ELETTRODI

LINEA UNIVERSALD

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382 UNIVERSALD

6013 LSI

6013 LC

 

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CARATTERISTICHE:

La saldatura a elettrodo rivestito (nella terminologia AWS è indicata come SMAW – Shielded Metal Arc Welding – ossia Saldatura ad arco con metallo protetto, mentre secondo normativa europea è codificata con il nº 111) è attualmente la tecnologia di saldatura più diffusa nel mondo, principalmente per i bassi costi delle apparecchiature e per la versatilità di impiego. Fra l’altro è il procedimento più adatto per essere impiegato all’aperto (quindi in cantiere).

il procedimento a elettrodo rivestito deriva dai primi procedimenti ad arco sviluppati fra la fine del XIX secolo e l’inizio del XX secolo. In questi procedimenti inizialmente l’elettrodo (dello stesso tipo di materiale di quello da saldare) non era protetto, quindi si ossidava molto rapidamente e, cosa molto più grave, introduceva ossidi e altre impurità nel bagno di saldatura. Ben presto si vide che aggiungendo al materiale dell’elettrodo disossidanti si ottenevano risultati migliori, inizialmente questi disossidanti erano dentro l’elettrodo (che praticamente era un tubo contenente la polvere disossidante), ma gli sviluppi successivi mostrarono l’utilità di avere un rivestimento esternamente al materiale metallico di cui è composto l’interno.

Attualmente gli elettrodi rivestiti sono prodotti in varie forme con differenti funzioni, a seconda delle esigenze sia di sicurezza sia di operabilità sia estetiche della saldatura.

Quando si porta l’elettrodo ad una distanza opportuna dal pezzo scocca l’arco elettrico, che fonde il materiale metallico dell’elettrodo, il rivestimento ed il metallo del pezzo che deve essere saldato. Il saldatore sposta manualmente la pinza, gestendo in tal modo il bagno di saldatura. Al termine dell’operazione il saldatore deve scalpellare la crosta (scoria) che si è formata sopra la saldatura, avente la funzione di proteggere il metallo nel corso del raffreddamento. Dato che gli elettrodi hanno una lunghezza di qualche decina di centimetri devono essere sostituiti nel corso delle operazioni di saldatura. Sia la necessità di sostituire gli elettrodi, sia quella di scalpellare la scoria dopo aver effettuato la saldatura riducono la produttività del procedimento, riducendone quindi l’economicità.

Le macchine per saldare ad elettrodo rivestito devono avere una caratteristica più cadente di quella dell’arco: Una tensione cioè tanto minore quanto più alta è la corrente richiesta alla macchina (quindi un normale trasformatore collegato alla rete elettrica non potrebbe funzionare). La necessità di avere una caratteristica cadente implica che al trasformatore (necessario per portare la tensione di rete, 220 o 380 V, alla tensione di utilizzo della macchina – c.a. 80 V a vuoto) deve essere accoppiato un opportuno circuito che abbatta la tensione fino ai valori d’arco (attorno ai 25 V) una volta che sia acceso l’arco. Alla macchina è collegata la pinza porta elettrodo ad una polarità (generalmente quella negativa nel caso di corrente continua) ed il pezzo da saldare all’altra polarità. Le macchine per saldare possono essere sia a corrente continua (quindi con un raddrizzatore a valle del trasformatore) sia a corrente alternata.

Generalmente l’impedenza in serie al trasformatore è regolabile, per mezzo di un volantino che agisce su di essa, in modo da variare la corrente di uscita dal trasformatore, al fine di adeguare questa e quindi la potenza saldante alla sezione dell’elettrodo impiegato.

La classe di macchine sopra descritta opera con un trasformatore a frequenza di rete (50 Hz), di potenza (o taglia) pari alla potenza della macchina saldatrice stessa. Ciò comporta che le macchine così costruite pesano numerosi chilogrammi, anche dieci, per ciascun kilowatt di potenza fornita alla saldatura. Più recentemente sono state sviluppate saldatrici con trasformatore ad alta frequenza, che sono tanto più piccoli e leggeri, a parità di potenza, quanto più alta è la frequenza. La corrente elettrica ad alta frequenza è in questo caso fornita da un circuito elettronico di potenza detto invertitore, ed è poi presente un raddrizzatore all’uscita del trasformatore e prima dell’elettrodo. Tali macchine sono più costose ma il circuito di controllo che esse richiedono può svolgere varie funzioni per agevolare il compito dell’operatore, tra le quali molto rilevante è quella anti-stick che evita la fusione senza arco (stick) dell’elettrodo sul pezzo.

L’elettrodo è composto da una bacchetta di metallo, detta anima, lunga normalmente 45 cm e con diametro da 1,5 a 9 mm, ricoperta da un impasto essiccato, detto rivestimento, composto da vari materiali disossidanti. Durante la saldatura, quando l’elettrodo fonde, i componenti del rivestimento fondono anch’essi e reagiscono fra loro, modificando la composizione dell’atmosfera in cui scocca l’arco. Una volta giunti sul bagno di saldatura formano una scoria meno densa del metallo di fusione che, quindi, galleggia sul bagno, proteggendo la fusione dall’ossidazioneatmosferica durante la fase di solidificazione.

Le funzioni del rivestimento in generale sono:

• Funzione elettrica, cioè deve stabilizzare l’arco facilitando la ionizzazione dell’atmosfera in cui scocca, questa funzione è essenziale per permettere il funzionamento dell’arco in corrente alternata.
• Funzione protettiva, cioè deve impedire il contatto del metallo fuso (molto reattivo con ossigeno e azoto) con l’aria, quindi, sia in fase gassosa (nell’arco) sia in fase liquida (sopra il bagno di fusione). Inoltre alla punta dell’elettrodo si forma un cratere, in cui il metallo d’apporto che sta fondendo viene protetto dal rivestimento non ancora fuso (sporgente).
• Funzione metallurgica, cioè deve poter portare in lega nel bagno fuso elementi di lega o elementi che reagiscano con le impurezze del metallo base (principalmente S e P) per trasferirle nella scoria.
• Funzione operativa, cioè modificando le caratteristiche del bagno fuso (in particolare la viscosità), in modo che il saldatore possa lavorare in posizioni particolarmente difficili (Verticale e Sopratesta).

Il diametro dell’elettrodo è indicato convenzionalmente da quello della sua anima metallica.

FORMATI DISPONIBILI:

∅1.6 mm ∅2.0 mm ∅2.5 mm∅ 3.2 mm∅ 4.0 mm ∅5.0 mm

TIPI DI ELETTRODI

ipo di elettrodo	Caratteristiche
Elettrodo acido	Deve il suo nome al fatto che il rivestimento fornisce una scoria di carattere acido, normalmente il rivestimento (composto in gran parte di silice, SiO2 e silicato di ferro) contiene un’alta percentuale di disossidanti. La scoria prodotta è porosa e facilmente eliminabile. Il bagno prodotto da questi elettrodi ha una temperatura elevata, quindi, pur essendo possibile, è sconsigliata la saldatura in posizioni diverse da quella orizzontale. È utilizzabile solo per materiali aventi buone caratteristiche di saldabilità, dato che, non avendo nessun effetto depurante, il cordone di saldatura è soggetto a cricche a caldo.
Elettrodo cellulosico	Hanno un rivestimento composto di materiale organico (cellulosa) associato ad elementi disossidanti (Mn e Si), quindi, avendo una grande quantità di H nell’arco, richiedono una tensione d’arco relativamente più elevata. Il rivestimento permette una forte proiezione di metallo dall’elettrodo nel bagno, quindi è possibile la saldatura in tutte le posizioni, anche con cianfrini stretti. Sono gli elettrodi che danno la massima penetrazione (fino a 2 volte il diametro dell’elettrodo, più 2 mm).
Elettrodo al rutilo	Hanno un rivestimento contenente ossidi di Ti (il rutilo infatti è il biossido di titanio). Questi elettrodi hanno caratteristiche simili a quelle degli elettrodi acidi, tuttavia gli ossidi di titanio, dando una bassa viscosità al bagno, permettono di ottenere saldature molto lisce e praticamente invisibili senza strumenti adeguati. Per questo motivo gli elettrodi al rutilo sono utilizzati principalmente per fini estetici, nel caso di passate multiple vengono utilizzati solo per le passate di superficie. In alcuni casi per associare le caratteristiche estetiche del rutilo alle caratteristiche elettriche o meccaniche di altri tipi di rivestimento sono associati a sostanze organiche (rutilcellulosici) o a carbonati basici (rutilbasici).
Elettrodo ossidante	Con questi elettrodi è possibile saldare tenendo l’elettrodo direttamente a contatto con il pezzo (da qui la loro denominazione alternativa “contact”), infatti il rivestimento, contenente ossidi di Fe, forma un cratere abbastanza profondo perché tutto l’arco scocchi entro il cratere. Sono gli elettrodi che permettono la massima deposizione (proprio per la presenza di ferro nel rivestimento) a parità di caratteristiche elettriche.
Elettrodo basico	Il rivestimento contiene grandi quantità di carbonati di Ca e Mg, quindi dà reazione basica. Ca e Mg nel corso della fusione si combinano con S e P, quindi depurano molto a fondo il bagno di saldatura, ma aumentano la temperatura di fusione del rivestimento, quindi devono essere aggiunti opportuni sali (di F e Si) che complessivamente aumentano l’energia di ionizzazione necessaria per l’arco. Possono essere usati solo in cc con polarità inversa (positivo sulla pinza portaelettrodo). La presenza di notevoli quantità di elementi depuranti rende questi elettrodi molto utili per la saldatura di materiali contaminati da S o P. Questi elettrodi lavorano con un bagno piuttosto freddo, quindi possono essere utilizzati in tutte le posizioni (praticamente sono gli unici che permettono la saldatura in sopratesta). Le caratteristiche meccaniche del giunto sono praticamente identiche a quelle del materiale base. Contro questi vantaggi stanno le difficoltà operative (arco corto), la necessità di avere gli elettrodi costantemente deumidificati, per evitare la formazione di cricche a freddo e la formazione di una scoria che è difficile da rimuovere.

 

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