Il processo di saldatura MIG/MAG (GMAW)

Air Liquide spiega il processo GMAW (processo MIG/MAG) e ne illustra vantaggi e inconvenienti. Il processo MIG (Metal Inert Gas) o MAG (Metal Active Gas) è un processo di saldatura manuale, automatico o robotizzato con gas di protezione (inerte o ossidante).

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Come funziona la saldatura GMAW?

Un generatore eroga una potenza elettrica che genera un arco elettrico ad elevata temperatura tra il filo elettrodo fusibile (metallo d'apporto) e il pezzo da saldare. Ciò permette la fusione al contempo sia dei pezzi metallici da assemblare che del metallo d'apporto. Il filo viene fatto avanzare in modo continuo proporzionalmente alla sua velocità di fusione verso il bagno di saldatura. Il gas di protezione (protezione gassosa) permette di proteggere il bagno dall'aria dell'ambiente e contribuisce alla stabilità dell'arco. Sono necessarie miscele gassose adeguate in funzione dei parametri e delle prestazioni desiderate.

I processi MIG e MAG utilizzano i medesimi generatori di corrente; la differenza risiede nei materiali da saldare e, quindi, nel gas da utilizzare e nei parametri operativi da impostare.
Nel caso di materiali sensibili come l'alluminio, per i quali solo l'argon puro o le miscele argon/elio (Ar / He) offrono compatibilità sotto il profilo metallurgico, si parla di MIG (Metal Inert gas).
Nel caso degli acciai o acciai inossidabili, l'arco elettrico ha bisogno di essere stabilizzato dalla presenza limitata di ossidi sulla superficie del bagno. Ciò si ottiene aggiungendo una quantità ottimizzata di ossidanti (quindi anidride carbonica (CO2) o ossigeno (O2) in argon) nel gas di protezione e si parla allora di MAG (Metal Active Gas).

Poiché l’atmosfera protettiva del bagno di saldatura è assicurata da un flusso di gas, questo procedimento è consigliato solo in un ambiente chiuso, ad esempio un’officina. Se infatti viene eseguito in una posizione che non presenta ripari e protezione, basta un vento leggero per disperdere il flusso di gas di protezione, con conseguente riduzione della qualità del giunto saldato.

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Le modalità di trasferimento del processo MIG/MAG

Esistono diverse modalità di trasferimento del metallo in MIG/MAG per descrivere il modo in cui le gocce vengono trasferite dalla punta del filo al bagno di fusione, che dipendono, tra l'altro, dal livello di energia elettrica erogata dal generatore della macchina.

Short Arc: a bassa energia, l'estremità o punta del filo entra in contatto con il bagno per trasferire la goccia, riformando così l'arco elettrico.
Globulare: modalità di trasferimento transitorio nella quale la goccia è irregolare, talora per cortocircuito, talora in volo libero talvolta accanto al bagno di fusione. Questa modalità si colloca su livelli di energia intermedia e causa spesso un massimo di proiezioni.
Sprat Arc: a energia maggiore, una successione di gocce viene proiettata direttamente nel bagno da forze elettromagnetiche.
Trasferimento pulsato: dei picchi di corrente vengono controllati dalla macchina (nello specifico dal generatore) per ottenere una forza elettromagnetica sufficiente per alimentare il bagno in maniera omogenea e controllata, evitando così scorie.

Quali sono i vantaggi della saldatura MIG/MAG?

La saldatura MIG/MAG presenta numerosi vantaggi.
Prima di tutto, la flessibilità: una postazione di saldatura MIGMAG consente di eseguire saldature sulla maggior parte dei metalli (acciai, acciai inossidabili, alluminio e leghe, rame e leghe, basi nichel, ecc.).
La saldatura MIG/MAG è apprezzata per l’elevata produttività: il metallo d'apporto funge da elettrodo e fonde in modo continuo. La scelta del diametro dei fili pieni per saldatura MIG/MAG permette di realizzare saldature di vari spessori (da sottili a spessi).

Quali sono gli inconvenienti della saldatura MIG/MAG?

Il processo MIG/MAG può sembrare di facile utilizzo, ma richiede buona formazione (molto utili sono le scuole di saldatura o seguire un seminario dedicato) e gestione dei parametri.
Una buona impostazione dei parametri di saldatura, associata a una combinazione adatta di materiale d'apporto e gas, permette di limitare notevolmente le proiezioni, garantendo inoltre vantaggi economici. Il processo implica comunque sempre un rischio di generare spruzzi di materiale fuso, in particolare nelle fasi di avvio dell'arco elettrico, che possono rovinare o danneggiare il progetto finale.

Tra i difetti più comuni troviamo le cricche a caldo, considerato il notevole apporto termico che si impiega in questo procedimento. Di conseguenza, per evitare il formarsi di queste cricche, è necessario tenere puliti i lembi da saldare, oltre alla scelta di materiali base privi di elementi inquinanti. L’effetto opposto è invece legato alla formazione di cricche a freddo anche se poco comuni.

Tra i difetti geometrici più diffusi troviamo, senza dubbio, la penetrazione eccessiva o gli intagli marginali ( in inglese “undercut”) che sono sempre correlati all’elevato apporto termico. Il difetto opposto, ossia l’assenza di fusione ai lembi o al cuore del cordone, è invece sempre dovuta ad un errato controllo dell’apporto termico che risulta essere in questo caso troppo basso.

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