Caratteristiche della saldatura ad arco

Cos'è la saldatura ad arco

L'operazione di saldatura avviene quando l'elettrodo si trova alla distanza giusta dal pezzo da saldare per far scoccare l'arco elettrico. In questo modo si ha la fusione del metallo di cui è costituito l'elettrodo, del suo rivestimento e del pezzo (o dei pezzi) da saldare. L'insieme di questi materiali fusi viene chiamato "bagno di saldatura" ed è il saldatore che lo gestisce, spostando la pinza portaelettrodo, a mano. Quando ha finito, deve asportare la crosta formatasi sopra alla saldatura che in temine tecnico si definisce "scoria". La scoria ha un compito ben preciso: deve proteggere il metallo durante il raffreddamento. Gli elettrodi vengono sostituiti più volte durante la saldatura, perché la loro lunghezza è soltanto di una decina di centimetri e si usurano piuttosto velocemente.

Gli strumenti per la saldatura

Per eseguire la saldatura ad arco servono: la saldatrice, la pinza portaelettrodo, la pinza di messa a terra, i cavi di collegamento e gli elettrodi. La saldatrice è la macchina che esegue la saldatura, convertendo la corrente alternata a 120 o 240 volt fino ai 40-70 volt che sono le tensioni necessarie alla saldatura. Pinza portaelettrodo, chiamata anche "pungiglione", è la pinza a cui viene fissato l'elettrodo e che il saldatore impugna durante l'operazione. La pinza di messa a terra è il morsetto che viene attaccato al pezzo di metallo da saldare, è ciò che chiude il circuito, facendo scorrere la corrente nel metallo. I cavi di collegamento sono in rame, isolati elettricamente e servono a portare la corrente alla pinza di massa e a quella porta elettrodo. Infine gli elettrodi: di diversi tipi, a seconda delle saldature da eseguire.

Caratteristiche della saldatura ad arco

Quali sono le caratteristiche della saldatura ad arco? Innanzitutto è utilizzabile sia in officina che in cantiere. Può essere utilizzata praticamente per saldare tutti i materiali, ad eccezione di quelli che fondono a basse temperature come: piombo, zinco e stagno. Sono esclusi anche i materiali che reagiscono con l'ossigeno e i metalli refrattari. Un'ultima limitazione all'uso di questa pratica, ma per motivi economici, è la saldatura di materiali aventi spessori superiori ai 35-40 mm: il costo risulta troppo elevato. Il problema che più si riscontra con questo tipo di saldatura è dovuto alla presenza di scoria nel cordone di saldatura che è dovuta ad un'errata posizione dell'elettrodo durante la saldatura o ad una rimozione fatta male della scoria, a fine saldatura. Altro difetto è la porosità che viene determinata dalla presenza di grasso o vernice nel bagno di saldatura.

L'equipaggiamento di sicurezza per la saldatura ad arco

Le caratteristiche della saldatura ad arco fanno sì che per eseguire questa operazione sia necessario indossare un equipaggiamento di sicurezza. Il casco da saldatore è dotato di una maschera con un vetro scuro, per proteggere gli occhi del saldatore dal flash luminoso generato dall'arco di saldatura che potrebbe bruciare la retina. I guanti servono per proteggere mani, polsi ed avambracci dell'operatore dal calore e da eventuali spruzzi di materiale incandescente. Sono guanti speciali, a base di pelle isolata. Il resto del corpo viene protetto da indumenti in pelle che possono essere giacche o pettorine, in grado di resistere al contatto con schizzi di materiale fuso e molto caldo. Per la protezione dei piedi sono disponibili speciali stivali in materiali particolari che non fondono e non bruciano.

Domande frequenti

  • Come funziona tecnicamente la saldatura ad arco e qual è il ruolo dello scoria?
    La saldatura ad arco avviene generando un arco elettrico tra l'elettrodo rivestito e il pezzo metallico, fondendo contemporaneamente l'elettrodo, il suo rivestimento e il materiale base. Questo insieme fuso forma il "bagno di saldatura". Durante il raffreddamento, il rivestimento dell'elettrodo crea una crosta detta "scoria". Questa scoria non è un residuo inutile, ma svolge una funzione cruciale: protegge il metallo ancora incandescente dall'ossidazione atmosferica e ne rallenta il raffreddamento, garantendo una struttura cristallina corretta. Una volta terminata l'operazione, il saldatore deve rimuovere meccanicamente questa scoria per ispezionare il cordone di saldatura sottostante.
  • quali sono i limiti pratici della saldatura ad arco riguardo ai materiali e agli spessori?
    La saldatura ad arco con elettrodo rivestito presenta alcune limitazioni specifiche. Non può essere utilizzata su metalli a basso punto di fusione come piombo, zinco e stagno, né su metalli che reagiscono violentemente con l'ossigeno o sui metalli refrattari. Inoltre, esiste un limite economico e pratico legato allo spessore: saldare lastre con uno spessore superiore ai 35-40 mm risulta spesso antieconomico e inefficiente rispetto ad altre tecniche. Per ottenere risultati ottimali, è fondamentale preparare correttamente il materiale, rimuovendo qualsiasi traccia di grasso, ruggine o vernice, poiché queste impurità causano difetti critici come la porosità nel cordone finale.
  • Che attrezzatura è indispensabile per iniziare a saldare ad arco?
    Per eseguire saldature ad arco sono necessari cinque elementi fondamentali. In primo luogo, la saldatrice, che converte la corrente di rete (120/240V) nella tensione operativa necessaria (40-70V). In secondo luogo, la pinza portaelettrodo (o pungiglione) per impugnare e alimentare l'elettrodo. Terzo, la pinza di messa a terra (massa), che va agganciata al pezzo da lavorare per chiudere il circuito elettrico. Quarto, i cavi di collegamento in rame isolato che trasportano la corrente. Infine, gli elettrodi stessi, che devono essere selezionati in base al tipo di metallo e allo spessore da unire. Senza uno di questi componenti, il processo non può avvenire.
  • Quali dispositivi di protezione individuale (DPI) sono obbligatori per la sicurezza del saldatore?
    La sicurezza è prioritaria a causa del forte calore, degli schizzi di metallo fuso e della radiazione luminosa intensa. È obbligatorio l'uso di un casco con maschera dotata di vetro oscurato per proteggere la retina dal flash dell'arco elettrico. I guanti devono essere specifici, realizzati in pelle isolante, per proteggere mani e avambracci dalle scottature e dagli urti. Il corpo va coperto con indumenti in pelle (giacche o grembiuli) resistenti al fuoco e agli schizzi. Infine, i piedi devono essere protetti da stivali speciali in materiali ignifughi che non fondano a contatto con il metallo incandescente. L'equipaggiamento completo previene gravi lesioni oculari e cutanee.
  • Cosa causa i difetti più comuni come la porosità o la presenza di scoria nel cordone?
    I difetti principali derivano spesso da errori operativi o preparativi. La presenza di scoria intrappolata nel cordone di saldatura è quasi sempre dovuta a una cattiva rimozione della crosta superficiale dopo la saldatura, oppure a una scorretta inclinazione o velocità di avanzamento dell'elettrodo durante il lavoro. La porosità, ovvero piccoli fori nel metallo saldato, è invece causata prevalentemente dalla contaminazione del bagno di saldatura: la presenza di umidità, grasso, olio o vernice sul pezzo da lavorare provoca la formazione di gas intrappolati mentre il metallo si solidifica. Una pulizia accurata del materiale prima dell'intervento è essenziale per evitare questi vizi strutturali.