura

Se lo spessore da saldare è sottile e non si utilizza materiale di apporto si parla quindi di saldatura autogena. Il materiale d’apporto, quando utilizzato, viene fuso dall’arco. Fondamentale nella saldatura TIG la scelta del gas di protezione: deve proteggere l’elettrodo, l’arco, il bagno, le zone del pezzo adiacenti al bagno da possibili contaminazioni atmosferiche, che potrebbero pregiudicare la qualità della saldatura.

Il gas protettivo della saldatura TIG è riversato direttamente sul materiale attraverso l’ugello posto sulla torcia di saldatura e, per effetto del campo elettrico, gli elettroni sono accelerati. A questo corrisponde la ionizzazione del gas e la generazione dell’arco elettrico che sviluppa energia termica sul materiale base.

Argon, Elio e Idrogeno: i gas per la saldatura TIG

Oltre all’Argon, il più comune e importante gas utilizzato all’interno dei processi di saldatura, entrano in gioco altri gas che possono influire decisamente sul risultato finale di saldatura TIG del nostro giunto: principalmente Elio e Idrogeno. Vediamoli insieme:

Argon gas inerte più pesante dell’aria, impiegato per la protezione del bagno di saldatura, ha un basso potenziale di ionizzazione ed è quindi in grado di agevolare la formazione di un arco voltaico per effetto della creazione di una differenza di potenziale tra catodo e anodo; l’Argon ha la tendenza a concentrare molto la penetrazione del cordone di saldatura sul materiale base.

Idrogeno gas combustibile, si lega facilmente con l’Ossigeno generando una reazione esotermica; viene utilizzato in piccole percentuali per aumentare la velocità nel processo di saldatura TIG che risulta essere lucida perché priva di deposizione di ossidi.

Elio gas inerte, molto più leggero dell’aria, viene impiegato per la protezione del bagno di saldatura, solitamente miscelato con Argon. L’Elio ha un elevato potere di ionizzazione che genera così una elevata differenza di potenziale tra catodo e anodo, talmente elevata che se usato puro diviene difficile l’innesco stesso dell’arco elettrico. Per effetto del suo basso peso specifico, la protezione del bagno risulta essere più ampia ma meno consistente.

I vantaggi della miscela nella saldatura TIG negli acciai austenitici

Come abbiamo già avuto modo di sottolineare all’interno di questo articolo, l’Argon è il gas più comune all’interno del mondo della saldatura, poiché fornisce diversi vantaggi. Per cominciare l’Argon:

  • consente una buona pulizia sugli acciai inossidabili
  • facilita la stabilità dell’arco di corrente offrendo una lavorazione precisissima
  • è relativamente meno costoso
  • ha una elevata densità rispetto all’aria pertanto ha un’ottima capacità di protezione del bagno fusorio.

L’Elio è il gas inserito nelle miscele di saldatura per le sue peculiarità di elevato potenziale di ionizzazione, che lo rendono il gas ideale per materiali da saldare con una conduttività termica elevata (come alluminio, acciaio inox, rame o leghe di magnesio). Lo troviamo spesso miscelato con l’Argon, per sfruttare le ottime caratteristiche di entrambi.

Altro gas che spesso viene miscelato all’Argon è l’Idrogeno, ma esclusivamente per la saldatura su acciaio inossidabile. L’Idrogeno aumenta l’energia trasferita tramite l’arco di corrente e la pulizia in quanto gas riducente.

L’impiego di miscele di gas contenenti piccole percentuali di Idrogeno nel processo di saldatura TIG di acciai austenitici è oramai prassi comune per molte aziende. Per questo Rivoira, parte del gruppo Taiyo Nippon Sanso, ha lavorato per trovare la miscela ideale che potesse unire le caratteristiche migliori di questi gas (Argon, Idrogeno e Elio) per aiutare le aziende a migliorare le performance di saldatura e abbattere i costi di processo: l’Helistar HP5. Presentiamo il prodotto in questo articolo.

Scrivici qui se hai domande o vuoi aggiungere qualcosa a quanto scritto.