Staffa di montaggio e FSW: prestazioni della saldatura Friction Stir Welding in risposta alla carenza della saldatrice
Le staffe di montaggio sono applicazioni per sostenere vari carichi ed elementi meccanici in molti settori industriali. Le staffe di montaggio saldate ad arco (TIG o MIG) presentano diversi problemi di prestazioni tecniche (come la mancanza di resistenza meccanica o problemi di tenuta), oltre alla mancanza di saldatori qualificati. Grazie ai diversi prodotti FSW della gamma Stirweld, affrontiamo queste carenze tecniche e umane offrendo soluzioni facili da usare e a basso costo per l’assemblaggio di staffe di montaggio.
Staffa di montaggio e saldatura Friction Stir Welding: specifiche tecniche
La saldatura Friction Stir Welding (FSW) è una tecnica di saldatura allo stato solido. Il punto di fusione non viene raggiunto, poiché la deformazione del materiale avviene grazie alla rotazione dell’utensile FSW nel materiale. La FSW offre molti vantaggi per quanto riguarda l’assemblaggio di staffe in alluminio, sia in termini economici che di prestazioni meccaniche. Molte industrie hanno quindi adottato questo nuovo processo di giunzione per saldare le loro staffe di montaggio a costi inferiori e senza difetti.
Applicazioni FSW adattate ai settori della mobilità
Le staffe di montaggio sono utilizzate per sostenere vari elementi meccanici come cavi, tubi o altre apparecchiature meccaniche. Queste staffe di montaggio si trovano in apparecchiature industriali, militari e macchine mobili.
Nel settore della mobilità, alcuni criteri come il peso dei componenti sono fondamentali. È il caso di treni, camion, aerei, elicotteri, macchine agricole, serbatoi in alluminio, sottomarini e molti altri. Per soddisfare questo requisito di peso, applicazioni come le staffe di montaggio sono realizzate in alluminio, uno dei metalli più resistenti e leggeri. Più leggeri sono i componenti di un veicolo, minore è il consumo di energia e di carburante.
Per quanto riguarda le navi e i sottomarini, l’alluminio è preferito anche per limitare il rischio di corrosione. L’alluminio ha la capacità di diventare passivato (reazione chimica sui metalli). Ciò è dovuto alla reazione tra alluminio e ossigeno, che forma un sottile strato di ossido amorfo che protegge il metallo dalla corrosione.
Un giunto doppio ad alta resistenza con saldatura FSW
Con i processi di saldatura come la saldatura ad arco (TIG/MIG) utilizzati per assemblare le staffe di montaggio, si verificano spesso difetti di saldatura. Questi difetti hanno un impatto diretto sulla resistenza meccanica delle applicazioni. Grazie a un doppio assemblaggio – assemblaggio meccanico e FSW – le staffe di montaggio in alluminio saldate FSW beneficiano di un’elevata resistenza meccanica.
Le fasi di montaggio di una staffa doppia nella saldatura FSW:
Staffa di montaggio saldata mediante FSW
Suddivisione delle fasi di saldatura FSW di una staffa di montaggio
Il doppio incastro a mortasa e tenone è combinato con la saldatura FSW, che garantisce un’elevata resistenza meccanica e una tenuta perfetta.
Assemblaggio FSW delle staffe di montaggio: Configurazione con saldatura a T
Nella saldatura FSW si distinguono diverse configurazioni di saldatura: saldatura di testa, di giro e a T.
Per saldare le staffe con la tecnica FSW, i pezzi vengono posizionati in una configurazione di saldatura a T. In questo caso, dopo un incastro meccanico a mortasa e tenone, le due parti in alluminio vengono saldate l’una sull’altra (verticalmente), formando una T.
Staffe di montaggio saldate FSW: un processo più robusto ed economico
La saldatura Friction Stir Welding è un processo di saldatura senza fusione e senza apporto di materiale. L’operazione di saldatura avviene allo stato solido grazie alla deformazione meccanica generata dalla rotazione dell’utensile FSW nel pezzo.
FSW per una perfetta resistenza meccanica
Rispetto alle tecniche di saldatura ad arco, una staffa di montaggio con saldatura FSW ha una resistenza meccanica doppia. Questa maggiore resistenza è il risultato del doppio incastro a mortasa e tenone combinato con la saldatura FSW.
FSW secondo Stirweld come modo per contrastare la carenza di saldatori nel mondo
Come per molti lavori nel settore industriale e metallurgico, il numero di saldatori è in totale declino. Si stima che nei prossimi 5 anni ci sarà una carenza di 400.000 saldatori in Europa e negli Stati Uniti.
Le teste Stirweld FSW consentono l’assemblaggio di staffe di montaggio mediante saldatura FSW in modo completamente automatizzato. Oltre a offrire saldature di qualità molto migliore e con un’eccellente resistenza meccanica rispetto ai processi TIG/MIG, il processo FSW di Stirweld è un modo perfetto per colmare la carenza di saldatori. Infatti, sono necessari solo due giorni di formazione per addestrare i vostri operatori alla saldatura per attrito.
A titolo di confronto, una testa ibrida Stirweld FSW adattabile a un centro di lavoro rappresenta il costo di una saldatrice in 1,5 anni.
Si prega di notare che offriamo anche le nostre teste Stirweld Friction Stir Welding (FSW) a noleggio per meno di 2000€/mese.
Per saperne di più sull’acquisto o il noleggio di una testa di saldatura FSW Stirweld, contattateci.
FSW per una saldatura impeccabile
A differenza della saldatura ad arco, la FSW non presenta difetti di saldatura. È comune trovare difetti di porosità o cricche su applicazioni saldate con processi di saldatura ad arco (TIG/MIG). Questi difetti influiscono su due punti essenziali della saldatura: la resistenza meccanica e la tenuta dei pezzi.
Difetti come porosità o crepe in una saldatura influiscono sulla forza meccanica e sulla resistenza alla fatica della staffa di montaggio. Nel FSW, una volta saldate, le staffe di montaggio beneficiano di un’elevata resistenza meccanica (due volte superiore a quella della saldatura ad arco) e di una saldatura perfettamente aderente (rispetto al 30% di saldature non aderenti nella saldatura MIG).
Questi difetti non si riscontrano nella saldatura per attrito, perché questa tecnologia rispetta una serie di parametri di saldatura per determinare la temperatura ideale. Le nostre apparecchiature di misurazione della temperatura FSW aiutano a definire i parametri ottimali per una saldatura perfetta e priva di difetti.
FSW per risparmiare sui costi
Il confronto è molto semplice: la saldatura FSW per assemblare una staffa di montaggio è notevolmente più economica della saldatura MIG:
FSW: un processo ecologico
I processi convenzionali, come la saldatura MIG, richiedono l’uso di gas. Inoltre, le alte temperature richieste per fondere i materiali nella saldatura ad arco comportano un elevato consumo energetico, l’emissione di fumi nocivi (ozono O3), la dispersione di calore e l’irraggiamento luminoso che hanno un impatto sull’ambiente.
A differenza di questi processi, la saldatura per attrito non utilizza alcun materiale e consuma la metà dell’energia della saldatura ad arco. Nella FSW è in azione solo l’utensile, che ruota con un’efficienza elettrica vicina al 100%. Il fatto che la FSW non richieda l’impiego di calore, gas o materiali e non richieda la preparazione della superficie, la rende un processo di saldatura più ecologico e più sicuro per gli operatori.
Saldatura Friction Stir Welding: una tecnologia di giunzione ecologica
La saldatura FSW può essere utilizzata per saldare qualsiasi lega di alluminio, a differenza dei processi di saldatura convenzionali come MIG o TIG. Le leghe di alluminio ad alta resistenza (serie 2000 e 7000) sono difficili da saldare con la saldatura ad arco. Nel FSW, invece, l’operazione di saldatura è identica a quella delle altre leghe di tipo 5000 o 6000. Queste leghe ad alta resistenza sono utilizzate soprattutto nel settore aeronautico o in alcune applicazioni come le staffe di montaggio che devono avere una resistenza alla trazione superiore a 500 MPa (MegaPascal).
Nella saldatura MIG si possono saldare solo le leghe di alluminio 5000 e 6000. Queste leghe hanno una resistenza massima alla trazione di 250 MPa, che è la metà di quella dell’alluminio 7000. Pertanto, queste staffe di montaggio possono essere saldate solo mediante FSW, un processo che non raggiunge il punto di fusione e consente di mantenere le proprietà meccaniche del materiale di base dopo la saldatura.
Buono a sapersi: prima dell’FSW, era necessario saldare insieme due lastre di alluminio di 8 mm di spessore con una resistenza di 250 MPa, per ottenere una resistenza alla trazione equivalente a una lastra di 4 mm di spessore con un Rm di 500 MPa. Oggi questo non è più necessario, perché con l’FSW si può saldare alluminio 2000 o 7000.
L’esperienza di FSW Stirweld nelle applicazioni con staffe di montaggio
Processi di saldatura FSW certificati
In Stirweld, tutte le nostre certificazioni di staffe di montaggio sono controllate dallo standard di saldatura FSW ISO 25239. Questo standard ci consente di soddisfare i requisiti di qualità e controllo certificati.
Eseguiamo tre test di controllo qualità su tutte le nostre applicazioni:
Test di flessione
Test di flessione
Taglio metallografico
Riferimenti esigenti per le staffe di montaggio FSW Stirweld
Oggi, le tecnologie FSW sviluppate all’interno di Stirweld sono utilizzate nei settori ferroviario e militare. Queste tecnologie consentono di assemblare staffe di montaggio mediante saldatura FSW. Se desiderate saperne di più sui nostri processi e applicazioni di saldatura FSW, i nostri team di specialisti FSW sono a vostra disposizione per rispondere alle vostre domande.
