La saldatura orbitale è un metodo di saldatura con gas inerte completamente meccanizzato, nel quale gli elettrodi, insieme all’arco elettrico, vengono condotti per 360 gradi intorno ai pezzi da saldare di forma circolare. I vantaggi sono del tutto evidenti: elevata sicurezza e riproducibilità del processo, brevi tempi di produzione, costante ed elevata qualità del cordone di saldatura, facile usabilità del processo e documentazione completa.
Nei settori in cui si saldano tubi in parete sottile di costante e buona qualità, la saldatura orbitale presenta tutti i suoi evidenti vantaggi. Questi includono la produzione di semiconduttori, la tecnologia alimentare, l’industria aerospaziale, farmaceutica e chimica e la costruzione di scambiatori di calore, ossia i settori in cui fluidi aggressivi e corrosivi o elevate pressioni di processo richiedono tubazioni senza perdite e un elevato standard di igiene.
La richiesta di sistemi di saldatura orbitale è in costante aumento da anni a causa dei requisiti più severi, di una maggiore consapevolezza della qualità e di una carenza di manodopera qualificata. Il crescente obbligo di documentazione fa il resto perché, grazie a generatori di saldatura intelligenti ed a processi definiti, questo processo soddisfa i requisiti internazionali.
Un sistema di saldatura orbitale è costituito da un generatore di saldatura con sistema di controllo e unità di raffreddamento e dalla testa di saldatura con fascio cavi e tubi flessibili per i segnali di controllo, il gas inerte, il fluido di raffreddamento e la corrente di saldatura. Le teste di saldatura si distinguono in due principali categorie, a camera chiusa ed a camera aperta.
Tipi di teste di saldatura orbitale
Per tubi in parete sottile, ad esempio in acciaio inox o in titanio, fino a circa 170 mm di diametro e spessore di parete da 0,3 a circa 3,5 mm, si utilizzano teste chiuse ed il processo di saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno sotto protezione di gas inerte (TIG).
Il processo di saldatura avviene in condizioni costanti nella testa di saldatura orbitale che avvolge completamente il tubo. In un’atmosfera di gas inerte permanente, il rotore della testa di saldatura conduce un elettrodo TIG intorno al tubo su una traiettoria definita. I tubi vengono saldati insieme senza gioco e senza disallineamento dall’arco elettrico. Ciò richiede una buona preparazione della giunzione: tubi tagliati ad angolo retto, un’intestatura piatta e una superficie pulita e priva di bave che possono essere ottenuti utilizzando le più moderne macchine taglia tubi e smussatrici orbitali.
Nel corso dello sviluppo, le dimensioni delle teste di saldatura sono diventate sempre più compatte, per cui oggi la saldatura può essere eseguita anche in condizioni di montaggio con spazzi ristretti. Sono attualmente disponibili teste di saldatura chiuse per tubi con diametro da 3 a 170 mm.
Per spessori di parete maggiori e diametro dei tubi fino a 270 mm vengono spesso utilizzate teste di saldatura orbitale a camera aperta. A differenza dei sistemi a camera chiusa, i sistemi a camera aperta consentono di apportare al bagno di fusione materiale di riempimento sotto forma di filo freddo. In questo modo è possibile eseguire anche saldature multistrato su pareti più spesse.
Utilizzo semplice ed alta ripetibilità
La gestione del processo di saldatura, nel caso di teste a camera chiusa è estremamente semplice: la testa viene aperta e i due tubi da saldare vengono inseriti portandoli a stretto contatto tra loro. La giunzione dei tubi viene posizionata in corrispondenza dell’elettrodo. Dopo la chiusura della testa e l’avvio del processo di saldatura, la testa raffreddata a liquido viene riempita di gas inerte, generalmente argon. Dopo l’innesco dell’arco elettrico, l’elettrodo ruota intorno al pezzo da saldare. La comparsa di colorazioni di ossidazione si evita grazie alla protezione permanente di gas inerte. La saldatura avviene automaticamente, senza discontinuità ed in una costante ed elevata qualità.
Generatori di saldatura intelligenti consentono di accedere a progetti e parametri
I generatori di saldatura intelligenti garantiscono la massima sicurezza di funzionamento durante il processo: inserendo parametri dipendenti dal pezzo, come materiale, diametro e spessore della parete, il generatore di saldatura determina automaticamente le intensità di corrente, i tempi di pulsazione, la velocità di saldatura e, con le teste di saldatura aperte, la quantità di filo necessaria per il processo. Il tipo di testa collegato viene riconosciuto automaticamente, per cui il compito dell’operatore è limitato al richiamo del corrispondente programma di saldatura e all’avvio del processo. Lavorare con questo sistema è talmente facile ed affidabile che anche operatori meno qualificati possono ottenere i migliori risultati di saldatura nella produzione in serie a parità di condizioni generali.
Ovviamente i moderni generatori di saldatura offrono anche la registra¬zione ed il backup dei dati nella LAN del cliente. L’Orbimat 180 SW, ad esempio, può essere integrato nella rete del cliente tramite la porta LAN integrata: la comunicazione di interfaccia con i diversi sistemi dei clienti è possibile tramite il protocollo MQTT compatibile con IoT/industria 4.0. L’intero processo di saldatura può essere monitorato direttamente, in quanto l’operatore, l’addetto alla preparazione del lavoro e l’esperto del controllo della qualità possono accedere costantemente ai progetti ed ai dati. Tutti i dati ed i programmi di saldatura possono essere richiamati e documentati completamente per ogni singola saldatura e possono essere analizzati e riutilizzati o ottimizzati per le saldature future. In questo modo si migliora la pianificazione dei processi di produzione che diventano più sicuri e richiedono meno costi e tempo.
Tutti i dati possono essere inoltre salvati nella memoria interna del sistema o in un supporto dati USB esterno. Oltre ai dati come il diametro del tubo, la qualità del materiale e lo spessore della parete, il cliente può specificare altri parametri, ad esempio il nome dell’operatore, il numero di lotto del pezzo, il numero di posizione del cordone di saldatura, il numero dell’isometria della tubazione, ecc.
