Saldatura ad arco: funzionamento e caratteristiche dell’impianto

La saldatura ad arco è un processo di saldatura elettrico che fa uso di una bacchetta che funge sia da materiale d’apporto che da elettrodo di uno dei due poli. L’altro polo è il pezzo da saldare a cui viene connessa la saldatrice tramite un morsetto. Comunemente, nella saldatura ad arco, quando si parla di elettrodo, si intende solo la bacchetta.

La bacchetta ha al centro un filo metallico chiamato anima che è usualmente di acciaio extra-dolce. L’anima è ricoperta da un rivestimento. Quest’ultimo assicura la stabilità dell’arco, la protezione del bagno di fusione dalle ossidazioni e dalle altre sostanze (zolfo, fosforo). Solo nelle saldature di bassa qualità si usano elettrodi non rivestiti. Il rivestimento, durante la fusione dell’anima, rimane a galla ricoprendo, così, la superficie del bagno e rallentando il raffreddamento che potrebbe introdurre cricche nel caso in cui fosse troppo rapido. Una volta che il bagno si è raffreddato, usando un martello e una spazzola metallica si rimuovono i residui di scoria superficiale scoprendo il bagno.

I tipi più comuni di rivestimenti sono:

• basico;
• acido;
• rutilico;
• cellulosico;

Sebbene questo tipo di saldatura non sia delicato come la saldatura TIG, è comunque il più diffuso sistema per carpenteria metallica in quanto facile da usare e maneggevole.

Arco elettrico: funzionamento del processo di saldatura

Durante la saldatura, si genera un flusso di elettroni tra i due poli del circuito. L’operatore avvicina la bacchetta al pezzo e scocca l’arco a pochi millimetri dalla superficie. La ridotta distanza tra gli elettrodi fa scorrere corrente e ciò riscalda l’aria rendendola ionizzata. Una volta che l’aria circostante all’arco è ionizzata, l’operatore allontana leggermente la bacchetta per portarla alla distanza ottimale. Questa saldatura sprigiona molto calore (temperature fino a 4000°C): questo facilita la penetrazione della saldatura su piastre anche di grosso spessore. Così come altri processi (saldatura TIG, MIG o MAG), durante la saldatura è importante che l’operatore si protegga con l’apposita maschera, in quanto la saldatura produce molta luce visibile, raggi infrarossi e ultravioletti.

La mano dell’operatore gioca un importante ruolo nella saldatura ad arco. A seconda del tipo di materiale, dello spessore dei pezzi, il tipo di giunto e la sua posizione rispetto all’operatore, bisognerà scegliere la corretta tecnica di saldatura. L’operatore quindi valuterà la velocità ottimale, il senso di avanzamento, l’inclinazione della bacchetta e la preparazione dei lembi.

L’impianto di saldatura ad arco

Per eseguire una saldatura ad arco elettrico, vengono usati:

Generatore di corrente – la corrente necessaria per l’arco viene fornita da un apparecchio chiamato saldatrice elettrica. Questo dispositivo esegue la regolazione di tensione e corrente. Esistono saldatrici elettriche portatili con delle ruote, oppure anche grandi stazioni di saldatura con impianti fissi, a seconda dell’uso che se ne vuole fare. La tensione impostata può essere continua, alternata o raddrizzata a doppia semionda.

Pinza portaelettrodo – l’operatore impugna la pinza che chiude alla sua estremità l’elettrodo. La pinza può essere facilmente aperta per cambiare l’elettrodo quando è da sostituire. A sua volta, la pinza è connessa alla saldatrice per mezzo di un grosso cavo.

Morsetto – il morsetto è collegato normalmente al banco di lavoro sul quale viene appoggiato il pezzo da saldare. Il morsetto, a sua volta, è connesso alla saldatrice tramite un cavo di grossa sezione.

Per la stesura di questo articolo sono state consultate le seguenti fonti:

Pasquinelli M., “Tecnologia meccanica e laboratorio tecnologico”, Giunti editore.