Classificazione della saldatura

La saldatura dei metalli può essere suddivisa in tre categorie in base alle caratteristiche del suo processo: saldatura per fusione, saldatura a pressione e brasatura
Durante il processo di saldatura, se l'atmosfera entra in contatto diretto con una piscina fusa ad alta temperatura, l'ossigeno nell'atmosfera ossiderà il metallo e vari elementi di lega. L'azoto e il vapore acqueo dall'atmosfera che entrano nella piscina fusa possono anche formare difetti come pori, inclusioni di scorie e crepe nel cordone di saldatura durante il successivo raffreddamento, deteriorando la qualità e le prestazioni del cordone di saldatura.
Per migliorare la qualità della saldatura, sono stati sviluppati vari metodi di protezione. Ad esempio, la saldatura ad arco con protezione a gas utilizza gas come argon e anidride carbonica per isolare l'atmosfera e proteggere l'arco e la velocità del bagno fuso durante la saldatura; ad esempio, quando si salda l'acciaio, l'aggiunta di polvere di ferro titanio con elevata affinità per l'ossigeno al rivestimento dell'elettrodo per la deossidazione può proteggere elementi benefici come manganese e silicio nell'elettrodo dall'ossidazione e dall'ingresso nel bagno fuso. Dopo il raffreddamento, è possibile ottenere saldature di alta qualità.
La caratteristica comune di vari metodi di saldatura a pressione è quella di applicare pressione durante il processo di saldatura senza aggiungere materiale di riempimento. La maggior parte dei metodi di saldatura a pressione, come la saldatura a diffusione, la saldatura ad alta frequenza, la saldatura a pressione fredda, ecc., non hanno un processo di fusione, quindi non c'è il problema di bruciatura di elementi di lega benefici e invasione di elementi dannosi nel cordone di saldatura come la saldatura a fusione, il che semplifica il processo di saldatura e migliora le condizioni di sicurezza e igiene della saldatura. Nel frattempo, a causa della temperatura di riscaldamento inferiore e del tempo di riscaldamento più breve rispetto alla saldatura a fusione, la zona interessata dal calore è più piccola. Molti materiali difficili da fondere possono spesso essere saldati a pressione in giunti di alta qualità con la stessa resistenza del materiale di base.
Il giunto formato durante la saldatura che collega due corpi collegati è chiamato cordone di saldatura. I due lati del cordone di saldatura sono sottoposti al calore di saldatura durante la saldatura, con conseguenti cambiamenti nella microstruttura e nelle proprietà. Questa area è chiamata zona termicamente alterata. A causa delle differenze nel materiale del pezzo in lavorazione, nella corrente di saldatura e in altri fattori durante la saldatura. Per deteriorare la saldabilità, è necessario regolare le condizioni di saldatura. Il preriscaldamento all'interfaccia della saldatura prima della saldatura, l'isolamento durante la saldatura e il trattamento termico post-saldatura possono migliorare la qualità della saldatura della saldatura.
Inoltre, la saldatura è un processo di riscaldamento e raffreddamento rapido locale e l'area di saldatura non può espandersi e contrarsi liberamente a causa dei vincoli del corpo del pezzo circostante. Dopo il raffreddamento, si verificano stress e deformazione di saldatura nella parte saldata. I prodotti importanti devono eliminare lo stress di saldatura e correggere la deformazione di saldatura dopo la saldatura.
La moderna tecnologia di saldatura può produrre saldature senza difetti interni o esterni, con proprietà meccaniche uguali o addirittura superiori a quelle del corpo collegato. La posizione reciproca del corpo saldato nello spazio è chiamata giunto saldato e la resistenza del giunto non è influenzata solo dalla qualità del cordone di saldatura, ma anche dalla sua forma geometrica, dalle dimensioni, dalla situazione di stress e dalle condizioni di lavoro. Le forme di base dei giunti includono il giunto di testa, il giunto a sovrapposizione, il giunto a T (giunto positivo) e il giunto angolare.
La forma trasversale della saldatura del giunto di testa è determinata dallo spessore del corpo saldato prima della saldatura e dalla forma della scanalatura dei due bordi del giunto. Quando si saldano piastre di acciaio più spesse, vengono tagliate varie forme di scanalature nel giunto per facilitare l'inserimento di barre o fili di saldatura. Le forme delle scanalature includono scanalature di saldatura monolaterali e scanalature di saldatura bilaterali. Quando si sceglie la forma della scanalatura, oltre a garantire la piena penetrazione, si dovrebbero considerare anche fattori come la facile saldatura, meno metallo di apporto, piccole deformazioni di saldatura e bassi costi di lavorazione delle scanalature.
Quando due piastre di acciaio con spessori diversi vengono unite insieme, per evitare una forte concentrazione di stress causata da bruschi cambiamenti nella sezione trasversale, il bordo della piastra più spessa viene spesso gradualmente assottigliato per ottenere uno spessore uguale sui due bordi del giunto. La resistenza statica e la resistenza alla fatica del giunto di aggancio sono superiori a quelle di altri giunti. La saldatura dei giunti di testa è spesso preferita per i collegamenti che lavorano sotto carichi alternati, d'impatto o in recipienti a bassa temperatura e alta pressione.
Il lavoro di preparazione pre-saldatura per giunti a sovrapposizione è semplice, facile da montare e la deformazione della saldatura e lo stress residuo sono ridotti. Pertanto, viene spesso utilizzato nell'installazione di giunti e strutture non importanti nei cantieri edili. In generale, i giunti a sovrapposizione non sono adatti per lavorare in condizioni quali carichi alternati, mezzi corrosivi, temperature alte o basse.
L'uso di giunti a T e giunti angolari è solitamente dovuto a requisiti strutturali. Le caratteristiche di lavoro delle saldature a cordone su giunti a T che non sono completamente penetrati sono simili a quelle delle saldature a cordone su giunti a sovrapposizione. Quando il cordone di saldatura è perpendicolare alla direzione della forza esterna, diventa un cordone di saldatura ad angolo positivo e la forma della superficie del cordone di saldatura causerà vari gradi di concentrazione di stress; la situazione di stress della saldatura a cordone saldata è simile a quella del giunto di testa.
I giunti angolari hanno una bassa capacità di carico e generalmente non vengono utilizzati separatamente. Sono migliorati solo quando vengono saldati attraverso o quando ci sono saldature angolari sia all'interno che all'esterno. Sono utilizzati principalmente negli angoli di strutture chiuse.
I prodotti saldati sono più leggeri delle parti rivettate, delle fusioni e delle forgiature, il che può ridurre il proprio peso e far risparmiare energia ai veicoli di trasporto. La saldatura ha buone prestazioni di tenuta ed è adatta alla produzione di vari tipi di contenitori. Lo sviluppo della tecnologia di lavorazione congiunta, che combina la saldatura con la forgiatura e la fusione, può produrre strutture saldate e forgiate saldate grandi ed economicamente ragionevoli con elevati benefici economici. L'uso della tecnologia di saldatura può utilizzare efficacemente i materiali e le strutture di saldatura possono utilizzare materiali con proprietà diverse in parti diverse, sfruttando appieno i punti di forza di vari materiali per ottenere economia e alta qualità. La saldatura è diventata una tecnica di lavorazione indispensabile e sempre più importante nell'industria moderna.
Nella moderna lavorazione dei metalli, la saldatura si è sviluppata più tardi rispetto ai processi di fusione e forgiatura, ma la sua velocità di sviluppo è stata molto rapida. Il peso delle strutture saldate rappresenta circa il 45% della produzione di acciaio e anche la quota di strutture saldate in alluminio e lega di alluminio è in aumento.
La futura tecnologia di saldatura richiede lo sviluppo di nuovi metodi di saldatura, attrezzature di saldatura e materiali di saldatura per migliorare ulteriormente la qualità della saldatura e l'affidabilità della sicurezza, ad esempio migliorando le fonti di energia di saldatura esistenti come arco, arco al plasma, fascio di elettroni, laser, ecc. Utilizzando tecnologie elettroniche e di controllo, puntiamo a migliorare le prestazioni del processo degli archi elettrici e a sviluppare metodi di tracciamento dell'arco affidabili e leggeri.
D'altro canto, dobbiamo migliorare il livello di meccanizzazione e automazione della saldatura, ad esempio implementando il controllo del programma e il controllo digitale per le macchine per saldatura; sviluppare una macchina per saldatura specializzata che automatizzi l'intero processo, dalla preparazione, alla saldatura, al monitoraggio della qualità; promuovere ed espandere i bracci robotici per saldatura CNC e i robot di saldatura sulle linee di produzione di saldatura automatica può migliorare il livello di produzione della saldatura e potenziare le condizioni di igiene e sicurezza della saldatura.