8. LA SALDATURA TIG: TECNICHE E VANTAGGI

La saldatura TIG (acronimo di Tungsten Inert Gas, nota anche nella codifica internazionale come GTAW – Gas Tungsten Arc Welding) rappresenta il punto d’arrivo tecnologico nella giunzione dei metalli. Chi opera nel settore della carpenteria di precisione sa bene che questo processo trascende la semplice lavorazione industriale, configurandosi come una tecnica ad altissima precisione che richiede padronanza dei parametri elettrici e profonda sensibilità verso le trasformazioni metallurgiche dei materiali.

Questo metodo rappresenta una scelta primaria nella carpenteria metallica avanzata, affiancando e completando altri processi di unione. Le lavorazioni termiche ed elettriche si inseriscono in un percorso produttivo strutturato che parte dall’analisi tecnica e passa attraverso lo sviluppo della lamiera prima di arrivare alla fase operativa in officina.

CHE COS’È IL PROCESSO GTAW (TUNGSTEN INERT GAS)?

Il principio di funzionamento si basa su un arco elettrico scoccato tra un elettrodo infusibile in tungsteno e il pezzo in lavorazione. L’intera area interessata dal calore viene isolata dall’aria circostante mediante un flusso costante di gas inerte. A differenza delle metodologie a filo continuo (MIG/MAG), dove l’elettrodo fonde depositando il metallo, nella saldatura TIG l’elettrodo svolge esclusivamente la funzione di generare l’arco senza consumarsi.

La caratteristica distintiva risiede nella separazione netta tra la sorgente di calore e la somministrazione del materiale d’apporto. L’operatore controlla l’avanzamento della torcia con una mano e, qualora la geometria del giunto lo richieda, alimenta il bagno metallico inserendo manualmente una bacchetta con l’altra mano. Questo livello di controllo visivo ed esecutivo consente di realizzare cordoni estremamente puliti, privi di scorie e con penetrazione controllata.

COMPONENTI FONDAMENTALI DELL’IMPIANTO DI SALDATURA

Per ottenere giunzioni omogenee e privi di difetti strutturali, è indispensabile configurare l’impianto in modo rigoroso. Ogni singolo elemento influisce sulla stabilità del plasma e sul raffreddamento del bagno.

1. IL GENERATORE E LE SUE FUNZIONALITÀ AVANZATE

I generatori inverter moderni mettono a disposizione tecnologie di regolazione fine del flusso di corrente:

• Innesco ad Alta Frequenza (HF): Consente l’accensione dell’arco senza toccare il pezzo metallico, prevenendo contaminazioni da tungsteno nella zona di fusione.
• Corrente Alternata (AC) e Continua (DC): La selezione della modalità è vincolata alla natura del metallo base: corrente continua per acciai al carbonio e inossidabili, corrente alternata per l’alluminio e le sue leghe.
• Pulsazione di Corrente (Pulse TIG): Consente di alternare un picco di corrente ad alta intensità con una corrente di base più bassa. Questo ciclo limita il calore totale immesso, riducendo le deformazioni meccaniche sui componenti di spessore ridotto.

2. SELEZIONE DEGLI ELETTRODI DI TUNGSTENO

La composizione chimica dell’elettrodo incide direttamente sul punto di fusione, sulla facilità d’innesco e sulla stabilità della punta:

• Tungsteno Toriato (Banda Rossa): Storicamente molto diffuso per acciai, oggi progressivamente sostituito a causa delle problematiche di radioprotezione durante l’affilatura.
• Tungsteno Lantanato (Banda Oro o Blu): Soluzione moderna ad altissima versatilità, idonea sia per saldature in corrente continua che alternata.
• Tungsteno Ceriato (Banda Grigia): Scelta ottimale per lavorazioni a basso amperaggio e per applicazioni di micro-giunzione.

3. IL GAS DI PROTEZIONE ATMOSFERICA E UGELLI GAS LENS

L’Argon puro di grado industriale costituisce il gas di copertura più utilizzato per evitare che l’ossigeno e l’azoto atmosferico compromettano la struttura del bagno fuso. Per aumentare la resa termica su spessori elevati, si ricorre a miscele arricchite con Elio. Per migliorare la distribuzione del flusso, si impiegano ugelli dotati di diffusori a maglia metallica (Gas Lens), che trasformano il flusso turbativo del gas in un flusso laminare e uniforme.

Tabella Comparativa dei Parametri Tecnici:

Materiale Base	Polarità / Corrente	Gas di Copertura	Elettrodo Consigliato	Materiale d’Apporto
Acciaio Inox (AISI 304/316)	Continua (DC-)	Argon 100% (Purga Argon)	Lantanato (Punta affilata)	Bacchetta Inox adeguata
Alluminio e Leghe	Alternata (AC)	Argon / Miscela Argon+Elio	Lantanato / Tungsteno Puro	Bacchetta Alluminio-Silicio o Magnesio
Acciaio al Carbonio	Continua (DC-)	Argon 100%	Ceriato / Lantanato	Bacchetta Ramezzata

TECNICA OPERATIVA E PREPARAZIONE DEL GIUNTO

La buona riuscita di un cordone di saldatura non dipende solo dalla manualità dell’operatore, ma da un’accurata preparazione preliminare delle parti da unire.

PREPARAZIONE E PROGETTAZIONE STRUTTURALE

I lembi da saldare devono essere liberati da residui di lubrificante, vernice, ruggine o strati ossidati tramite pulizia chimica e spazzolatura meccanica. La presenza di contaminanti genera istantaneamente porosità interne o inclusioni nel cordone finale.

Oltre alla pulizia dei materiali, l’intero processo produttivo deve basarsi su uno studio ingegneristico accurato. Per definire correttamente i margini di tolleranza e le sequenze di puntatura, è consigliabile consultare un qualificato studio di progettazione meccanica. Questa fase permette di prevenire distorsioni indesiderate durante l’apporto termico e si integra perfettamente con la lettura dei disegni di carpenteria, propedeutica alle fasi di piegatura e allo sviluppo della lamiera.

GEOMETRIA E AFFILATURA DELL’ELETTRODO

La geometria della punta in tungsteno determina la forma e la penetrazione del cono d’arco. In corrente continua (DC), la punta deve essere affilata longitudinalmente con un angolo di circa 30-60 gradi: un’affilatura più acuta produce un arco stretto e profondo, mentre una punta più ottusa genera un bagno di fusione più largo. In corrente alternata (AC) per alluminio, la punta tende spontaneamente a formare una pallina emisferica sulla sommità.

MANOVRA DELLA TORCIA E DISTANZA D’ARCO

L’operatore deve mantenere un angolo d’inclinazione della torcia di circa 15-20 gradi rispetto alla perpendicolare del pezzo, procedendo verso la direzione di avanzamento. La distanza della punta in tungsteno dalla superficie metallica deve essere mantenuta costantemente tra 2 e 3 millimetri: una distanza maggiore provoca l’allargamento e la dispersione del cono d’arco, mentre un ravvicinamento eccessivo comporta il rischio di toccare il bagno, contaminando l’elettrodo.

INTRODUZIONE DELLA BACCHETTA DI APPORTO

Il metallo d’apporto va inserito gradualmente sul margine frontale della zona fusa, mantenendo la bacchetta ad un’inclinazione ridotta (circa 10-15 gradi). Il ritmo di avanzamento deve seguire la sequenza continua di fusione e deposito, garantendo regolarità alle creste del cordone.

TIPOLOGIE DI GIUNTO E COMPORTAMENTO SUI METALLI

GIUNZIONI SU ACCIAIO INOSSIDABILE

L’acciaio inossidabile presenta una conducibilità termica ridotta rispetto ad altri metalli, fattore che localizza il calore nella zona di fusione. Questa caratteristica permette di ottenere cordoni stretti ed estetici. Tuttavia, per evitare l’ossidazione della radice del giunto (il cosiddetto fenomeno di “invecchiamento” o bruciatura interna), è necessario insufflare gas di protezione (purga) all’interno delle condotte durante la lavorazione.

SALDATURA DELL’ALLUMINIO

L’alluminio forma uno strato superficiale di ossido (allumina) che fonde a circa 2050°C, a fronte dei 660°C del metallo sottostante. La corrente alternata (AC) risolve questa problematica: durante la semionda positiva si ottiene la rottura meccanica dell’ossido, mentre durante la semionda negativa si assicura la penetrazione del calore nel metallo base.

DIAGNOSTICA E RISOLUZIONE DEI PROBLEMI OPERATIVI

Durante l’esecuzione delle giunzioni possono manifestarsi anomalie operative. La tabella seguente illustra le cause e le relative soluzioni tecniche:

Problema Riscontrato	Causa Probabile	Azione Correttiva
Porosità o bolle nel cordone	Flusso di gas insufficiente o contaminazione superficiale	Aumentare la portata dell’Argon e sgrassare accuratamente i pezzi
Consumo rapido dell’elettrodo	Polarità errata o diametro sottodimensionato	Verificare il collegamento in DC- e utilizzare un elettrodo di diametro maggiore
Arco instabile o vagante	Punta del tungsteno contaminata o affilata trasversalmente	Riaffilare l’elettrodo in senso longitudinale alla lunghezza dell’asta
Annerimento del cordone finale	Post-gas troppo breve al termine della saldatura	Aumentare il tempo di post-gas per proteggere il bagno fino al raffreddamento

NORMATIVE DI QUALIFICA E CONTROLLO QUALITÀ

Negli ambiti industriali ad alta responsabilità (come il settore aerospaziale, alimentare e petrolchimico), l’operatore deve conseguire qualifiche specifiche secondo le norme internazionali di riferimento, ad esempio la EN ISO 9606-1 per gli acciai e la EN ISO 9606-2 per l’alluminio. L’integrità dei cordoni viene verificata mediante controlli non distruttivi (CND), quali l’esame visivo (VT), i liquidi penetranti (PT) e il controllo radiografico (RT).

DPI E NORME DI SICUREZZA IN OFFICINA

L’intensità dell’arco generato produce emissioni ultraviolette ad alta frequenza che richiedono l’impiego di maschere con filtri elettro-ottici autoscuranti. È essenziale proteggere l’epidermide con abbigliamento ignifugo e guanti in pelle morbida che consentano l’adeguata sensibilità manuale. Nei locali chiusi è obbligatorio disporre di un sistema di aspirazione alla fonte per evitare la saturazione dell’aria da parte dei gas inerti.

DOMANDE FREQUENTI (FAQ)

Qual è la differenza fondamentale tra procedimento TIG e MIG/MAG?

La differenza risiede nell’elettrodo e nella gestione del materiale. Il processo GTAW impiega un elettrodo infusibile di tungsteno e l’apporto metallico è opzionale e manuale. Il processo MIG/MAG usa invece un filo continuo fuso che funge simultaneamente da elettrodo e da metallo d’apporto.

Per quale motivo si utilizza l’Argon come gas di protezione?

L’Argon è un gas nobile chimicamente inerte. Non reagisce con il metallo fuso neanche ad altissime temperature, isolando completamente il bagno dagli elementi ossidanti presenti nell’atmosfera.

Come si evita la contaminazione dell’elettrodo in tungsteno?

La contaminazione si evita impiegando generatori dotati di innesco ad alta frequenza (HF), mantenendo la distanza d’arco corretta ed evitando il contatto accidentale tra l’elettrodo e la bacchetta d’apporto.

Cos’è il tempo di Post-Gas e perché è fondamentale?

Il Post-Gas è il lasso di tempo in cui il gas continua a fluire dalla torcia dopo lo spegnimento dell’arco. Serve a proteggere dall’ossidazione sia il bagno di fusione ancora caldo sia la punta dell’elettrodo mentre si raffredda.

CONCLUSIONI E INTEGRAZIONE PRODUTTIVA

Nell’ambito delle lavorazioni di carpenteria metallica, la realizzazione di giunzioni di alta qualità rappresenta una fase di un ciclo produttivo integrato. Questo ciclo parte dalla modellazione tecnica e comprende processi come la punzonatura, lo sviluppo della lamiera e i successivi trattamenti di pulizia come la sabbiatura, volti a preparare le superfici per le successive finiture superficiali.