Tecnica: saldatura autogena e brasatura

Saldatura autogena e brasatura, le differenze

La saldatura è un procedimento che permette di unire dei pezzi, solitamente, metallici tramite il calore o la pressione, con o senza materiale di apporto.

Ci sono diverse tecniche che consentono di ottenere dei giunti saldati e ognuna di queste presenta vantaggi e svantaggi nella sua applicazione (per saperne di più sulle tecniche di saldatura leggi anche l'articolo Come eseguire correttamente una saldatura dell'alluminio). 

La prima grande suddivisione è quella tra saldature autogene ed eterogene.

La saldatura autogena

La saldatura autogena può avvenire per fusione o per pressione. La caratteristica principale è che il metallo base partecipa alla costituzione del giunto saldato. Si può eseguire senza o con apporto di metallo dello stesso tipo di quello dei pezzi da saldare.

Per effettuare la saldatura autogena è necessario utilizzare materiali compatibili. Per prima cosa si devono pulire accuratamente i pezzi da unire, rimuovendo residui di sporco e ossido in superficie. Per questo è possibile utilizzare dei detergenti e una buona spazzola metallica.

Poi, a prescindere dalla tecnica di saldatura che si intende utilizzare, le parti da congiungere devono essere sistemate nella posizione finale e fissate. A questo punto si portano a fusione sia il metallo di base, che quello di apporto se previsto. Lo spazio tra i bordi viene riempito con il metallo fuso. Nel caso di saldatura autogena per pressione, sono solo i lembi che si fondono per essere accostati.

Le tecniche più conosciute e utilizzate sono  le saldature a gas o ad arco elettrico. Sono procedure tradizionali che presentano dei vantaggi, il primo tra tutti  la massima tenuta del giunto. Di contro, essendo necessarie temperature elevate, il rischio è di avere forti deformazioni.

Esistono anche tecniche più innovative che utilizzano sorgenti laser, ultrasuoni e fasci di elettroni.

Brasatura e saldobrasatura

La brasatura e la saldobrasatura sono anche dette saldature eterogene perché la fusione riguarda esclusivamente il materiale d’apporto. Il metallo di base viene invece solamente scaldato quanto basta a permettere lo scorrimento della lega brasante. Di conseguenza, il metallo d’apporto può essere differente rispetto a quello dei pezzi da unire.

L’importante è che il punto di fusione del metallo d’apporto sia più basso rispetto a quello dei materiali di base. Quando arriva a fusione, il metallo d’apporto viene inserito nel giunto capillare.

In entrambi tipi di saldatura è necessario pulire i metalli da saldare distribuendo un disossidante o un flussante, che hanno lo scopo di rimuovere la patina di ossido che si può formare sulla superficie dei metalli a contatto con l’aria.

Nella tecnica della saldobrasatura i lembi dei pezzi da unire vanno preparati con cianfrinature che saranno riempite dal metallo d’apporto fuso.

La saldatura avviene perché durante il riscaldamento, le  molecole del metallo di base si allontanano e il materiale d’apporto fuso può penetrare. Quando si raffreddano, le molecole si riavvicinano inglobando quelle del materiale d’apporto (diffusione atomica).

Nel processo di brasatura i pezzi da saldare sono accostati l’uno all’altro. Durante la preparazione dei componenti da unire, è bene lasciare dei meati di 0,05-0,2 mm di larghezza per consentire la penetrazione capillare del metallo brasante. In questo processo, i materiali di base vengono scaldati uniformemente fino a raggiungere la temperatura che permetta al materiale di apporto che entra in contatto con i lembi riscaldati, di fondersi e riempire i meati. Si sfrutta infatti la bagnatura, cioè la capacità del metallo liquido di appoggiarsi alla superficie con piccoli angoli di contatto.

Grazie alla formazione di una lega e alla diffusione, si ottiene quindi il giunto.

I vantaggi e gli svantaggi della brasatura

Le tecniche di brasatura e saldobrasatura presentano alcuni vantaggi:

• la possibilità di unire anche materiali diversi
• necessita di una bassa energia termica
• è adatta anche a materiali non metallici
• l’ampia gamma di leghe brasanti consente molte applicazioni diverse
• possibilità di unire elementi che hanno dimensioni diverse
• provoca una bassa distorsione
• riduce il rischio di fessurazione
• è una procedura poco costosa
• nel caso della saldobrasatura il giunto è resistente ed elastico
• e l’aspetto estetico del giunto è impeccabile.

Di contro, però:

• la saldobrasatura in particolare richiede molta precisione
• è necessario effettuare anche una accurata pulizia dopo la brasatura per evitare il rischio di corrosione
• spesso sono necessari dei dispositivi di fissaggio
• nel caso della brasatura il giunto ha scarsa elasticità e resistenza meccanica rispetto a quando entrano in fusione anche i lembi da unire.

Tecniche di brasatura

La tecnica di brasatura si suddivide in brasatura dolce, forte e saldobrasatura. La differenza tra le prime due è la temperatura di fusione del materiale di apporto.

Nella brasatura dolce si raggiungono al massimo i 450°C. Di solito si utilizzano leghe di stagno, al fine di diminuire sensibilmente il tempo di fusione, e piombo. Questo tipo di saldatura è molto diffuso nel mondo dell’elettronica dove è importante non raggiungere elevate temperature per non danneggiare i componenti.

Nella brasatura forte invece, si superano i 450°C con leghe  contenenti argento, rame, oro, nickel oppure ottone.

Nella saldobrasatura vengono usati metalli con temperature di fusione superiori a 900°C vicine al punto di fusione dei componenti da saldare.

La saldatura eterogena è molto antica ma è un procedimento ancora diffuso a livello industriale, artigianale, casalingo. La sua applicazione in diversi campi è dovuta alle sue specifiche caratteristiche. In taluni casi è una scelta obbligata, ma come tutti le lavorazioni che presentano dei rischi, non va mai improvvisata: conoscenze sui processi e strumenti adeguati sono indispensabili.

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