I metalli devono essere identificati prima della saldatura per scegliere l’elettrodo e il metodo corretti.
Per esempio, il magnesio e l’alluminio hanno un aspetto simile ma richiedono processi di saldatura diversi.
Le pagine seguenti ti guideranno attraverso i vari test, le proprietà fisiche e meccaniche che vengono utilizzate per determinare l’origine dei metalli.
La maggior parte dei metalli e delle leghe descritte in questa sezione del sito possono essere saldati con uno o più processi di saldatura principali (Stick, TIG, MIG, Oxyfuel).
Questa sezione descrive le caratteristiche dei metalli e delle loro leghe, con particolare riferimento al loro significato nelle operazioni di saldatura.
Tutti i metalli rientrano in due categorie, ferrosi o non ferrosi.
- Metalli ferrosi – sono metalli che contengono ferro.
I metalli ferrosi si presentano sotto forma di ghisa, acciaio al carbonio e acciaio per utensili. Le varie leghe di ferro, dopo aver subito determinati processi, sono la ghisa, la ghisa grigia, la ghisa bianca, la ghisa bianca, la ghisa malleabile, il ferro battuto, l’acciaio legato e l’acciaio al carbonio. Tutti questi tipi di ferro sono miscele di ferro e carbonio, manganese, zolfo, silicio e fosforo. Altri elementi sono anche presenti, ma in quantità che non influenzano in modo apprezzabile le caratteristiche del metallo. - Metalli non ferrosi – sono quelli che non contengono ferro.
Alluminio, rame, magnesio e leghe di titanio sono tra quei metalli che appartengono a questo gruppo.
Proprietà fisiche dei metalli
Molte delle proprietà fisiche dei metalli determinano se e come possono essere saldati e come si comportano in servizio.
Proprietà fisiche che comprende diversi metodi di identificazione dei metalli, sono mostrati nella tabella 7-1 a&b sotto.
Proprietà fisiche dei metalli – Tabella 7-1a e 7-1b
Colore del metallo
Il colore si riferisce alla qualità della luce riflessa dal metallo.
Massa o densità
Massa o densità si riferisce alla massa rispetto al volume.
Comunemente noto come peso specifico, questa proprietà è il rapporto tra la massa di un dato volume di metallo e la massa dello stesso volume di acqua ad una temperatura specifica, di solito 39°F (4°C).
Per esempio, il rapporto tra il peso di un piede cubo di acqua e un piede cubo di ghisa è il peso specifico della ghisa. Questa proprietà si misura in grammi per millimetro cubo o centimetro nel sistema metrico.
Punto di fusione
Il punto di fusione di un metallo è importante per quanto riguarda la saldatura.
La fusibilità di un metallo è legata al suo punto di fusione, la temperatura alla quale il metallo passa da uno stato solido a uno fuso.
Le sostanze pure hanno un punto di fusione netto e passano dallo stato solido a quello liquido senza un cambiamento di temperatura.
Durante questo processo, tuttavia, c’è un assorbimento di calore durante la fusione e la liberazione di calore durante il congelamento.
L’assorbimento o il rilascio di energia termica quando una sostanza cambia stato è chiamato il suo calore latente.
Il mercurio è l’unico metallo comune che è nel suo stato fuso alla normale temperatura ambiente. I metalli che hanno basse temperature di fusione possono essere saldati con fonti di calore a bassa temperatura. I processi di saldatura e brasatura utilizzano metalli a bassa temperatura per unire metalli che hanno temperature di fusione più alte.
Punto di ebollizione
Il punto di ebollizione è anche un fattore importante nella saldatura.
Il punto di ebollizione è la temperatura alla quale il metallo passa dallo stato liquido allo stato di vapore. Alcuni metalli, quando esposti al calore di un arco, vaporizzeranno.
Conducibilità
Conducibilità termica ed elettrica si riferiscono alla capacità del metallo di condurre o trasferire calore ed elettricità.
- Conduttività termica: la capacità di un metallo di trasmettere il calore attraverso la sua massa, è di vitale importanza nella saldatura, poiché un metallo può trasmettere il calore dalla zona di saldatura molto più rapidamente di un altro. La conducibilità termica di un metallo indica la necessità di preriscaldamento e la dimensione della fonte di calore necessaria. La conducibilità termica è solitamente legata al rame. Il rame ha la più alta conducibilità termica dei metalli comuni, superata solo dall’argento. L’alluminio ha circa la metà della conduttività termica del rame, e gli acciai hanno circa un decimo della conduttività del rame. La conducibilità termica si misura in calorie per centimetro quadrato al secondo per grado Celsius.
- Conducibilità elettrica: è la capacità del metallo di condurre una corrente elettrica. Una misura della conduttività elettrica è fornita dalla capacità di un metallo di condurre il passaggio della corrente elettrica. Il suo opposto è la resistività, che si misura in micro-ohm per centimetro cubo ad una temperatura standardizzata, di solito 20°C. La conducibilità elettrica è di solito considerata in percentuale e si riferisce al rame o all’argento. La temperatura ha un ruolo importante in questa proprietà. All’aumentare della temperatura di un metallo, la sua conduttività diminuisce. Questa proprietà è particolarmente importante per la saldatura a resistenza e per i circuiti elettrici.
Coefficiente di espansione termica lineare
Con poche eccezioni, i solidi si espandono quando sono riscaldati e si contraggono quando sono raffreddati. Il coefficiente di espansione termica lineare è una misura dell’aumento lineare per unità di lunghezza in base al cambiamento di temperatura del metallo.
L’espansione è l’aumento della dimensione di un metallo causato dal calore. L’espansione di un metallo in una direzione longitudinale è nota come espansione lineare. Il coefficiente di espansione lineare è espresso come l’espansione lineare per unità di lunghezza per un grado di aumento della temperatura. Quando i metalli aumentano di dimensioni, aumentano non solo in lunghezza ma anche in larghezza e spessore. Questo è chiamato espansione volumetrica.
Il coefficiente di espansione lineare e volumetrica varia in una vasta gamma per diversi metalli. L’alluminio ha il più grande coefficiente di espansione, espandendosi quasi il doppio dell’acciaio per lo stesso cambiamento di temperatura. Questo è importante per la saldatura per quanto riguarda la deformazione, il controllo della deformazione e il fissaggio, e per saldare insieme metalli dissimili.
Resistenza alla corrosione
La resistenza alla corrosione è la resistenza al consumo o all’usura da parte di aria, umidità, o altri agenti. c. Proprietà meccaniche.
Le proprietà meccaniche dei metalli determinano la gamma di utilità del metallo e stabiliscono il servizio necessario.