Saldatrici elettriche e saldatrici a inverter: Principi di funzionamento e parametri di scelta

Le saldatici elettriche sono strumenti tramite i quali è possibile applicare una lavorazione sui metalli definita saldatura ad arco elettrico. La saldatura ad arco è un processo di saldatura che viene utilizzato per saldare i metalli con l'aiuto dell'elettricità per generare calore sufficiente per ammorbidire il metallo e d unirlo con un altro metallo una volta raffreddato.

Questo tipo di saldatura utilizza un alimentatore per creare un arco elettrico tra un asta di metallo a cui è stato inserito un elettrodo e il materiale da lavorare per ammorbidire il metallo. Il principio di funzionamento in un processo di saldatura è dato quindi dal calore generato tra il pezzo in lavorazione e l'elettrodo.

Vediamo un rapido sommario di cosa tratteremo in questo articolo:

Come funziona la saldatrice elettrica

La saldatura ad arco elettrico, come anticipato,si riferisce al processo di utilizzo di un arco elettrico per fondere i materiali con cui si sta lavorando, nonché i materiali di riempimento.

La saldatrice elettrica è formata da un'asta, definita asta di saldatura, che consente di saldare i giunti insieme. Per eseguire la saldatura ad arco è necessario collegare un filo di messa a terra al materiale da saldare. Il materiale di saldatura non è il materiale che si intende saldare insieme.
Un filo diverso, chiamato elettrodo, è ciò che viene inserito nel materiale che si intende saldare. Quando si estrae il cavo dell'elettrodo dal materiale, si crea elettricità.
L'elettricità che si crea tirando il cavo dell'elettrodo è ciò che crea l'arco elettrico.

Quando viene generato l'arco, il materiale che si sta saldando si scioglie e, se vengono utilizzati, i materiali di riempimento contribuiranno a fondere insieme i pezzi di metallo.
Una fonte di alimentazione AC o CC è collegata da un cavo al pezzo da saldare e da un altro cavo all'asta di saldatura che stabilisce un contatto elettrico con l'elettrodo di saldatura.

Un arco viene creato attraverso lo spazio vuoto quando il circuito eccitato con il contatto tra la punta dell'elettrodo e il pezzo da lavorare. L'arco produce una temperatura compresa tra 4000°C e 6000°C sulla punta dell'elettrodo. Questo calore fonde sia il metallo di base che l'elettrodo, producendo un mix di metallo fuso chiamato cratere. Il cratere si solidifica creando il legame di fusione tra i metalli.

Tipi di saldatrici elettriche

Le saldatrici elettriche vengono catalogate in base al tipo di saldatura ad arco che riescono ad eseguire. Esistono tre diversi tipi di saldatura ad arco:

• Saldatura ad arco in metallo schermato
• Saldatura ad arco in metallo e gas
• Saldatura ad arco con tungsteno a gas

Saldatura ad arco schermato (SMAW)

La saldatura ad arco schermato, nota anche come SMAW, che è l'acronimo di Shielded Metal Arc Welding. Si riferisce a un tipo di saldatura ad arco che utilizza un cavo per elettrodo coperto di flux, ovvero un agente di pulizia chimica che serve per purificare.  Quando l'arco elettrico viene generato, il flux si disintegrerà.
Quando il flux si disintegra emette dei vapori che proteggeranno la saldato da qualsiasi particella contenuta nell'aria che potrebbe contaminare la saldatura indebolendola.

Poiché questo tipo di saldatura è relativamente semplice, può essere utilizzata per molti progetti che prevedono una saldatura.

Saldatura ad arco in metallo e gas (GMAW)

La saldatura ad arco in metallo e gas ha due differenziazioni.
Può essere indicato come saldatura a metallo inerte (MIG ovvero Metal-arc Inert Gas) o saldatura a gas attivo in metallo (MAG, Metal-arc Active Gas).

La saldatura GMAW funziona quando l'arco elettrico viene generato tra un elettrodo metallico inerte e i materiali da saldare.
Il processo fa riscaldare e infine fondere i materiali.
La differenza principale tra SMAW e GMAW è l'elettrodo: GMAW utilizza un gas inerte metallico, mentre SMAW utilizza un elettrodo al piombo.

Saldatura ad arco con tungsteno a gas (GTAW)

Questo tipo di saldatura è anche noto come saldatura a gas inerte al tungsteno (TIG, Tungsten Inert Gas). La saldatura ad arco con tungsteno a gas è chiamata cosi perché utilizza un elettrodo di tungsteno nel suo processo. Il processo è il medesimo dei precedenti ma viene impiegato un elettrodo con materiale diverso. Ciò che è differente è l'agente protettivo usato. La saldatura GTAW ( Gas Tungsten Arc Welding ) utilizza un gas di protezione inerte per proteggere l'area di saldatura dai contaminanti.

Saldatrici a inverter

Le saldatrici a inverter sono una categoria trasversale alle precedenti, perché l'attributo "ad inverter" non si riferisce al tipo di arco elettrico creato o al materiale usato per la saldatura, ma alla tecnologia elettrica che viene impiegata per generare la corrente di saldatura. L'inverter appunto, che è un dispositivo in grado di modulare la frequenza della corrente in uscita dai suoi morsetti .

Gli inverter infatti, rispetto ai trasformatori tradizionali, permettono un ingombro molto inferiore a parità di potenza e prestazioni molto più elevate. La saldatura infatti avviene con frequenze elevate, anche dell'ordine delle migliaia di Hertz ( da 1kHz a 100kHz ).

Come scegliere la saldatrice elettrica

La chiave per selezionare la saldatrice è scegliere quella migliore per le specifiche esigenze di saldatura. La prima selezione da attuare è scegliere tra una saldatrice elettrica monofase o trifase.

A seconda dell'utilizzo bisognerà scegliere la saldatrice elettrica anche a seconda della potenza. In commercio ne esistono di diversi tipi ovvero:

• da 150 a 200 Ampère: eccellente per lavori leggeri e medi; è la saldatrice ideale per l'hobbista;
• da 250 a 300 Ampère: viene generalmente utilizzata per la saldatura generali (manutenzione, riparazioni, ecc.) e lavori di produzione media. È considerata una saldatrice per uso professionale;
• da 400 a 600 Ampère: è usato per lavori pesanti. Di solito viene utilizzato per saldare strutture, parti pesanti di macchinari, serbatoi, tubi, ecc. È considerata una saldatrice per uso industriale.

Altra caratteristica da valutare è la dimensione dell'elettrodo. Questa è correlata alla potenza del saldatore, ovvero maggiore è la potenza del saldatore, maggiore sarà il diametro dell'elettrodo che è possibile utilizzare.

Anche il porta elettrodo è degno di nota durante la scelta. Il porta elettrodo è il morsetto utilizzato per afferrare l'elettrodo e guidarlo durante la saldatura. Il porta elettrodo dovrebbe essere leggero e pratico per espellere facilmente l'elettrodo usato e inserirne uno nuovo. Gli standard di sicurezza impongono che debba essere elettricamente isolato.
Sarebbe importante, al momento dell'acquisto di una saldatrice elettrica, verificare che abbia una protezione termica. Questa consentirà di proteggere l'attrezzatura dal calore generato dalla saldatura e dal passaggio di corrente.

Le ruote e la maniglia di trasporto faciliteranno il trasferimento del saldatore.