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I migliori elettrodi per una saldatura perfetta

Come funziona la saldatura elettrica?

La saldatura ad elettrodo rivestito è una tecnica perfezionata nei secoli a partire dagli esperimenti dell’ingegnere americano Elihu Thomson, che nel 1877 fece uso per la prima volta di due elettrodi di rame per creare un arco elettrico che fondesse i lembi delle due parti di ferro da saldare. Successivamente la corrente elettrica fu convogliata attraverso un elettrodo metallico fusibile, che creava l’arco direttamente a contatto con i materiali di base, ma ci si rese presto conto che l’elettrodo a contatto con l’aria si ossidava facilmente, rendendo fragili le saldature e ricche di impurità, di conseguenza i metalli uniti così rischiavano di spezzarsi con facilità. Da tali osservazioni nacquero i primi elettrodi arricchiti di materiali disossidanti, che, perfezionati nel tempo, sono in uso ancora oggi[1].

Il procedimento di saldatura è una tecnica estremamente versatile, utilizzata in carpenteria, in caldareria (costruzione di contenitori a pressione), per la costruzione di autoveicoli, di strade e ponti, fino alla componentistica microscopica dei dispositivi elettronici; potendosi declinare in tante applicazioni, necessita ovviamente di saldatrici e tipologie di elettrodi molto diversi in funzione dell’uso che dobbiamo farne. Ma vediamo in particolare come sono fatti gli elettrodi che utilizziamo più frequentemente nell’hobbistica e per i piccoli lavori di carpenteria.

Gli elettrodi per la saldatura consistono in bacchette metalliche lunghe dai 30 ai 45 centimetri e di sezione variabile da 1 a 9 millimetri, rivestite con un materiale disossidante, che collegate alla saldatrice e poste vicino al metallo da saldare, creano un arco tensivo e si sciolgono per unire le parti lavorate. Esistono in realtà anche tipi di elettrodi non fusibili, ovvero che creano un arco elettrico a contatto col materiale di base, ma necessitano di un materiale d’apporto come collante tra i lembi del metallo da saldare, sono però usati meno frequentemente, vengono preferiti più che altro per piccole saldature di schede elettroniche, chip di piccoli elettrodomestici o per piccole riparazioni casalinghe.

Il rivestimento dell’elettrodo ha una funzione fondamentale per la riuscita di una buona saldatura: impedisce la reazione tra i metalli fusi e i gas presenti nell’aria (soprattutto ossigeno e azoto) evitando che si ossidino durante il procedimento, inoltre contiene dei materiali che favoriscono l’accumulo delle impurità metalliche dei pezzi su cui si lavora nella crosta protettiva che si deposita sulla superficie del bagno di fusione, favorendone un raffreddamento graduale che limita i rischi di fratture e che viene eliminata a raffreddamento completato. Un’altra funzione del materiale di rivestimento è quella di mantenere la viscosità del bagno di fusione sufficientemente alta, per permettere di lavorare anche in posizioni non orizzontali.

Quale elettrodo scegliere per le mie esigenze?

Esistono cinque tipologie di elettrodi:

· Elettrodo acido

· Elettrodo cellulosico

· Elettrodo al rutilo

· Elettrodo ossidante

· Elettrodo basico

La scelta di utilizzare uno o l’altro dipende dalla resa estetica che vogliamo ottenere, dalle saldatrici che utilizziamo, dalle caratteristiche del metallo su cui lavoriamo e dalla nostra perizia tecnica.

Gli elettrodi per saldatura di tipo acido hanno un rivestimento che genera una scoria a ph acido con un’alta percentuale di disossidanti, solitamente è composta da silice e silicato di ferro. Le scorie prodotte sono porose e si staccano con facilità, ma è sconsigliato l’uso di questi elettrodi in posizioni non orizzontali, perché il bagno di fusione prodotto ha di solito temperature elevate e viscosità molto bassa. Il rivestimento di questi elettrodi non include materiali depuranti, perciò si può usare solo su metalli che non hanno molte impurità, altrimenti si rischia la formazione di cricche a caldo (fratture).

Gli elettrodi per saldatura di tipo cellulosico sono rivestiti di cellulosa mista a manganese e silicio, che hanno potere disossidante. L’alta presenza di idrogeno richiede una tensione elettrica molto alta, perciò di solito si possono usare solo con saldatrici professionali. Questi elettrodi offrono un viscosità del bagno di fusione adeguata anche a saldature in verticale e danno un’ottima penetrazione, superiore al doppio del diametro dell’elettrodo.

Gli elettrodi per saldatura al rutilio sono caratterizzati da un rivestimento all’ossido di titanio, che dando una bassa viscosità al bagno di fusione permettono di ottenere saldature più lisce e uniformi senza necessità di levigazioni successive. La resistenza di questo tipo di saldatura la rende indicata per metalli sottili o poco sollecitati; ove si renda necessario associare la finitura esteticamente curata del rutilio alla resistenza meccanica, questi elettrodi sono associati ad altri di tipo basico o cellulosico.

Gli elettrodi per saldatura ossidanti o contact permettono di lavorare tenendo il pezzo da saldare direttamente a contatto con l’elettrodo. Il rivestimento contiene ossido di ferro.

Gli elettrodi per saldatura basici contengono alte quantità di carbonati magnesio e calcio che rendono altamente depurante il bagno di saldatura, che risulta tra l’altro abbastanza freddo e con una viscosità che rende questi elettrodi perfetti per saldature in qualsiasi posizione. Richiedono un po’ di perizia in più per l’uso, in quanto fondono con un arco tensivo corto e devono essere sempre perfettamente asciutti, altrimenti creano scorie difficili da eliminare e si rischia anche la formazione delle fastidiose cricche a freddo.

In linea generale, per saldature piccole o per l’uso con una saldatrice non professionale, è opportuno preferire elettrodi di tipo rutilico, se avete un po’ più di pazienza e di pratica regalatevi anche la soddisfazione di una bella saldatura resistente fatta con un elettrodo basico, purché scegliate in entrambi i casi delle marche di elettrodo affidabili, altrimenti il risultato sarà di certo deludente.

Elettrodi per saldatrice Esab

Tra i prodotti presenti sul mercato, elettrodi Esab, sono tra quelli che danno maggiori garanzie di qualità e resa. Questa azienda svedese produce elettrodi per saldatura dal 1904, dopo aver brevettato diversi tipi di rivestimento, sperimentati dal suo fondatore, Oscar Kjellberg.

Il catalogo Esab include nove tipologie di elettrodi rivestiti, per rispondere alle esigenze di saldature importanti di metalli esposti a forti sollecitazioni meccaniche come di quelle più semplici richieste da piccoli lavori di riparazione o dall’hobbistica.

Tra gli elettrodi Esab troverete:

· Elettrodi per riporti: progettati per scriccatura, taglio e foratura di acciaio, ghisa e metalli non ferrosi, tranne rame puro. Si può usare con saldatrici standard.

· Elettrodi per leghe di nichel: adatto per lavorazioni su acciaio che richiedano valori di resilienza alti a basse temperature di lavorazione.

· Elettrodi per acciaio inox: sono elettrodi basici che permettono lavorazioni anche in verticale e richiedono alte temperature.

· Elettrodi a basso contenuto di idrogeno/a basso tenore di lega: sono elettrodi di tipo basico specifico per tipi di acciaio che richiedono alte temperature di lavorazione. Arricchiti con materiali che garantiscono una bassa possibilità di formazione di cricche da solidificazione.

· Elettrodi a basso contenuto di idrogeno: indicati per la saldatura di acciaio al carbonio o basso-legato. Permettono saldature in quasi tutte le posizioni.

· Elettrodi per acciaio dolce: sono di tipo rutilico e permettono diverse posizioni di saldature garantendo una minima produzione di scorie, che si eliminano molto facilmente.

· Elettrodi a bassa lega: sono di tipo basico, specifici per saldature su acciaio con carichi di rottura superiori ai 900 megapascal.

· Elettrodi per leghe di alluminio: indicati per saldare vari tipi di alluminio, alcuni modelli si possono usare anche come riempimento per le saldature a gas.

In particolare, per saldature non professionali che richiedano anche un livello di perizia tecnica non particolarmente elevato, vi consigliamo i loro elettrodi rutilici per acciaio dolce e ferro. Fondono facilmente anche con le saldatrici domestiche, perché non richiedono elevate temperature. La viscosità del bagno di fusione è sufficientemente alta da consentire una buona versatilità di utilizzo e la produzione di scorie è minima. Le scorie prodotte hanno comunque una consistenza che le rende eliminabili con estrema facilità. La resa estetica delle saldature ottenute con questo tipo di elettrodi è eccezionale, non richiede quasi mai successive lavorazioni di levigatura, il più gli elettrodi Esab vantano un eccezionale rapporto tra qualità e prezzi: troverete facilmente offerte vantaggiose di questo tipo di elettrodi on-line e nei negozi autorizzati.

Elettrodi per saldatrici Telwin

Un’altra marca eccellente di elettrodi per saldature tutta italiana è la Telwin, leader mondiale nella produzione di saldatrici per tutti gli usi e accessori da oltre cinquant’anni. Il catalogo Telwin raggruppa i suoi elettrodi secondo tre tipi principali:

· Elettrodi per acciaio inox

· Elettrodi basici

· Elettrodi rutili

Gli elettrodi Telwin garantiscono un’eccellente efficienza per ogni tipo di saldatura. Semplici da scegliere e da utilizzare, sono stati sviluppati in parallelo con le macchine saldatrici della stessa casa produttrice, il che ha permesso ai ricercatori di testarne sul campo punti di forza e debolezza, ottimizzandone la resa.

A nostro avviso sono particolarmente validi gli elettrodi basici di questa marca, che offrono un’eccellente resistenza meccanica anche per saldare giunture di metalli sottoposti a forti trazioni o sollecitazioni, nonostante abbiano un punto di fusione basso, il che ne permette l’uso anche con saldatrici non professionali.

La viscosità del bagno di saldatura è abbastanza alta da rendere questi elettrodi adeguati anche a saldature non orizzontali, per quanto necessitino di maggiore perizia. Ricordiamo agli utenti meno esperti, che gli elettrodi di tipo basico non formano l’arco tensivo necessario alla fusione a contatto coi metalli da saldare, vanno invece sfregati leggermente e tenuti ad una distanza di qualche millimetro dal metallo, per avviare l’arco e la fusione. I rivestimenti degli elettrodi basici Telwin vi aiuteranno ad ottenere risultati precisi e puliti senza eccessivo sforzo per liberarvi dalle scorie prodotte.

[1] https://www.focus.it/tecnologia/innovazione/chi-ha-inventato-la-saldatura-elettrica, cons. il 24/06/2020; AA.VV., ARGOMENTI SPECIFICI RELATIVI ALLA SALDATURA CON ELETTRODO RIVESTITO - PARTE II, Genova, Istituto Italiano della Saldatura (IIS), 2004.