Top 3 metodi innovativi di saldatura

Questo articolo getta luce sui primi tre metodi innovativi di saldatura. I metodi sono: 1. Gravity Welding 2. Fire Cracker Welding 3. Welding of Ceramics.

Metodo # 1. Saldatura a gravità:

Saldatura per gravità inventata nel 1938, è un metodo di saldatura automatica che impiega il processo SMAW. Utilizza un semplice meccanismo a basso costo che include un porta-elettrodo fissato ad una staffa che scorre lungo una barra inclinata mantenuta ad un angolo predeterminato rispetto alla barra, come mostrato in Fig. 22.34. Questo metodo è usato quasi invariabilmente per la realizzazione di cordoni di saldatura.

Una volta posizionata la punta dell'elettrodo nella radice dell'articolazione e l'arco viene avviato, l'elettrodo si fonde e la staffa scorre verso il basso lungo la barra a una velocità che dipende dall'angolo di inclinazione della barra.

La punta dell'elettrodo mantiene il contatto con il pezzo durante il suo viaggio, come mostrato in Fig. 22.35, fino a quando l'elettrodo non è stato ridotto a una lunghezza di circa 50 mm, quando il movimento della staffa cessa e l'arco si spegne o la staffa e il portaelettrodo viene automaticamente sollevato per rompere l'arco.

Un elettrodo nuovo viene bloccato nel supporto dell'elettrodo che viene riposizionato per avviare la saldatura dove l'elettrodo precedente si era fermato. Il successo del funzionamento del saldatore a gravità non richiede soltanto che il rivestimento dell'elettrodo debba continuamente toccare il lavoro durante il suo percorso, ma richiede anche ma richiede anche che il tasso di fusione dell'elettrodo corrisponda alla sua velocità di scorrimento.

La fonte di energia utilizzata con il saldatore a gravità è del tipo a corrente costante normalmente utilizzata per SMAW manuale ma è regolata per fornire un ciclo di lavoro di circa il 90% rispetto al ciclo di lavoro del 60% richiesto per SMAW manuale. Si possono usare correnti fino a 400A a seconda della dimensione e del tipo di elettrodo.

Gli elettrodi utilizzati con il saldatore gravitazionale sono rivestiti in modo pesante e di tipi E6027 e E7024 sebbene talvolta venga utilizzato anche il tipo E7028. Gli elettrodi più comunemente usati con saldatrice a gravità sono quelli di 5 e 6 mm di diametro e di 800 mm di lunghezza, sebbene si possano usare anche i normali elettrodi di lunghezza 450 mm ma con un vantaggio economico molto inferiore.

Il tasso di deposizione è aumentato solo marginalmente dall'uso del saldatore a gravità su SMAW manuale, ma poiché un operatore può contemporaneamente operare fino a 5 saldatori a gravità, aumenta la produttività dei saldatori, riduce l'affaticamento del saldatore, l'addestramento dell'operatore è ridotto al minimo e vi sono notevoli risparmi costo del lavoro di saldatura. La Tabella 22.7 mostra la quantità di metallo depositato, in Kg / ora, quando si utilizza SMAW manuale rispetto a due o cinque saldatori a gravità.

La saldatura a gravità è la soluzione migliore per realizzare saldature di raccordo in posizione orizzontale e fornisce risultati eccellenti quando si deve realizzare un numero sufficiente di raccordi orizzontali in una piccola area poiché la vicinanza delle saldature consente di controllare rapidamente tutte le unità di saldatura a gravità spostandosi da un'unità all'altra per ricaricarli, avviare l'arco e lasciarli operare senza sorveglianza. Tale situazione esiste nella fabbricazione di navi. Questo è il motivo per cui questo metodo è più utilizzato per la saldatura di elementi di rinforzo per la placcatura nella costruzione navale in tutto il mondo.

La saldatura a gravità viene utilizzata anche nei cantieri ferroviari e nei cantieri di chiatta. Sebbene il processo sia stato utilizzato in modo molto vantaggioso dai costruttori navali giapponesi, i suoi vantaggi economici non sono stati sfruttati adeguatamente dai fabbricanti. Tuttavia, si spera che la saldatura per gravità raggiunga, a tempo debito, un posto importante nella saldatura di produzione.

Metodo # 2. Saldatura a fiamma:

La saldatura Fire cracker, sviluppata nel 1930, è un metodo per realizzare automaticamente saldature di testa e di raccordo usando elettrodi rivestiti pesantemente di tipo E6024 ed E 7028. In questo processo l'elettrodo tenuto in un supporto per elettrodi è posto orizzontalmente nello spazio di una giuntura di testa o nell'angolo di un giunto di raccordo con uno stampo di rame di forma appropriata disposto per coprire tutta la lunghezza dell'elettrodo come mostrato nella figura 22.36.

L'arco viene colpito mettendo in cortocircuito l'estremità nuda dell'elettrodo sul lavoro utilizzando una barra di carbonio. La lunghezza dell'arco dipende dallo spessore del rivestimento. Una volta che l'arco è iniziato, l'elettrodo si scioglie e deposita il materiale sottostante e il processo procede automaticamente al completamento come un petardo.

Gli elettrodi utilizzati per la saldatura dei petardi sono solitamente lunghi 1 metro e hanno un diametro da 5 a 8 mm. Possono essere utilizzate entrambe le fonti di alimentazione CA e CC, ma la CA è preferibile al fine di evitare il soffio d'arco.

La saldatura per incendi è un metodo semplice che può essere utilizzato per aumentare la produttività di un saldatore perché un operatore può realizzare simultaneamente diverse saldature per incendi. Ha tuttavia alcune difficoltà ad esso associate, tra cui la necessità di un'attenta preparazione dei bordi del giunto, la necessità di speciali stampi in rame per ogni tipo e dimensione del giunto, la difficoltà di controllare la penetrazione della saldatura e la necessità di procurarsi elettrodi extra lunghi con rivestimenti pesanti.

La saldobronizzazione non è molto popolare, ma può essere utilizzata con vantaggio per la costruzione di ponti, serbatoi e carrozze ferroviarie. Può essere utilizzato per saldare saldature di testa quadrate in materiali con uno spessore compreso tra 1 e 3 mm e saldature di raccordo in piastre con spessore di 5 mm e oltre. La qualità delle saldature realizzate con la saldatura Fire cracker è simile alla qualità delle saldature eseguite con il processo manuale SMAW.

Una variante della saldatura dei cracker impiega elettrodi rivestiti posti in flusso, eliminando così l'uso di stampi in rame. Il flusso è costituito da sabbia silicea o miscela complessa di silicati con 8% al 10% di silicato di potassio liquido che funge da legante per formare una pasta di flusso di sufficiente porosità per consentire la fuoriuscita di gas durante la saldatura.

Lo strato di flusso utilizzato per coprire l'elettrodo rivestito ha una profondità di 10 - 20 mm. Altri dettagli del processo sono simili a quelli della normale saldatura dei petardi. L'impostazione attuale è superiore del 10 - 20% rispetto a quella utilizzata per SMAW manuale. La scoria formata dalla fusione del rivestimento e del flusso è facilmente separabile.

La saldatura per incendi può essere utilizzata per realizzare tutti i tipi di raccordo e giunti di testa nella posizione di saldatura verso il basso. Determinate saldature che sono difficili da raggiungere o poco pratici da eseguire con SMAW manuale possono spesso essere eseguite con questo processo.

Metodo # 3. Saldatura della ceramica:

Le ceramiche sono composti non metallici inorganici prodotti dall'azione del calore e comprendono prodotti di argilla, cementi, vetri ai silicati e altri materiali simili al vetro refrattario. Le ceramiche utilizzate per le applicazioni di ingegneria sono indicate come "ceramiche per l'ingegneria" e includono allumina, carburo di silicio, nitruro di silicio, zirconio, ecc.

Le ceramiche per l'ingegneria presentano generalmente una maggiore durezza, maggiore stabilità dimensionale modulo elastico più elevato, elevata resistenza alla corrosione, minore coefficiente di espansione termica, minore densità e maggiore resistenza a temperature più elevate, come mostrato nella figura 22.37. La Tabella 22.8 fornisce alcune delle proprietà fisiche di ceramiche e metalli selezionati.

I componenti sagomati di ceramica sono generalmente prodotti con il processo della tecnologia delle polveri. Tuttavia, questi componenti sono spesso richiesti per essere uniti per produrre una forma più complessa e molte applicazioni richiedono l'unione di ceramica e metalli. I processi di saldatura e affini sono generalmente usati per raggiungere questo scopo.