Che cos'è la saldatura ossiacetilenica
Nel ventesimo secolo gli studi condotti sull’acetilene permisero a scienziati di progettare un sistema in grado di saldare dei componenti in metallo senza ricorrere all’utilizzo di energia elettrica. Infatti l’energia necessaria a far si che più elementi in metallo si saldino tra loro, è conferita dalla combustione di acetilene, che è il combustibile, mediante il comburente, che è l’ossigeno.Per attuare la saldatura è necessario un altro componente, ovvero un legante che in genere si presenta come una bacchetta, pronta ad essere fusa mediante il calore fornito dalla fiamma ossiacetilenica sul pezzo da saldare.La saldatura ossiacetilenica viene impiegata anche in brasature di vario tipo. Invece per quanto riguarda la torcia ossiacetilenica, questa viene utilizzata anche nella pratica dell’ossitaglio.
Saldatura ossiacetilenica e caratteristiche della fiamma
Nel processo di saldatura ossiacetilenica, l’energia necessaria viene data da una fiamma di acetilene in ossigeno. La fiamma risultante si divide in tre parti, ovvero il dardo, la zona riduttrice e il pennacchio.Il dardo è la zona adiacente all’uscita della lancia, di colore bianco, in cui avviene una reazione chimica che prevede dai reagenti acetilene e ossigeno, la formazione di monossido di carbonio, idrogeno e 444 chilo joule. Al vertice del dardo si raggiungono temperature elevatissime.La zona riduttrice è di colore celeste o blu, dove i gas che hanno una proprietà riducente, ovvero la capacità di cedere elettroni, prodotti nel dardo, reagiscono con l’ossigeno contenuto nell’aria. Questi gas, una volta completata l’ossidazione, producono altro calore, con formazione di anidride carbonica e 573 chilo joule. Contemporaneamente in una reazione a parte si ha la formazione di vapore acqueo e si liberano 243 chilo joule.Infine il pennacchio è quella zona più esterna alla fiamma caratterizzata dalla presenza di azoto e ossigeno in eccesso.La fiamma ossiacetilenica ha una temperatura assai elevata, più alta di quelle conosciute, arrivando a 3000 o 3100 gradi centigradi.
Come si esegue
La saldatura ossiacetilenica avviene portando a contatto l’acetilene con l’ossigeno tramite un cannello, che è quello strumento che miscela i due gas nelle dosi opportune per far si che si abbia una fiamma ad alte temperature in ambiente riducente. Il cannello è costituito generalmente da una lancia e da una struttura in ferro in grado di ospitare due bombole, in questo caso una di acetilene e una di ossigeno puro. La potenza del cannello non è altro che la portata volumetrica di acetilene espressa in litri su ora, che viene erogata dalla lancia del cannello. Durante l’operazione di saldatura il cannello deve avere una manopola mediante la quale si può regolare il dosaggio dei due gas, in maniera tale che la fiamma sia sempre riducente o neutra. Infine la saldatura ossiacetilenica viene utilizzata per materiali del tipo acciaio, ghisa, acciaio inossidabile composto da una lega nichel-cromo, alluminio e rame.
Domande frequenti
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Quali sono le temperature raggiunte dalla fiamma ossiacetilenica?La fiamma generata dalla combustione di acetilene e ossigeno raggiunge temperature estremamente elevate, variabili tra i 3000 e i 3100 gradi centigradi. Questo calore intenso è concentrato principalmente nel dardo centrale, la zona bianca adiacente all'ugello della torcia, dove avviene la prima reazione chimica. Tale temperatura è sufficiente per fondere la maggior parte dei metalli comuni utilizzati nei lavori di fabbro e riparazioni meccaniche, permettendo la fusione del materiale base e dell'apporto.
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Su quali materiali metallici si può effettuare la saldatura ossiacetilenica?Questa tecnica è versatile e può essere applicata su diversi tipi di metalli, inclusi acciaio dolce, ghisa, acciaio inossidabile (in particolare le leghe nichel-cromo), alluminio e rame. È fondamentale scegliere il giusto tipo di flussante e bacchetta d'apporto in base al metallo lavorato. Sebbene sia efficace su questi materiali, per acciai molto spessi o lavorazioni industriali ad alta precisione, spesso si preferisce la saldatura ad arco elettrico per maggiore velocità e penetrazione.
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Come si regola correttamente la fiamma durante il lavoro?La regolazione avviene tramite le manopole presenti sulla torcia, che controllano separatamente il flusso di acetilene e ossigeno. L'obiettivo è ottenere una fiamma neutra o leggermente riducente, evitando quella ossidante. Una fiamma ben tarata presenta un dardo bianco definito e una zona interna bluastra. La potenza della fiamma dipende dal diametro dell'ugello e dalla portata volumetrica di acetilene; una regolazione errata può causare porosità nel giunto o danni termici al materiale.
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In cosa consiste la zona riducente della fiamma?La zona riducente è la parte interna della fiamma, immediatamente esterna al dardo bianco, caratterizzata da un colore celeste o bluastro. In questa area, i gas prodotti nella prima fase di combustione (monossido di carbonio e idrogeno) reagiscono con l'ossigeno atmosferico circostante. Questa reazione secondaria libera ulteriore calore (circa 573 kJ) ed è detta 'riducente' perché previene l'ossidazione del metallo fuso, proteggendo il bagno di saldatura dall'incorporazione di impurità aeriforme.
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È possibile utilizzare la stessa attrezzatura per tagliare il metallo?Sì, la torcia ossiacetilenica è uno strumento polivalente. Oltre alla saldatura e alla brasatura, viene comunemente impiegata per l'ossitaglio. Per tagliare, si utilizza una torcia specifica dotata di un ugello diverso e di una valvola aggiuntiva che permette di soffiare un getto di ossigeno puro ad alta pressione. Questo getto ossida rapidamente il metallo riscaldato a temperatura di fusione, espellendo lo scoria e creando il taglio. Non tutte le torcie da saldatura possono essere convertite facilmente per il taglio senza accessori specifici.
