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I Processi di Saldatura

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I <strong>Processi</strong> <strong>di</strong> <strong>Saldatura</strong><br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

Tecnologie Industriali<br />

1


Oxyfuel<br />

Oxyacetylene<br />

(OAW)<br />

<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura<br />

Arc<br />

Shielded Metal<br />

(SMAW)<br />

Gas Metal Arc<br />

(GMAW)<br />

Gas Tungsten<br />

(GTAW)<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

Resistance<br />

Resistance<br />

Spot (RSW)<br />

Solid State<br />

Friction<br />

(FRW)<br />

Ultrasonic<br />

(USW)<br />

Lista parziale<br />

Unique<br />

Thermit<br />

(TW)<br />

Laser Beam<br />

(LBW)


• Tipi <strong>di</strong> giunti<br />

ad L<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura<br />

<strong>di</strong> testa<br />

a lembi sovrapposti<br />

Di spigolo<br />

a T


Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura<br />

• Tipi <strong>di</strong> cordoni<br />

A punti (spot) Continuo (seam)


Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

INTRODUZIONE<br />

Alcuni tipi <strong>di</strong> saldature<br />

5


Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

CLASSIFICAZIONE<br />

AUTOGENE<br />

Per fusione<br />

(Gas, arco, laser)<br />

Per pressione / resistenza elettrica<br />

(Per punti, a rulli, per scintillio)<br />

ETEROGENE<br />

Brasature<br />

6


• Economica<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

SALDATURE A GAS<br />

• In<strong>di</strong>pendente<br />

MIX Acetilene e Ossigeno<br />

• Problemi <strong>di</strong> stoccaggio<br />

Reazione primaria<br />

Reazione secondaria<br />

7


Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

SALDATURE A GAS<br />

Taglio ossiacetilenico<br />

8


SALDATURE AD ARCO ELETTRICO<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

Video clip<br />

9


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura ad arco<br />

<strong>Saldatura</strong> ad arco protetto<br />

(Shielded metal arc wel<strong>di</strong>ng, SMAW )<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione


SALDATURE AD ELETTRODO RIVESTITO<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

11


SALDATURE AD ELETTRODO RIVESTITO<br />

Preparazione dei lembi<br />

-Elettro<strong>di</strong><br />

* metallo<br />

* rivestimento<br />

* “scarpa” <strong>di</strong> gas<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

12


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura ad arco<br />

Gas tungsten arc<br />

wel<strong>di</strong>ng, GTAW<br />

o Tungsten Inert<br />

Gas, TIG<br />

apporto<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione


SALDATURE TIG (TUNGSTEN INERT GAS)<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

14


SALDATURE TIG (TUNGSTEN INERT GAS)<br />

Generazione del calore, fenomeni ossidativi<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

Materiale Corrente e polarità<br />

Accai dolci CC, polarità <strong>di</strong>retta<br />

Acciai inox CC, polarità <strong>di</strong>retta o CA<br />

Leghe <strong>di</strong> Alluminio CA<br />

Leghe <strong>di</strong> Magnesio CA<br />

Leghe <strong>di</strong> Nickel CC, polarità <strong>di</strong>retta<br />

Ottone CA<br />

Rame CC, polarità <strong>di</strong>retta<br />

15


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura ad arco<br />

<strong>Saldatura</strong> ad arco plasma<br />

(Plasma arc wel<strong>di</strong>ng, PAW )<br />

Arco<br />

trasferito<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

Arco non<br />

trasferito


SALDATURE TIG (TUNGSTEN INERT GAS)<br />

Variante, saldatura ad arco <strong>di</strong> plasma<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

17


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura ad arco<br />

Gas metal arc wel<strong>di</strong>ng, GMAW<br />

o Metal Inert Gas, MIG<br />

Facilmente<br />

robotizzabile<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

apporto


SALDATURE MIG/MAG – METAL INERT (ACTIVE) GAS<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

19


SALDATURE MIG/MAG – METAL INERT (ACTIVE) GAS<br />

Sensitività dell’arco elettrico (Autoregolazione)<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

20


SALDATURE AD ARCO SOMMERSO<br />

Tubi saldati<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

21


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura ad arco<br />

Flux-Cored Arc-Wel<strong>di</strong>ng,<br />

FCAW<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura non<br />

• <strong>Saldatura</strong> laser (LBW)<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

convenzionali<br />

GIUNTO DI<br />

TESTA


Precisione e velocità<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

SALDATURE LASER<br />

24


Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

SALDATURE LASER<br />

25


Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

SALDATURE LASER<br />

26


<strong>Processi</strong> <strong>di</strong> saldatura non<br />

convenzionali<br />

• <strong>Saldatura</strong> laser (LBW)<br />

<strong>Saldatura</strong> laser robotizzata <strong>di</strong> alluminio<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

<strong>Saldatura</strong> laser <strong>di</strong><br />

titanio


Performance <strong>Processi</strong> <strong>di</strong> lavorazione non convenzionali<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

28


La saldatura a resistenza: varianti<br />

• <strong>Saldatura</strong> a lembi sovrapposti<br />

– <strong>Saldatura</strong> a punti (a)<br />

– <strong>Saldatura</strong> a proiezione (b)<br />

– <strong>Saldatura</strong> a rulli (c)<br />

• <strong>Saldatura</strong> a lembi ravvicinati<br />

– A scintillio<br />

– Di testa<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

(c)<br />

(a)<br />

(b)<br />

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SALDATURE ALLO STATO SOLIDO<br />

• <strong>Saldatura</strong> a<br />

ultrasuoni<br />

(USW)<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

F


SALDATURE ALLO STATO SOLIDO<br />

FSW process was developed by the Wel<strong>di</strong>ng<br />

Institute in 1991<br />

FSW is a solid state wel<strong>di</strong>ng process in which a<br />

specially designed rotating pin is first inserted into<br />

the adjoining edges of the sheets to be welded<br />

with a proper nuting angle and then moved all<br />

along the joint<br />

Some of FSW process advantage are:<br />

Absence of fusion with consequent absence of<br />

Porosity<br />

weld fumes, noise or sparks<br />

grain growth<br />

residual stress and <strong>di</strong>stortion<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

31


SALDATURE ALLO STATO SOLIDO<br />

Some of FSW process advantage are (cont’d):<br />

produces desirable microstructures in the weld and<br />

heat-affected zones (dynamic recristallization)<br />

Low energy consumption (compared to the<br />

conventional fusion wel<strong>di</strong>ng)<br />

Absence of filler needed to be added and oxidation<br />

protection<br />

FSW can successfully join materials that are<br />

"unweldable" by fusion wel<strong>di</strong>ng methods<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

Frictional action heating<br />

Plastic deformation heating<br />

No melting<br />

Complex flow pattern<br />

Eclipse<br />

Eclipse<br />

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SALDATURE ALLO STATO SOLIDO<br />

The basic equipment and the FSW process<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

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• Applicazioni<br />

<strong>Saldatura</strong> robotizzata<br />

– Prime applicazioni<br />

• <strong>Saldatura</strong> a resistenza<br />

– In seguito<br />

• <strong>Saldatura</strong> ad arco<br />

– GMAW<br />

– SMAW<br />

– Più recentemente<br />

• <strong>Saldatura</strong> laser LBW<br />

• FSW<br />

Dipartimento <strong>di</strong> Meccanica<br />

Sez. <strong>di</strong> Tecnologie Meccaniche e Produzione<br />

• Robot <strong>di</strong> saldatura<br />

– Prevalentemente robot<br />

articolati (6 gdl)<br />

– Mean time to failure,<br />

MTTF<br />

• Circa 20000 ore<br />

– Vita utile<br />

• 8-10 anni

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