La porosità, discontinuità a forma di cavità formata dall'intrappolamento del gas durante la solidificazione, è un difetto comune ma problematico nella saldatura MIG e ha diverse cause. Può comparire in applicazioni semiautomatiche o robotiche e in entrambi i casi richiede la rimozione e la rilavorazione, con conseguenti tempi di inattività e aumento dei costi.
La causa principale della porosità nella saldatura dell'acciaio è l'azoto (N2), che entra nel bagno di saldatura. Quando la vasca del liquido si raffredda, la solubilità dell'N2 si riduce notevolmente e l'N2 fuoriesce dall'acciaio fuso formando bolle (pori). Nella saldatura galvanica/galvanica, lo zinco evaporato può essere mescolato nel bagno di saldatura e, se non c'è abbastanza tempo per fuoriuscire prima che il bagno si solidifichi, forma porosità. Nella saldatura dell'alluminio, tutta la porosità è causata dall'idrogeno (H2), allo stesso modo in cui l'N2 agisce nell'acciaio.
La porosità di saldatura può apparire esternamente o internamente (spesso chiamata porosità sub-superficiale). Può anche svilupparsi in un singolo punto della saldatura o lungo l'intera lunghezza, determinando saldature deboli.
Sapere come identificare alcune cause principali della porosità e come risolverle rapidamente può aiutare a migliorare la qualità, la produttività e i profitti.
Scarsa copertura del gas di protezione
Una scarsa copertura del gas di protezione è la causa più comune della porosità della saldatura, poiché consente ai gas atmosferici (N2 e H2) di contaminare il bagno di saldatura. La mancanza di una copertura adeguata può verificarsi per diversi motivi, inclusi, ma non limitati a, una scarsa portata del gas di protezione, perdite nel canale del gas o un flusso d'aria eccessivo nella cella di saldatura. Anche velocità di viaggio troppo elevate possono essere un colpevole.
Se un operatore sospetta che il problema sia causato da un flusso insufficiente, provare a regolare il flussometro del gas per garantire che la portata sia adeguata. Quando si utilizza una modalità di trasferimento a spruzzo, ad esempio, un flusso da 35 a 50 piedi cubi all'ora (cfh) dovrebbe essere sufficiente. La saldatura ad amperaggi più elevati richiede un aumento della portata, ma è importante non impostare una velocità troppo elevata. Ciò può provocare turbolenze in alcuni modelli di armi che interrompono la copertura del gas di protezione.
È importante notare che pistole progettate diversamente hanno caratteristiche di flusso di gas diverse (vedere i due esempi di seguito). Il “punto ottimale” della portata del gas per il modello superiore è molto più ampio di quello del modello inferiore. Questo è qualcosa che un ingegnere di saldatura deve considerare quando imposta la cella di saldatura.
Il disegno 1 mostra un flusso di gas regolare all'uscita dell'ugello
Il disegno 2 mostra un flusso di gas turbolento all'uscita dell'ugello.
Controllare anche eventuali danni al tubo del gas, ai raccordi e ai connettori, nonché agli O-ring sul pin di alimentazione della pistola di saldatura MIG. Sostituire se necessario.
Quando si utilizzano ventole per raffreddare gli operatori o le parti in una cella di saldatura, fare attenzione che non siano puntate direttamente verso l'area di saldatura dove potrebbero interrompere la copertura del gas. Posizionare uno schermo nella cella di saldatura per proteggerla dal flusso d'aria esterno.
Ritoccare il programma nelle applicazioni robotiche per assicurarsi che vi sia una distanza corretta dalla punta al pezzo, che in genere è compresa tra ½ e 3/4 pollici, a seconda della lunghezza dell'arco desiderata.
Infine, rallentare la velocità di spostamento se la porosità persiste o consultare un fornitore di pistole MIG per diversi componenti front-end con una migliore copertura del gas
Contaminazione di metalli comuni
La contaminazione dei metalli di base è un'altra ragione per cui si verifica la porosità: dall'olio e dal grasso alle scaglie di laminazione e alla ruggine. Anche l'umidità può favorire questa discontinuità, soprattutto nella saldatura dell'alluminio. Questi tipi di contaminanti portano tipicamente a porosità esterna visibile all'operatore. L'acciaio zincato è più incline alla porosità del sottosuolo.
Per combattere la porosità esterna, assicurarsi di pulire accuratamente il materiale di base prima della saldatura e prendere in considerazione l'utilizzo di un filo di saldatura con anima metallica. Questo tipo di filo presenta livelli più elevati di disossidanti rispetto al filo pieno, quindi è più tollerante nei confronti di eventuali contaminanti rimanenti sul materiale di base. Conserva sempre questi e tutti gli altri cavi in un'area asciutta e pulita con una temperatura simile o leggermente superiore a quella della pianta. Ciò contribuirà a ridurre al minimo la condensa che potrebbe introdurre umidità nel bagno di saldatura e causare porosità. Non conservare i cavi in un magazzino freddo o all'aperto.
La porosità, discontinuità a forma di cavità formata dall'intrappolamento del gas durante la solidificazione, è un difetto comune ma problematico nella saldatura MIG e ha diverse cause.
Quando si salda l'acciaio zincato, lo zinco vaporizza a una temperatura inferiore a quella di fusione dell'acciaio e le velocità di spostamento elevate tendono a far congelare rapidamente il bagno di saldatura. Ciò può intrappolare i vapori di zinco nell'acciaio, provocando porosità. Combatti questa situazione monitorando la velocità di viaggio. Anche in questo caso, prendere in considerazione un filo metal cored appositamente progettato (formula di flusso) che favorisce la fuoriuscita dei vapori di zinco dal bagno di saldatura.
Ugelli ostruiti e/o sottodimensionati
Anche gli ugelli ostruiti e/o sottodimensionati possono causare porosità. Gli spruzzi di saldatura possono accumularsi nell'ugello e sulla superficie della punta di contatto e del diffusore, riducendo il flusso del gas di protezione o rendendolo turbolento. Entrambe le situazioni lasciano il bagno di fusione con una protezione inadeguata.
Ad aggravare questa situazione c'è un ugello troppo piccolo per l'applicazione e più incline a un accumulo di spruzzi maggiore e più rapido. Gli ugelli più piccoli possono fornire un migliore accesso alle articolazioni, ma possono anche ostacolare il flusso del gas a causa della minore area della sezione trasversale consentita per il flusso del gas. Tieni sempre presente la variabile tra la punta di contatto e la sporgenza (o cavità) dell'ugello, poiché questo può essere un altro fattore che influenza il flusso del gas di protezione e la porosità con la selezione dell'ugello.
Tenendo presente questo, assicurati che l'ugello sia abbastanza grande per l'applicazione. In genere, le applicazioni con corrente di saldatura elevata che utilizzano fili di dimensioni maggiori richiedono un ugello con diametro del foro maggiore.
Nelle applicazioni di saldatura semiautomatiche, controllare periodicamente la presenza di schizzi di saldatura nell'ugello e rimuoverli utilizzando una pinza da saldatore (welpers) o sostituire l'ugello se necessario. Durante questa ispezione, verificare che la punta di contatto sia in buone condizioni e che il diffusore di gas abbia porte del gas libere. Gli operatori possono anche utilizzare un composto antispruzzo, ma devono fare attenzione a non immergere l'ugello nel composto troppo a fondo o per troppo tempo, poiché quantità eccessive di composto possono contaminare il gas di protezione e danneggiare l'isolamento dell'ugello.
In un'operazione di saldatura robotizzata, investire in una stazione di pulizia degli ugelli o in un alesatore per combattere l'accumulo di spruzzi. Questa periferica pulisce l'ugello e il diffusore durante le pause di routine della produzione in modo da non influire sul tempo di ciclo. Le stazioni di pulizia degli ugelli sono progettate per funzionare insieme a uno spruzzatore antispruzzo, che applica uno strato sottile di composto sui componenti anteriori. Una quantità eccessiva o insufficiente di liquido antispruzzo può provocare un'ulteriore porosità. Anche l'aggiunta di un getto d'aria al processo di pulizia degli ugelli può aiutare a eliminare gli schizzi staccati dai materiali di consumo.
Mantenimento della qualità e della produttività
Avendo cura di monitorare il processo di saldatura e conoscendo le cause della porosità, è relativamente semplice implementare soluzioni. Ciò può contribuire a garantire tempi di attivazione dell'arco più lunghi, risultati di qualità e un numero maggiore di parti buone in movimento attraverso la produzione.
Orario di pubblicazione: 02-febbraio-2020
