In questo primo articolo si vogliono andare a definire nel dettaglio i processi di saldatura MIG/MAG e TIG, mettendo in luce le principali caratteristiche tecniche che li contraddistinguono, i punti di forza ed i principali campi di impiego.
La saldatura TIG trova i suoi albori nel 1940, durante la seconda guerra mondiale, a causa dell’esigenza dell’industria aeronautica di trovare un metodo che gli permettesse di saldare le leghe di alluminio e magnesio. Come dice il nome TIG (Tungsten Inert Gas) l’elettrodo è realizzato in tungsteno, materiale che consente l’innesco della scintilla senza fonderlo e, a seconda delle condizioni, il processo può essere eseguito con o senza materiale d’apporto.
Al fine di avere una saldatura ottimale senza scorie, il bagno di fusione e l’elettrodo sono protetti da gas inerte, generalmente Argon, che viene inviato all’estremità della torcia sulla quale è montato un anello diffusore per concentrare il flusso sulla zona di saldatura.
Fig.1: Saldatura TIG (fonte “Welding Processes Handbook”)
Alcuni anni più tardi venne sviluppato il processo di saldatura MIG (Metal Inert Gas) dove, al contrario del procedimento TIG, l’elettrodo fonde durante l’innesco della saldatura. Per questo motivo è costituito da un filo che fluisce di continuo all’interno della torcia durante la saldatura e funge da materiale d’apporto una volta che raggiunge il bagno di fusione. Inizialmente, il bagno di fusione veniva protetto unicamente mediante gas inerte come elio o argon.
Successivamente, in combinazione con il metodo denominato “dip transfer” (riguardo ai metodi di saldatura MIG/MAG verrà fatto un articolo dedicato dato che è un argomento molto vasto e su cui riteniamo sia interessante approfondire i dettagli tecnici), si iniziò ad utilizzare come gas di protezione il CO2 , che consentiva di limitare notevolmente la generazione degli schizzi durante la saldatura. Questo processo venne chiamato MAG (Metal Active Gas).
Fig.2: Saldatura MIG/MAG (fonte “Welding Processes Handbook”)
La scelta tra saldatura MIG e MAG viene fatta a seconda del tipo di metallo da saldare. La saldatura MAG, ad esempio, è più adatta alla saldatura di acciai al carbonio: infatti, ha un maggiore potere di penetrazione rispetto a quella con gas inerte e rende più stabile il posizionamento dell’arco elettrico sui componenti ferromagnetici.
Nonostante le differenze tecniche di questi due procedimenti, i parametri che entrano in gioco per la determinazione del calore generato durante il procedimento di saldatura sono gli stessi e, in particolare, la formula analitica per determinare il calore in ingresso è la seguente:
- V: voltaggio [V]
- I : corrente [A]
- v: velocità di saldatura [mm/min]
- µ: efficienza (in accordo con la normativa EN 1011-1) (MIG/MAG: 0.8) (TIG: 0.6)
Le principali differenze tra i processi MIG/MAG e TIG sono:
- La saldatura MIG/MAG è sicuramente più economica della saldatura TIG necessitando di un’architettura della saldatrice più semplice. Inoltre, in termini di produttività, la saldatura TIG non può competere con la saldatura MIG/MAG.
- Mediante il procedimento TIG i due lembi da saldare vengono scaldati di più rispetto al procedimento MIG/MAG. Questo può provocare maggiori distorsioni del pezzo da saldare nella saldatura TIG, tuttavia consente di avere un arco di fusione particolarmente stabile e quindi risultati di saldatura eccellenti.
- Con il procedimento TIG si possono saldare materiali con spessore a partire da 0.5 mm fino, e per certi casi oltre, 3 mm. Con il procedimento MIG/MAG si possono saldare materiali con spessore a partire da 0.5 mm fino oltre 5 mm. Il basso calore in ingresso generato dalla saldatura MIG rende questo processo particolarmente usato per la saldatura di piatti con basso spessore, minimizzando le deformazioni e i ritiri post-saldatura.