Tipi comuni di saldatura a resistenza

Introduzione

La saldatura a resistenza è uno dei processi di giunzione più utilizzati nelle industrie. Si tratta di un metodo che utilizza la corrente elettrica e la pressione per unire parti metalliche. Con la saldatura a resistenza, la giunzione è rapida e i risultati sono generalmente affidabili. Questa saldatura consente di realizzare giunti solidi e duraturi senza l'ausilio di materiale d'apporto aggiuntivo. Esistono diverse forme di saldatura a resistenza. Tra queste, la saldatura a punti, la saldatura a cordoni, la saldatura a proiezione, la saldatura di testa e la saldatura a fiamma. Ognuno di questi metodi ha una configurazione unica e applicazioni specifiche.

Saldatura a resistenza

Lasaldatura a punti è un metodo semplice ed efficace utilizzato per unire pezzi di metallo sovrapposti. Due elettrodi di rame premono saldamente contro i pezzi di metallo. Quando passa la corrente elettrica, il calore generato fonde il metallo in un punto ristretto e mirato. Il rapido raffreddamento del metallo determina un forte legame. Questo metodo è molto comune nella produzione di automobili. La maggior parte delle carrozzerie è tenuta insieme da saldature a punti nelle lamiere. Il processo ha un tempo di ciclo rapido. Molti impianti che producono prodotti con questa tecnica realizzano centinaia di saldature a punti al minuto. Il calore viene controllato in modo da non intaccare l'intera struttura per garantire che le giunzioni possano resistere alle sollecitazioni. La saldatura a punti è ampiamente utilizzata anche nella produzione di elettrodomestici. La semplicità del metodo lo rende essenzialmente facile da automatizzare. Molte fabbriche moderne dispongono di robot che eseguono la saldatura a punti con coerenza e ripetibilità.

Saldatura a cordone

Lasaldatura a cordone assomiglia al processo di saldatura a punti, ma produce un giunto di saldatura continuo. Invece di elettrodi discreti, vengono applicati rulli o elettrodi a forma di ruota. Questa tecnica consente di ottenere una scanalatura ordinata e ininterrotta lungo la giunzione dei pezzi. È particolarmente adatta per giunti a tenuta stagna. La saldatura a cordone è utilizzata nelle industrie per sigillare i bordi di bottiglie, serbatoi e tubi in acciaio inossidabile. La saldatura continua non lascia alcuno spazio vuoto che potrebbe diventare il punto debole del giunto. La saldatura a cordone è adatta per le parti in cui è conveniente avere un cordone di saldatura uniforme. Il processo è rapido e si integra bene con le linee di assemblaggio automatiche. La saldatura a cordone è in uso da decenni nella produzione di contenitori e unità di imballaggio. Il flusso ininterrotto di corrente assicura che la saldatura sia solida e di aspetto gradevole. La saldatura a cordone viene utilizzata anche nella fabbricazione di pezzi per grandi condutture di acqua e gas.

Saldatura a proiezione

Il principio della saldatura a proiezione prevede l'uso di piccole sporgenze o sezioni rialzate su una o entrambe le parti da unire. Queste aree rialzate concentrano la corrente di saldatura in un piccolo punto. Il processo trasferisce il calore solo alla sporgenza, che si fonde rapidamente con la superficie adiacente. Questo metodo è efficace per unire componenti di piccole dimensioni con più punti di saldatura. Riduce la necessità di un posizionamento preciso, poiché la proiezione stessa funge da guida. La saldatura a proiezione trova largo impiego nel settore automobilistico, dove sono necessarie molte saldature simili su uno stesso pezzo. Anche l'industria della produzione di elettrodomestici utilizza questa forma per giunzioni leggere e di precisione. I test dimostrano che i giunti saldati a proiezione offrono un'elevata resistenza alla fatica. La qualità del metodo viene mantenuta nella produzione di massa, riducendo il tempo necessario per le regolazioni di ogni singola saldatura.

Saldatura di testa

La saldatura di testa si differenzia dalle altre forme di saldatura a resistenza. Durante questo processo, i pezzi di metallo sono disposti bordo a bordo. Il giunto si crea quando i bordi si incontrano perfettamente. Una corrente elettrica passa attraverso i bordi allineati. La pressione applicata per unire le parti serve come mezzo di resistenza. Quando il metallo fuso si raffredda, si forma un legame molto forte lungo tutto il bordo. La saldatura di testa trova ampia applicazione nella fabbricazione di tubazioni, parti strutturali e altro. La forza risiede nel giunto a tutto spessore che questo metodo produce. Non è necessaria alcuna sovrapposizione, quindi il prodotto finito ha una superficie liscia e uniforme. Questa tecnica di saldatura diventa l'unica soluzione quando è richiesto un giunto pulito e solido. Molte applicazioni per impieghi gravosi nel settore delle costruzioni e delle spedizioni si affidano all'affidabilità dei giunti saldati di testa. Questo processo è in grado di gestire sollecitazioni e vibrazioni elevate, dimostrando così la sua validità in applicazioni critiche.

Saldatura a caldo

La saldatura a caldo è un metodo che unisce pezzi di metallo con un'improvvisa scarica di energia. Durante il processo, le parti vengono avvicinate e una corrente elevata attraversa il giunto. In questo processo, si verifica un lampo di metallo fuso all'interfaccia di contatto. Il flash pulisce le superfici metalliche bruciando eventuali impurità o ossidi. Al termine del flash, viene applicata una pressione per forgiare il giunto in modo solido. La saldatura a fiamma ossidrica trova applicazione nelle industrie che si occupano di unire parti di grande sezione trasversale. Trova applicazione nella produzione di binari per unire le rotaie o nella produzione di sbarre elettriche. Il processo è automatico e non richiede una configurazione complessa. Garantisce la pulizia dell'area di saldatura e un forte legame. Grazie al tempo di ciclo rapido e al riscaldamento controllato, la saldatura flash è efficiente dal punto di vista energetico ed economico. L'aspetto più apprezzato dagli ingegneri è la capacità di unire metalli dissimili, che la rende molto versatile per una serie di componenti strutturali.

Conclusione

Lasaldatura a resistenza è una tecnica molto importante per diverse industrie manifatturiere. La corrente elettrica e la pressione sono combinate in questa tecnica per produrre giunti forti e consistenti. Ogni tecnica ha i suoi vantaggi: saldatura a punti, saldatura a cordoni, saldatura a proiezione, saldatura di testa e saldatura a fiamma. Questi processi hanno contribuito a plasmare il metodo di produzione moderno. Per ulteriori informazioni, consultare il sito Stanford Advanced Materials (SAM).

Domande frequenti

F: A quale velocità viene solitamente eseguita la saldatura a punti?

D: Le applicazioni industriali possono raggiungere centinaia di cicli di saldatura al minuto con la saldatura a punti.

F: Quali prodotti utilizzano modelli di saldatura a cordone?

D: La saldatura a cordone è comune in serbatoi, tubazioni e contenitori sigillati in acciaio inossidabile.

F: I giunti saldati a fiamma sono affidabili per le applicazioni pesanti?

D: Sì, i giunti saldati a fiamma sono robusti e durevoli, adatti a componenti sottoposti a forti sollecitazioni.

Riferimenti:

[1] K.G. Swift, J.D. Booker, Chapter 11 - Joining Processes, Editor(s): K.G. Swift, J.D. Booker, Manufacturing Process Selection Handbook, Butterworth-Heinemann, 2013, Pages 291-349, ISBN 9780080993607