La saldatura TIG per i tubi flessibili metallici

I tubi flessibili metallici del catalogo di Gnali Bocia

I tubi flessibili hanno risolto molti problemi di progettazione perché sono estendibili, da progetto, fino al doppio della loro lunghezza originale. All’interno del catalogo di Gnali Bocia sono presenti differenti tipologie di tubi flessibili: tra questi, assumono particolare importanza i tubi flessibili metallici. Essi sono realizzati in acciaio inossidabile della famiglia degli AISI 316 a basso tenore di carbonio, che li rende facilmente saldabili durante le fasi di montaggio.
Esistono due categorie principali di tubi flessibili metallici che si differenziano sia per le applicazioni che per la loro costituzione e sono:
- Tubi flessibili in acciaio inox con rivestimento in guaina polimerica: essa non deve essere strutturale, ovvero non deve contribuire alla resistenza durante le prove di rispondenza alle norme. Inoltre, deve essere realizzata in un materiale che non subisca degrado e corroda nel tempo la superficie esterna del flessibile. Questa versione di tubi, che è adatta per qualsiasi tipo di allaccio domestico, è stata realizzata per rispondere alla normativa EN14800 e la protezione, come detto, è realizzata per limitare l’effetto di abrasione del materiale metallico.
- Tubi flessibili in acciaio inox senza rivestimento in guaina polimerica: questi tubi sono stati realizzati seguendo la normativa UNI CIG 7129, inizialmente sviluppata per tubazioni adatte al trasporto di combustibili fossili, ma rimasta in vigore per la conduzione di fluidi. Il tubo è corrugato e costituito in acciaio inox come il precedente, ma l’assenza della guaina polimerica non lo rende adatto per il trasporto dei gas.

La saldabilità dei tubi flessibili metallici

Come espresso in precedenza, i tubi flessibili metallici sono realizzati in acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio per favorire la saldabilità dei raccordi. Il processo normalmente utilizzato è la saldatura TIG in atmosfera controllata che permette di ottenere un giunto pulito e privo di scorie e inclusioni: questi difetti, infatti, potrebbero compromettere il corretto funzionamento del sistema.

La tecnica di saldatura TIG

“La saldatura TIG, acronimo di “Tungsten Inert Gas”, è un procedimento di saldatura ad arco con elettrodo infusibile, sotto protezione di gas inerte, che può essere eseguito con o senza metallo di apporto”.
Questa tecnologia di saldatura, che richiede operatori specializzati, risale alla Seconda Guerra Mondiale dove venne utilizzata per sostituire i rivetti degli aeroplani consentendone l’alleggerimento. Il processo è costituito da una torcia in cui è inserito l’elettrodo in tungsteno (lo stesso materiale infusibile utilizzato per i filamenti delle lampadine) attorno a cui scorre il gas inerte mediante un bocchello in materiale ceramico. La torcia viene mossa lungo il giunto e l’elettrodo viene mantenuto ad una distanza costante di qualche millimetro in modo da assicurare l’omogeneità del cordone. Una precisazione importante è che non bisogna mai fare entrare in contatto l’elettrodo con il bagno metallico: il rischio è che si crei una sezione attacco fra i due componenti e che si blocchi l’operazione di saldatura.

Pregi e difetti di questo tipo di saldatura

Come tutte le tecniche, anche la saldatura TIG presenta dei vantaggi e dei difetti che portano a fare valutazioni e confronti con altri tipi di processi.
I principali vantaggi sono da ricercarsi nella penetrazione e nella tenuta, che sono ottime, così come la resa estetica. Il processo è completamente automatizzabile e per questo è spesso usato per tubi saldati. Può essere effettuata in qualsiasi posizione e può realizzare sia saldature continue che saldature per punti. Si consiglia di svolgerla al chiuso perché anche un filo di vento può andare a rimuovere il gas di protezione. I problemi sono legati alla lentezza e agli spessori trattabili: non è possibile saldare spessori superiori a 2-3 mm per gli acciai ma, in generale, non si saldano mai spessori superiori ai 5-6 mm. Per questi motivi, la tecnica è spesso usata per realizzare la prima passata mentre le successive sono attuate con procedimenti ad alta produttività. Un’ulteriore problematica da considerare è data dalle inclusioni di tungsteno che possono dare problemi di fragilità.
I vantaggi elencati mostrano come tale tecnica di saldatura sia adatta per i tubi flessibili metallici, che presentano bassi spessori e necessitano di una forte tenuta.

I principali componenti della saldatura TIG

Il processo consta di due componenti principali di elevata importanza: l’elettrodo e il gas di protezione.
- Elettrodo: può essere realizzato in diversi materiali:
- Tungsteno puro: ha elevato potere termoelettrico che garantisce stabilità all’arco. Dal punto di vista economico è il meno costoso. Il problema principale è connesso con la fragilità.
- Tungsteno toriato: presenta accensione rapida e capacità di trasportare correnti elevate oltre ad una buona stabilità dell’arco.
- Tungsteno con zirconio: per la saldatura di alluminio, magnesio e le sue leghe con medio-basse correnti.
- Cerio: elevata emissione di elettroni, buona penetrazione e resistenza all’usura.

In genere sono utilizzati in corrente continua e con la polarità diretta (polo positivo sul pezzo). Nel caso si vogliano saldare metalli leggeri si usa la polarità inversa che consente anche una migliore stabilità dell’arco: tuttavia, le correnti maggiori richieste fanno propendere alla sostituzione della CC a polarità inversa con la CA.

- Il gas di protezione: lo scopo principale è quello di sostituirsi all’aria in modo da evitare la contaminazione con agenti nocivi presenti nell’atmosfera. Solitamente sono utilizzati: argon, elio, miscele di argon-elio e miscele di argon-idrogeno. Con l’argon l’arco risulta abbastanza stabile ma il bagno è meno caldo: viene usato per saldature di spessori sottili. Inoltre, risulta meno costoso dell’elio e questa è una discriminante importante nella scelta. L’elio sviluppa maggior calore e, se usato su materiali con elevata conducibilità, permette di avere maggiore velocità di saldatura. Il problema principale è connesso alla sua leggerezza: essendo più leggero dell’aria, deve essere usato in quantità maggiori rispetto all’argon e questo fa lievitare il costo. Le miscele argon-elio costituiscono una via di mezzo tra i due gas puri.

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07/10/2019

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