IT8367805A1 - Sistema di saldatura - Google Patents

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale avente per ' E 3129 I

i

titolo: "Sistema di saldatura" . ._. i

i

j

a nome: F.P.I. Performance Process.International, \

N.V., di nazionalit? delle Antille Olandesi, con se-].

i

de in De Ruyterkade 50, Willemstad,.Curacao (Antille;

i

Olandesi.). . . i

!

Inventore designato:. . . . . j_ _ .

I

John Gar.net _Chur eh., di ...nazionalit? canadese, re s iden

te in 7405 Kimbel Street, Ilississauga., Ontario., C.ana

da._L4T 3M6 (Canada),. _ _ _ _ _ .

<~>r

D epos i tata il 2 .6J,U<(>?__i985 _ ai N. _ 67 80 51 A/ 83

| RIASSUNTO

I Sistema di saldatura all'arco elettrico in gas

1 OBBA che utilizza un_gas._di Baldatura.romprendente una (IN PROP iGLi ALTRI)

^miscela jii argo, elio,_an?dri_de__cajrbpniQa_.ed oss.ige*

\

1

]no;_. correnti agli elettrodi ne.ll '.intervallo_da 100 J

i

ja 1,100 ampere in modo da fpraare. globuli_metallici _

agli elettrodi pari ad almeno le_dimensioni del dia=

metro dell'elettrodo alla, velocit? di 400 a .1.200

;

globuli al secondo. . . . _ .

DESCRIZIONE

L'argomento dell'invenzione .si riferisca alla.saL=

C.0M datura ad arco e, in modo pi? specifico, ad un pro= L- V <in

cesso noto generalmente come saldatura all'arco di

metalli. in gas (GMA) . !

! La saldatura GMA rappresenta il processo in cui !

i;il calore per la saldatura viene generato da una cor<*>?

i

rente elettrica che passa tra un elettrodo consuma?*,

i

jbile ed un pezzo posto ad una certa distanza. L'e?.

j ?

!flettrodo si consuma nella sua alimentazione continuaI

I

!all'area di saldatura e costituisce il materiale di,

apporto che si mescola o si allega con il materiale]

|

del substrato per formare la connessione, saldata. I

Il bagno di saldatura o materiale fuso ? protetto ;

\

dalla contaminazione mediante uno schermo gassoso . |

Costituito da una corr?nte di gas che circonda l'e=!

<1 >;

I lettrodo ed il bagno di saldatura. :

?I

; La presente invenzione si riferisce ad una com= ; EUGENIO ROBBA CiN PROPRIO E PER GLI ALTRI) !binazione singolare di gas di saldatura, di diametri

t

Idegli elettrodi e di.densit? discorrente che portano

ad ottenere una migliore connessione di saldatura

,ad una velocit? di deposizione della saldatura pi? .

rapida di quella conseguita mediante i processi di

saldatura GMA conosciuti. Come risulter? pi? evi=

<'>dente nel seguito della presente, il sistema di sai?

datura in gas secondo la presente invenzione produ=

<'>ce una migliore geometria della saldatura* depositi,

di saldatura esenti da zolfo, propriet? fisiche delle

connessioni di saldatura notevolmente perfezionate

j !

i ?

irispetto alle miscele di gas di schermatura di tipo'

i <;>

j tradizionale, e penetrazione sufficiente a produrre

i

iil 100 % di saldature di buona fusione in lastre

j che raggiungono uno spessore di 1/2 pollice (1,27 cm)

?con un cordone sull'uno e sull'altro lato di una

:connessione per contatto e senza preventiva prepara?

i

?zione delle lastre. Il processo in questione risul?

i !

-ita in particolar modo vantaggioso nella saldatura J

1 <1>

idi acciai dolci a basso tenore di carbonio, acciai <

i <' >;

<a medio e ad elevato tenore di carbonio, acciai di ;

i

!lega povera ad elevata resistenza e risulta ugualmen?

te applicabile ad acciaio inossidabile, rame e le= :

ghe varie con risultati eccellenti.

In generale, vi sono tre tipi di processi di sai?

i

datura GMA che differenziano per le loro caratteri?

; EUGENIO ROBBA a stiche dell'arco e per il modo in cui il metallo . <(>>N PR<OP>R<IO >E <P>E<R >GL<I >ALTR<I) >.viene trasferito dall'elettrodo consumabile al pezzo.

Il primo di tali processi di trasferimento di me?

tallo ? noto come Arco per Diffusione, in cui il me?

tallo viene trasferito dall'estremit? dell'elettro?.

. do al pezzo od al bagno di fusione in una corrente

o serie di piccole goccioline fuse. Il trasferimen?

to mediante Arco per Diffusione si verifica nelle

condizioni finora prese in considerazione di densit?

di corrente relativamente elevate ma che generalmente

jnon superano 130.000 ampere/pollice quadrato (201,5?

| p

;ampere/mm ) (area della sezione trasversale dell'e* <:>

t ;

lettrodo) e con una velocit? di deposizione della

?saldatura pari a 0,12 - 0,30 libbre/minuto (54?5 -

136,2 g/minuto). Tipicamente, i diametri del filo ,

dell'elettrodo variano da 0,030 pollici a 1/16 (o

0,062) di pollice (0,076 - 0,158 cm) con tensioni |

I I

!comprese fra 15 e 36 volt. Il trasferimento avviene

i

inormalmente in argo od in un gas arricchito di argo^

? ' -- - - <. >-- |

? . !

Il processo successivo viene indicato come trasf?=

!rimento Globulare, in cui un globulo relativamente ?

Sgrosso si forma all'estremit? dell'elettrodo e va a

cadere sul pezzo quando la forza di gravit? supera EUGE NIO ROBBA (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI)

'la tensione superficiale della goccia fusa. Non ap

I

ipena il globulo si trasferisce nel senso della lar-.

<?>ghezza dell'arco, esso viene sottoposto a forze pre*

senti nell'arco ed assume una forma irregolare ed

un movimento di rotazione. Ci? provoca talvolta

il ricongiungimento del globulo all'elettrodo ed al

substrato e provoca un cortocircuito che per un bre=

ve attimo fa spegnere l'arco. Il trasferimento Glo?

bulare si verifica in corrispondenza a densit? di

corrente pi? basse di quelle in gioco nell'Arco per

Diffusione e pu? avvenire con una variet? di gas di

schermatura

Il terzo processo ? noto come trasferimento per ;

Cortocircuito, il quale, grazie al trasporto termico

relativamente basso, si presta in particolar modo

nella saldatura di sezioni sottili. Nel trasferimen*

jto per Cortocircuito, un globulo di metallo liquido

1

|si forma all'estremit? dell'elettrodo e progressiva*

J

j :

jmente si allunga e si sposta verso il pezzo fino a ;

I

venirvi a contatto per creare un cortocircuito. Il ,

trasferimento del metallo avviene ancora per gravit? .

l

e tensione superficiale. Quando il ponte globulare! _

fra l'elettrodo ed il pezzo viene interrotte da una,

j

forza di contrazione, l'arco si .interrompe,, .dopo di .. . che l 'arco viene rinnovato ed il ciclo riprende. EUGENIO ROBBA ? (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) ? Normalmente, questo tipo di trasferimento avviene

i

in gas di schermatura a base di.anidride carbonica,.

i

!argo/anidride carbonica od elio. Se impiegato con .

i

:densit? di corrente elevate e tensioni di arco nor=

<' >mali , il trasferimento del metallo..mediante questo

processo risulta molto pi? violento e causa la spruz=

zatura del materiale di apporto ?n modo da creare

. una saldatura di aspetto e di geometria non soddi*

sfacenti.

Le caratteristiche di trasferimento del metallo ?

relative ai tre processi possono essere cos? rias=

?

sunte : POR

Processo Trasferimento di materiale

jl. Arco per Diffusione goccioline extra piccolei

] (arco lungo) assenza di cortocircuito

2. Globulo gocce grosse - probabile

(arco lungo) cortocircuito casuale

3. Cortocircuito goccioline piccole -(arco breve) cortocircuito

Gas di schermatura I

L'argo e l'elio vengono utilizzati pi? frequente?

mente per la saldatura metallica ad arco in gas di j

materiali non ferrosi. Essi sono completamente i?

inerti. Sebbene essi risultino ugualmente inerti,

!

^essi differiscono in altre loro propriet?. Queste :

r,differenze si manifestano nel trasferimento del metal?

|lo attraverso l'arco, le penetrazioni delle giunzio?

j o ????? t ni di fusione, la forma della saldatura, l ' incision? <PR>?<PRI>? ^ <PEIi >GLI ALTR ed altri variabili di saldatura.

L'elio ha conducibilit? termica pi? elevata del=

l'argo. Per una data lunghezza dell'arco e corren=

te, la tensione dell'arco risulta pi? elevata nel ca?

so di una schermatura con elio di quella con argo. .

Conseguentemente, nel caso di una schermatura con

elio si produce pi? calore per una data corrente di

quello prodotto nel caso di una schermatura con ar=

!

;go. Ci? rende preferibile l'impiego dell'elio nella

|saldatura di metalli spessi, in particolar modo di j

<1 >I

quelli di elevata conducibilit? termica, quali le

leghe di alluminio e di rame. Viceversa, l'impiego.

dell'argo ? preferibile nella saldatura delle sezio?

?

. -ni pi? sottili di metalli e dei metalli di conduci?

bilit? termica inferiore, in quanto esso produce unk

minore quantit? di calore. Ci? si verifica in partii:

!

4 j

-,colar modo nella saldatura in posizioni diverse da j

:| i|

:quella piana. j

i

' i

Le sagome del rinforzo di saldatura e della pe= !

EUGENIO ROBBA

:netrazione sono diverse nel caso della schermatura \ (IN PROPRIO E PER GLI ALT.R ? !I-con argo e nel caso della schermatura con elio, ov?.

vero con miscele dei due gas. Le saldature ottenutei

_ con elio presentano un rinforzo pi? ampio delle sai?

j

dature ottenute con argo? Le saldature ottenute cop

argo risultano penetrate pi? profondamente in corri.?

t I

spondenza al centro che non in corrispondenza ai ;

bordi. L'elio ? stato aggiunto all'argo per aumen?

tare la penetrazione della giunzione conservando in

pari tempo le desiderabili caratteristiche di trasfe

)

rimento del metallo da parte dell'argo. La forma e.

la penetrazione del cordone risultano notevolmente

influenzate dalle caratteristiche di trasferimento

del metallo. Il trasferimento ad Arco per Diffusio?

ne tende a produrre una penetrazione relativamente !

I

profonda lungo l'asse delle saldature ed una pene:

i

trazione relativamente superficiale in corrispondenza

. ai bordi, a causa dell'effetto a getto del plasma.

Il trasferimento globulare e per cortocircuito ten?

de a produrre una penetrazione pi? ampia e pi? su?

| perficiale. Di norma, il trasferimento ad Arco per

1Diffusione viene ottenuto pi? facilmente nell'argo

j

i che non nell'elio.

? | Bench\? i g <">a<">s inerti puri Risultino sovente es* j [

i [

; i

. senziali e preferibili per l'impiego nella saldatura

; di alcuni metalli non ferrosi, essi non sempre prov?

vedono la caratteristica operazionale maggiormente

EUGENIO ROBBA

. soddisfacente per l'impiego nella saldatura di me? . (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI)

, talli ferrosi. Nel caso della schermatura con argo.

<' >puro, vi ? la tendenza che il metallo sia trascinato

.via, oppure che non si scarichi nella linea di fu? .

sione o suola della saldatura negli acciai al carbo.?

nio e nella maggior parte degli acciai di lega povera. Inoltre, il trasferimento di metallo ? erra?

tico ed a gocce sparse, l'impiego dell'elio oppure

di miscele di argo - elio non riesce a migliorare

la situazione. Analogamente, quando si effettua la

saldatura di metalli ferrosi a pi? elevato tenore di

lega con una schermatura di un gas inerte puro, il

trasferimento del metallo ? erratico ed a gocce

i sparse

! L?aggiunta all'argo di un gas reattivo, quale os?

, sigeno od anidride carbonica, stabilizza l'arco e

?favorisce un vantaggioso trasferimento del metallo <'>

e rende minima la formazione di gocce sparse. Con*, temporaneamente, tale aggiunta fa variare la forma ^

della sezione trasversale della saldatura e favori*

;sce l?umettamento e lo scorrimento del metallo di

: saldatura lungo i bordi della saldatura negli .acciai .

^al carbonio e di povera lega. Il gas reattivo inol*

;tre riduce od elimina l'incisione. Questa variazio-.ne della sezione trasversale, una diminuzione nella

fenditura centrale di penetrazione, riduce la poro*

? EUGENIO ROBBA ' <? (>IN PROPRIO EPERGLI ALTRI) I gas impiegati nella schermatura nel caso del

. trasferimento di metallo per. Cortocircuito differiscono sovente da quelli impiegati nella schermatura

con il trasferimento a gocce. Ad esempio, le miscele

di argo/anidride carbonica vengono frequentemente

impiegate per schermare l?acciaio nel caso del trasfe*

rimento per cortocircuito, ma vengono raramente, se

mai, impiegate nel caso del trasferimento a gocce.

L'argo o le miscele di argo/elio vengono impiegate

( ? per la schermatura della maggior parte dei metalli

non ferrosi. I gas reattivi o le miscele di gas & 3 ? inerti e reattivi si impiegano nella giunzione di j

t acciai.

! I gas poliatomici p di "alta t?nsione" vengono

t

|impiegati pi? frequentemente in miscele di scherma*

jtura con saldatura per cortocircuito di quanto non .

,lo siano nella saldatura per trasferimento a gocce ;

.al fine di aumentare l'immissione di calore e migli?!

7

i

.rare l'umettamento. La percentuale di gas reattivo!

f

deve essere limitata per controllare le reazioni fr^t

i

t

gas e metallo .che sono dannose dal punto.di vista j

metallurgico. Le miscele di argo/anidride .carboni*:

( ca si prestano in modo soddisfacente per la scherma?

|tura di acciai inossidabili, ma aumentano il tenore

Iin carbonio del metallo di saldatura e fanno diminu?

|

?re la resistenza alla corrosione, particolarmente EUGENIO ROBBA i

? ON PROPRIO E PER GLI ALTRI) ; in saldature a pi? papsa.te. Una miscela di scherma?

|tura meno attiva costituita dal 90 % di elio, dal

7,5 % di argo e dal 2,5 % di anidride carbonica, ?

stata impiegata per conseguire una conveniente resi*

,sterza alla corrosione e ridurre l'ossidazione del*,

> la saldatura. In questa miscela di schermatura, sia

;l'elio che l'anidride carbonica fanno aumentare l'im:

missione di calore per una data corrente. L'anidri*

de carbonica migliora pure la stabilit? dell'arco.

Come risultato, si ottengono un miglior umettamento

ed una miglior forma della saldatura. _ _

Come ulteriore esempio dell'effetto di miscele

gassose di schermatura, nel processo di trasferimen?

to globulare utilizzante anidride carbonica come mei=

zo schermante, il trasferimento risulta. caratieriz?i

zato da globuli pi? grossi (di solito di?dimensioni

doppie), del. diametro delllelettrodo, ma.il trasferii

-mento delle goccioline ? erratico e non assiale.

__Quando. alla schermatura,gassosa ,si..aggiunge l'argo,

i gas costituiti jda anidride carbonica arricchita

di argo fanno diventare le goccioline di dimensi_o=__

ni minori,, inferiori al diametro. del filo, ed esse

vengono trasferite coassialmente all'elettrodo. Le

forze gravitazionali in combinazione con quelle e=

EUGENIO ROBBA

lettromagnetiche danno luogo al trasferimento del ON PROPRIO ? PER GLI MI materiale proiettato. Con ulteriori quantit? di ar*

go, le dimensioni delle goccioline continuano a ri?;

I <1>

;dursi fino a che il processo di trasferimento ad ?r*

co per Diffusione avviene in assenza di cortocircuiti

In un articolo comparso nel numero di Gennaio-;

Febbraio 1975 di Metalworking Management. John Church

: il richiedente della presente, descrive l'antefatto

<?>del processo di saldatura Plasmig che ? stato messo.

a punto nel 1971. Nell'articolo, Mr. Church descri*

i

ve il processo Plasmig che impiega la miscela dei '

tre gas argo, anidride carbonica ed ossigeno, e sugi

gerisce la possibilit? di aggiungere altri gas, qua1

ili l'elio o 1'idrogeno che, comunque, per quanto gli

?l consta non sono stati combinati al momento del suo |!

| !

i articolo . Anteriormente al processo Plasmig di Mr. !

: !

;Church, miscele di tre gas non erano state usate coiji

?mercialmente per saldare l'acciaio. Al richiedente

I?

rimaneva da scoprire la ..sua miscela ..di quattro gas_ eccezionalmente i proporzionata ed i risultati inaspet

tatamente migliori che ne derivavano. Mediante la

j sua scoperta, il richiedente ha fatto notevolmente

!progredire la tecnica della saldatura per quanto con

:! scerne la qualit? del pezzo saldato e le velocit? di i;

saldatura riducendo in pari tempo i costi di salda*

[tura. EUGEiV' IO ROBBA ([lN PROPRIO E PER GLI ALTRI) Il brevetto statunitense Ho. 3-139.506 a nome di:

Wolff et al. si riferisce ad una saldatura ad arco

non eccessiva che rivendica una miscela gassosa pr?*

tettiva avente come composizione dal 20 al 70 % in

volume di COg, dall' 1 al 15 % di Og ed il rimanente

Ar. Nell'ultima frase della loro descrizione, Wolff

et al. suggeriscono che l'elio od una miscela di e=

lio ed argo si possa impiegare al posto dell'argo

nella loro miscela gassosa protettiva. Il brevetto ,

non fa cenni a percentuali della miscela di elio ed

! e cos? non si stabiliscono intervalli critici. _Si

i? <' ' " >. <" '>

' deve altres? far osservare che Wolff et al. descri??!

j.v_ono gli intervalli di volume per la COg e. 1* O2 j

i !

: che risultano molto superiori a quelli utilizzati j

<1 >dal richiedente. 1

lo scopo della presente invenzione consiste nel*<1>

j l'aumentare sostanzialmente le velocit? di deposi?

zione della saldatura migliorando in pari tempo la

j_qual?.i?_e_.l'.aspetto,.desiderati di saldatura ..la _prte?

,?sente.JLny_enz.io.ne.-consegue _questo risultato,.desidera

j

Un -mediante un arginale sistema di .saldatura alitane -- -j

?co elettrico di metalli in gas che comprende sostan

zialmente densit? di corrente,,tensioni, diametri ?<" >EUGENIO ROBBA | <1 >(IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) j degli elettrodi maggiori combinati con un singolare!

?!gas di saldatura che produce un singolare plasma dii I

<? >saldatura presentante stabilit? notevolmente miglio*

. rata. Mentre migliora le propriet? fisiche della !

giunzione di saldatura, questo processo originale :

realizza pure velocit? di deposizione della saldatu*

ra pari al doppio come ordine di grandezza rispett?

al processo ad Arco per Diffusione di tipo tradizio*

naie.

Il processo secondo la presente invenzione poesie

e&M*

de le caratteristiche desiderate sia del processo &

ad Arco per Diffusione (un gran numero di globuli s?

fo?i*3 al secondo) sia del processo per trasferimento glo*;

bulare (globuli di grandi dimensioni) in assenza di^

qualsiasi fenomeno di cortocircuito. In altre paro*

j

le, il processo realizza globuli ingranditi come il;

!

^ processo per trasferimento globulare unitamente al?[

i

la costante corrente di globuli del processo ad Arco

?

per Diffusione. La velocit? di deposizione elevata

? insolita poich? il trasferimento globulare (gran?

di gocce) del materiale dell'elettrodo ? stata fino?

? I

|ra associata con la saldatura a bassa densit? di -j

^corrente. Inoltre, una consistente liberazione co-r

!assiale dei globuli viene realizzata in contrapposi? - -,zione alla equivalente liberazione in direzione la* _

EUGENIO ROBBA

. . . .. . . <tlN PR0PRI>? E PER GLI ALTRI) iterale realizzata con le miscele gassose di scherma?

;tura del tipo anteriore. Si ritiene che la libera?:

. zione dei globuli nella direzione assiale contribui?

.sca ai risultati di non formazione di gocce sparse

del processo in questione. Un aspetto massimamente

importante del processo orginale consiste nel rico? .

noscere l'importanza di stabilizzare le dimensioni

e la forma del plasma e nel creare una miscela gas*

sosa per saldatura che faciliti questo risultato e -consenta l'impiego di densit? di corrente pi? eleva?

.te e dimensioni maggiori degli elettrodi.

Un processo di saldatura che comporti un corto

circuito regolare od intennittente fra 1'elettrodo ed il pezzo fa abbassare o riduce inevitabilmente la velocit?.di deposizione della saldatura a causa dell'interruzione_del passafilo di corrente e, quini di, la velocit? di trasferimento del metallo dall*e: lettrodo al jpezzo. La deposizione del materiale di apporto, di. saldatura e la qualit? .della giunzione j di saldatura risultano direttamente correlate alla quantit? di jnetallo^trasferita dalll_e.lettro.do, allo stato di prerlscaldamento della giunzione del pezzo, ed alla capacit?jli trattenere nella giunzione di saldatura la corrente_di. metallo trasferita allo stato fuso.....Po.sto in altri teisnini, mentre ? noto che densit? di correnti..e tensioni elevate fanno au* mentare il. trasferimento di metallo dell'elettrodo,! ! jaltre condizioni .determinano la capacit? di tratte** 0N J inere sul pezzo tale metallo trasferito in modo da creare una giunzione di saldatura desiderata, e, nor*> malmente, mantengono densit? di corrente nell'inter= vallo di 130.000 ampere/pollice quadrato (201,5 am=; pere/mm ) per i processi di deposizione fino ad ora, pi? veloci.

Nel processo di saldatura secondo l'invenzione in questione vi ? una corrente a libera migrazione ;

( e non cortocircuitata di materiale dell'elettrodo [allo stato fuso, come nel trasferimento ad Arco per

{

jDiffusione, in combinazione con dimensioni di globui

li normalmente associate con il processo per -trasfe?

rimento globulare in modo da fornire un trasferimeni

1

i

fto sostanzialmente aumentato per quanto concerne il 1

i <? " >t

?volume del materiale di apporto di saldatura dell'ei

[elettrodo Contemporaneamente, l'originale miscela

gassosa per saldatura ed il suo eccezionale -e -contro!

lato campo di plasma consentono la conservazione di

tale volume aumentatoceli corrente di metallo nella

|giunzione di saldatura, migliorano la qualit? della

t

l

l

[giunzione e la penetrazione tramite un riscaldamento

i .

!notevolmente aumentato del substrato. i

i ! EUGENIO ????? <? >t j (IN PROPRIO E PER GL? ALTRI) I L'eccezionale miscela gassosa per saldatura uti= ;

j i

[lizzata con la presente invenzione consiste essen? ;

izialmente del 3 % - 1Q % in volume di anidride car= :

f (

[bonica, dello 0,1 % - 1 % in volume di ossigeno e peir

il rimanente di elio e di argo in un rapporto da 0,5

a 3,5 parti in volume di argo per ciascuna parte in.

volume di elio.

L'invenzione verr? pi? chiaramente intesa con una

lettura della descrizione particolareggiata e dei

disegni illustrativi che seguono.

La FIGUB? .1 rappresenta una vista schematica di

un sistema per la saldatura ad arco di metalli in

;

!

<? >I

gas;

! la FIGURA 2 rappresenta una vista di una giunzio-?

ne di saldatura teorica realizzata mediante 1'invenzione in questione;

la FIGURA 5 rappresenta presentazioni schematiche

di tre tipi fondamentali di processi di trasferimento

ad arco di metalli in gas;

j ;

! la FIGURA 4 rappresenta una 'vista schematica deli

1 I i;

|sistema di saldatura in gas attuato mediante l'in- :

? *

venzione in questione;

? le FIGURE 5 -15 rappresentano viste delle giun? 1

zioni di saldatura ottenute con differenti gas di

schermatura in confronto con il gas di saldatura se-EUGE<N>IO ROBBA

:condo l'invenzione in questione; PN PROPRIO ? PER GLI ALTRI) le FIGURE 14 - 16 sono rappresentazioni di foto? -^grammi da una pellicola fotografica ad elevata velocit? che illustrano il plasma sviluppato utilizzando

un gas di schermatura costituito dall' 85 % di argo

e dal 15 % di anidride carb?nica;

le FIGURE 17 - 19 sono rappresentazioni di foto? .

grammi da una pellicola fotografica ad elevata velocit? che illustrano il plasma sviluppato utilizzando

un gas di schermatura costituito dal 100 % di anidride carbonica; e

le FIGURE 20 - 22 sono rappresentazioni di fotoron*? grammi da una pellicola fotografica ad elevata velo^

cit? che illustrano il plasma sviluppato utilizzando

la singolare miscela gassosa per saldatura del ri? t

chiedente.

Nella FIGURA 1 ? illustrata una rappresentazione

schematica di un tipico sistema per la saldatura ad

arco di metalli in gas. Un tamburo 10 alimenta un

filo di saldatura 12 ad un dispositivo 14 per l'ali

mentazione del filo che spinge il filo attraverso

un tubo flessibile 16 e quest'ultimo termina in un

porta-elettrodo o pistola di saldatura 18. Un ali?;

mentatore 20 fornisce corrente al filo di saldatura,

EUGENIO ROBBA

e comprende normali controlli della tensione e del=.0N PROPRIO E PER GLI ALTRI) l'amperaggio. Un serbatoio 22 per il gas di scherma

tura alimenta il gas ad un dispositivo 24 di con= 1

trollo del flusso che, a sua volta, alimenta il gas.

al tubo 16 ed alla pistola di saldatura 18.

Nella FIGURA 2 ? illustrata una giunzione di sai?

datura schematica del tipo generalmente realizzabi=

le con la presente invenzione e comprende una lastra

orizzontale 26, una lastra verticale 28, ed un mate^

riale di saldatura 30. Le seguenti indicazioni vai?

gono per la giunzione saldata relativa alla FIGU-RA 2:

A. Gola teorica

i i

! i

i B. Lato verticale !

; r

; :

* C . Lato orizzontale

j

; D. Radice della saldatura

j

i E. Suola di saldatura

? .1

?

; F. Superficie della saldatura

! G. Radice della giunzione ;

\ La saldatura secondo l'invenzione in questione j

I |

i? prevista per produrre lati B e C di relative lun*=;

] <? >. .. . <" ? >|

jgheZze ed una superficie F da piana a lievemente t

i. ,

!convessa. Tipicamente, nel caso di processi finora-{

]conosciuti ad elevata densit? di corrente e ad alta ?

! ;

;velocit? di deposizione, si sono sovente ottenuti

EUGENIO ROBBA

^ lati di dimensioni considerevolmente disuguali , il .. <PROPRI>? <? PER GLI >ALTRI<) >

: lato pi? lungo trovandosi sulla superficie prizzoni

!

.Ltale_ed il lato pi? corto trovandosi, sulla sup.erfi?.

eie verticale. Inoltre, i profili delle superfici

di saldatura non sono risultati compatibili,_la suola

della saldatura spesso non fonde in modo uniforme

nelle lastre ed ? frequente la formazione di un sot?

tosquadro della lastra verticale attorno alla suo?

;

la E.

La FIGURA 3 illustra presentazioni schematiche di tipici proces=

si di trasferimento ad Arco per.Diffusione (A), Glo=

bulare (B) e per Cortocircuito (C). Facendo dappri=

ma riferimento al processo ad Arco per.Diffusione (A),

un elettrodo 32 viene disposto verticalmente distane

iziato dal substrato o pezzo 34 e comprende una serie

i

[di discrete piccole goccioline 36 che passano nella

?

i

:corrente provocata dall'arco al bagno di saldatura

138. Nel trasferimento Globulare (B), un grosso glo?

i

;bulo 40 si forma all ' estremit? dell 'elettrodo 42 e,

quando la forza di gravit? agente sul globulo supera

la tensione superficiale fra l'elettrodo ed il glo- !

!

buio, quest'ultimo cade nel bagno di saldatura 44. j

Nel trasferimento per Cortocircuito (C), la punta

!dell'elettrodo 46 fonde e forma una goccia 48 che s?

i

Rallunga sotto l'azione della gravit? fino a toccare .

jil bagno di saldatura 50 originando un cortocircuito

a cui fa seguito la rottura del collegamento fra la ? EUGENIO ROBBA (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) goccia e l'elettrodo causando il ristabilirsi dell'i

;arco ed originando nuovamente il ciclo di formazio- .

ne della goccia.

Poich? il processo ad Arco per Diffusione avviene

a densit? di corrente relativamente elevate, che di

solito non superano comunque 130.000 ampere/pollice

2

quadrato (201,5 ampere/mm ), questo processo presenta una velocit? di deposizione relativamente elevata,

ad esempio da 0,12 a 0,30 libbre al minuto (54?5 -136,2 g/minuto). I trasferimenti Globulare e per

Cortocircuito avvengono con densit? di corrente pi? :

.basse e con pi? lente velocit? di deposizione.

La PIGUEA 4 rappresenta una vista schematica di .

una parte di una pistola di saldatura indicata nel

, suo insieme con 60, ed illustrante il processo di

.trasferimento del metallo secondo 1'invenzione in

questione. L?ugello 62 della pistola di saldatura :

circonda coassialmente la punta 64 attraverso cui

viene alimentato il filo di saldatura od elettrodo ;

,66. La corrente proveniente dall'alimentatore viene

introdotta nell'elettrodo 66 alla punta 64 e l'elet*

.trodo viene preriscaldato nel tratto P tra l'estre-.mit? della punta e l'estremit? dell'ugello. Il gas

di schermatura 68 passa attraverso l'ugello 62 e

circonda l'elettrodo ed il bagno di metallo fuso 70

nel pezzo 72. L'arco di saldatura viene indicato EUGENIO ROBBA (IN PROPRIO E FER? GLI ALTRI) in 73

La corrente dell'elettrodo fa aumentare il tenore

di energia del gas di saldatura in modo sufficiente

da ionizzare almeno lo strato interno per creare un

getto di plasma 74 attorno all'elettrodo fra l'ugello ed il pezzo e circondante il bagno di saldatura 70.

Poich? il gas ionizzato o plasma non segue le leg

gi note della fisica e della termodinamica, ? stato

definito come "quarto stato della materia", vale a

urne dire, solido, liquido, gassoso e plasma. Il plasma

|

presenta due vantaggi principali rispetto al gas or?

t

<?>dinario per quanto concerne il riscaldamento: una tem?

I

Speratura superiore ed un miglior scambio termico con

altri oggetti. E<J >ovvio che nella saldatura ? for=

temente desiderabile riscaldare il materiale di ap-

Sporto prontamente, il che pu? essere notevolmente

facilitato medi?nte certi plasmi. Bella presente lii-

jyenzione si ? anche venuti a conoscenza che un plasma

| 1

I ;

?controllato o stabilizzato facilita notevolmente il ;

[preriscaldamento del substrato migliorando in tal mo<'>e

;do la penetrazione della saldatura.

Nella creazione di un plasma vengono disassociati

in ioni ed elettroni liberi che portano le particelle

gassose cariche a temperature molto elevate, ad esem=

pio da 12.000? a 40.000? P. (6650? - 22.200? 0.). 0N<E>p^ ?o fp **?l)

Quando tali particelle gassose notevolmente riscal?

date si trasferiscono lungo l?arco, le particelle ca=

riche di plasma cedono il loro calore facendo fonde=

re l'elettrodo e preriscaldando il substrato, dopo di

che le particelle gassose raffreddati si ricombinano

con la formazione della struttura molecolare del gae

o dei gas originali.

Bench? si ritenga che diversi plasmi vengano ad

essere originati con la maggior parte dei gas di

' schermatura utilizzati nella saldatura all'arco, ogni

? j

]singolo gas o miscela di gas possiede un plasma par#

? i

iticolare con caratteristiche fisiche ed elettriche i

; \

^distinte. Solitamente, il calore del plasma, ad e? j

sempio 74 di FIGURA.4? si combina con il calore ge= \

i

nerato dall'arco dell'elettrodo provvedendo un calo#

<? >i

re complessivo disponibile per far fondere l'elettro?

1 ?

i !

<!>do. Tuttavia, fino ad ora sembra che non si abbia

avuto sentore dell'importanza di controllare o di

1

;stabilizzare la forma e le dimensioni di tale plasmi _

i i

!

come espediente per migliorare la qualit? della Bai?

I

datura e la velocit? di deposizione della saldatura.

Successivamente, si tratter? di pi?_per quanto con? . . cerne il plasma secondo l'invenzione in questione.

Costituisce parte della scoperta secondo l'inven?_ _

<? >EUGENIO ???? ?, .zione in questione il fatto che sia necessario con? (IN ----trolla ie il potenziale elettrico fra l'arco di sai?

datura ed il plasma al fine di realizzare un trasfe? ..

. rimento controllato e coassiale delle particelle o

gocce dell'elettrodo allo stato fuso al pezzo senza

eruzione o spargimento del materiale di apporto e ? ---senza sottosquadro del pezzo consentendo, contempo? -raneamente, il trasferimento di maggiori quantit? -del materiale di apporto dell?elettrodo alla giunzione

di saldatura.

Corrente ? presente sia nell?arco di saldatura

che nel plasma che circonda l'elettrodo. Questi

correnti si combinano fornendo il calore totale utii

j

le a far fondere l'elettrodo ed a preriscaldare il ;

!pezzo. Il potenziale del plasma ? dato dalla dif? I

ferenza fra la tensione dell'arco e la tensione delj

:

plasma. Se la differenza di potenziale risulta re*j_

I

I \

latiyamente ^grande, come nel caso\del plasma ottenuto

nel tipico processo ad Arco.per Diffusione con un

gas di schermatura costituito da argo od arricchitoJ

di argo, la forza del plasma ha la tendenza a far }

fuoriuscire od eruttare il deposito di metallo di '

ifusione in corrispondenza a densit? di corrente eie*

i

!vate, ci? che richiede una riduzione delle correnti*

j

!facendo in tal modo diminuire le velocit? di deposi*

T?

ito, al fine di mantenere^.una .giunzione di saldatura.

! EUGENIO ROBBA ;soddisfacente. ?(IN PROPRIO E PER GU A<LTRI) >Nel processo di saldatura secondo la presente in*

venzione, si viene a creare un getto o mantello di

plasma si

>ngolare, in cui il potenziale del plasma

(dato dalla differenza fra le tensioni dell'arco e

:del plasma) risulta inferiore a quello che si ha nel

caso dei processi noti ad Arco per Diffusione, il che

jconsente di operare con densit? di corrente pi? eie*

?

vate che permettono trasferimenti notevolmente maggio*

;ri di materiale dell'elettrodo alla giunzione di

;datura senza fuoriuscita od eruzione del deposito

^di saldatura.

: Prima d'ora, nella saldatura GM? non ? risultato :

?<?>generalmente pratico l'impiego di elettrodi aventi

diametri superiori ad 1/16 di pollice (0,16 cm) a

causa delle limitazioni sulla quantit? di corrente

^che si pu? impiegare pur mantenendosi ancora la de= <?>

j ;

jsiderata formazione della giunzione di saldatura. Is

I <

Tale corrente ? stata finora limitata all'interval?

?lo di 100 - 400 ampere ovvero a densit? di corrente

.che non superino l'intervallo di 150.000 ampere/poi

2

;lice quadrato (201,5 ampere/mm ).

EUGENIO ROBBA

Nell' invenzione in questione , l 'eccezionale gas flN PROPRIO E PER GLI ALTRI) di saldatura consente l ' impiego di correnti comprese

_in intervalli fino a 1.100 ampere, densit? di cor=

rente comprese in intervalli fino a 450.000 ampere/

.pollice quadrato C697?5 ampere/mm ) ed elettrodi fi=

no a 5/52 di pollice di diametro (0,4 cm). In pari

tempo, la miscela consente di utilizzare fili di dia=

metro minore per il trasporto di maggiori densit?

di corrente, ad esempio un filo di 0,050 pollici

(0,076 cm) pu? trasportare 560.000 ampere/pollice

./p>; 2

quadrato (558 ampere/mm ) rispetto ai normali 120,000 ?*? 2

ampere/pollice quadrato (186 ampere/mm ). Il pas=

! saggio del gas di saldatura risulta compreso nell',

i. <1>

: tervallo fra 35 e 70 piedi cubici all?ora (991 -<' >1982 litri all'ora). ;

Al fine di ottenere il plasma eccezionale secon?

do l?invenzione in questione, l?originale gas di

. saldatura del richiedente ? una miscela costituita !

? da argo , elio, ossigeno ed anidride carbonica nei

, i

| seguenti intervalli di miscelazione:

I

Argo jK) 96a 7096 J

[ Elio 25 % a 60 % ;

Anidride carbonica 3 % a 10 %

Ossigeno 0,1 % a 196 f?CEL^ SN "<??>?? E,?,Gl,????,, Come verr? specificato nel prosieguo della pre?

sente, le miscele gassose specifiche come pure gli ;

, amperaggi ed i valori delle tensioni subiscono va= :

riazioni a seconda dei metalli o delle leghe metal=

che sottoposte a saldatura e le dimensioni dell'in*.

sieme saldato desiderato.

Acciai dolci e di lega povera

Come si ? osservato, fino ad ora le velocit? di

deposizione di saldatura pi? rapide sono state rea=

lizzate con il processo di trasferimento ad Arco per

Diffusione. A seconda della penetrazione di salda*.

tura desiderata, un processo di questo tipo ha nor=

malmente comportato l'impiego di un gas di scher*

!

matura costituito soltanto da argo ed anidride car?^

ibonica oppure da argo ed ossigeno. Nelle FIGURE f

;5 - 13 sono illustrate le giunzioni di saldatura rea?

?lizzate con tali gas di schermatura in confronto ;

s >

;con la miscela di saldatura secondo l'invenzione in

,questione. Al fine di realizzare un giusto confronti

i '

'to. * vennero stabilite delle condizioni di saldatura;I

fondamentalmente identiche, .le varianti principali

11

. consistendo nel gas o nella miscela gassosa di schet?

matura impiegata, le prove comparative comportano ;

I

]l'impiego di lastre di acciaio dolce, a basso tenor?

i

di carbonio, dello spessore di 20 mm (0,8 pollici) ,.

<' >82 e 84 disposte fra loro orizzontalmente .e verti? . ..

^esimente in modo da formare un giunto a I. Gli e=

EUGENIO ROt/brt :lettrodi di saldatura sono fili di acciaio E 70 S6 (IN PROPRIO EFLRGLI .7 _

e E 70 S7 del diametro di 0,052 pollici (0,13 era). -

Gli elettrodi impiegati sono rivestiti di rame op?__

pure non sono rivestiti e non forniscono differenze-

nei risultati di saldatura. Una prima norma di rife=

rimento qualitativo di una saldatura..? la profondit?

di penetrazione della saldatura a partire dalla ra-

dice della giunzione di saldatura G fino alla radice

della saldatura D. Nelle FIGURE 5 - 7 sono illustra?._

ti i confronti fra le penetrazioni di saldatura.

Facendo dapprima riferimento alla FIGURA 5, viene

j

i[illustrata una giunzione di saldatura ottenuta con I

i !

? <? >!

[il processo ad Arco per Diffusione, utilizzante la '

?

<1 >% j

miscela gassosa di schermatura che ? st?ta finora ;

:considerata come la pi? efficace e costituita dal= ,

1* 85 # di argo e dal 15 # di anidride carbonica, j

, La penetrazione della saldatura indicata in x mia :

! |

<1 >sura 2,5 mm (0,10 pollici) nella lastra verticale

<! >i

|a partire dalla radice della giunzione di saldatura

j

G fino alla radice della saldatura D.

r

j

| I parametri di saldatura ed i risultati relativi

[alla giunzione di saldatura, illustrata nella FIGU=j

. RA 5, sono i seguenti: j

Gas di schermatura - 85 % di argo/15 # ?

di anidride carbonica

I Velocit? di avanzamento EUGE^""<1>

? PRQPftlO E t tii GU AITR?) del filo - 535 pollici/minuto

(1359 cm/minuto)

Quantit? di massa fusa

separata 19 libbre/ora

(8,63 kg/ora)

Corrente 410 ampere

Tensione 33 volt

Velocit? di saldatura 19?7 pollici/minuto

(50 cm/minuto).

E<1 >noto che l'impiego di uno schermo di anidride

;carbonica migliora la penetrazione della saldatura Conseguentemente, la FIGURA 6 illustra una giunzione

.di saldatura che impiega un gas di schermatura costi?

tuito dal 100 % di anidride carbonica. In questo

. caso, la penetrazione della saldatura jr ? aumentata ,

a 5,4- min (0,13 pollici) . j

I parametri di saldatura ed i risultati relativi

alla giunzione di saldatura, illustrata nella FIGURA , 6 ,

j

sono i seguenti: !

Gas di schermatura _ ioo? di anidride carbonica Velocit? di avanzamento

del filo 484-pollici/minuto 1

(1229 cm/minuto)

EUGEN'O R03BA Quantit? di massa fusa (IN PROPRIO E ^R GLI ALTRI) separata 18 libbre/ora

(8,17 kg/ora)

Corrente 350 ampere

Tensione 33 volt

Velocit? di saldatura 19,7 pollici/minuto.

(50 cm/minuto)

La FIGURA 7 illustra la giunzione di saldatura

che utilizza la miscela gassosa di saldatura massi?

inamente preferita secondo l ' invenzione in questione

nel caso di acciai dolci e di lega povera. In questo

[<?>sj*<0 ?>G caso, la penetrazione della saldatura z ? di 5,4?mm

|(?,21 pollici). I parametri di saldatura ed i risilii

' tati relativi alla giunzione di saldatura di FIGUR&. 7

sono i seguenti :

Gas di schermatura - 65,0 ?6 di argo;

26,5 % di elio;

8,0 % di anidride parbonica;

0,5 96 di ossigeno <'>

l

Velocit? di avanzamento ?

del filo 630 pollici/minuto.

i

i

(1600 cm/minuto) j

i

Quantit? di massa fusa |

separata 22 libbre/ora

(10 kg/ora) EUGENIO ROBBA 0N PROPRIO E fER GLI W-TRI) Corrente 400 ampere

Tensione 37.5 volt

Velocit? di saldatura 51.5 polliei/minuto

(80 cm/minuto).

Si ? trovato che variando le quantit? di ognuno

dei singoli gas della miscela, indicate immediatamen=

te in quanto precede, nell<1>intervallo in pi? od in

meno del 5 % dei valori massimamente preferiti, si

ottengono essenzialmente i medesimi risultati notevolmente migliorati.

Confrontando i risultati relativi ai processi di .

saldatura delle FIGURE 5 e 6, ottenuti con processi

di tipo tradizionale

quelli relativi al processo. di saldatura dell'inven*

zione in questione, FIGURA 7? si osserva: la penetra?

! zione della saldatura relativa al processo in que= ;

I

<! >stione risulta migliore del 21696 di quella di.FIGU*=

i <'>

; EA 5 e migliore del 15996 di quella di FIGURA 6?.

i |

! La velocit? di saldatura e pertanto il tasso di \

!

deposizione dei processi relativi .alle FIGURE 5 <e >6i

risultano entrambi pari a 19*7. pollici/minuto (50 cm/

: minuto.)_.rispetto a.31,5 pollici/minuto (f?O cm/minu?;

?

| to) secondo l'invenzione in questione. In altre

i

! parole, la velocit? di deposizione della saldatura ;

i

[ relativa all ' invenzione in questione risulta essere.

: pi? rapida del 160 96 di quella dei relativi proces?.

_jsi ad Arco per Diffusione che impiegano similari

? j ^ <( >ilO L*fcm ampere e tensioni. . . .. . . (IN PROPR ALTRI<I>O <<>J<. P?>R <GLI >

Pertanto, il processo di.saldatura secondo l'in?

venzione in questione consente di ..realizzare una mi=

gliore penetrazione della saldatura e velocit? di

deposizione migliori di quelle conseguite nei miglio?

ri processi ad Arco per Diffusione_finora conosciuti.

Un ulteriore metro per determinare la qualit? di.

una giunzione di saldatura consiste nel confrontare.

la durezza (Rockwell B) del materiale di.apporto di

saldatura con quella del substrato o pezzo. Ideal?

n

mente, una giunzione di saldatura dovrebbe risulta?

I

re migliore se risultano uguali le durezze del ma* j

j

teriale di apporto di saldatura depositato e del substrato o pezzo attorno alla giunzion? di saldatura.

Tuttavia, fino ad ora si ? accettato che il materia:

le di apporto depositato sia normalmente pi? duro

del pezzo. !

i

i

.Comunque, nel determinare la .durezza dei materia^

li di apporto depositati e dei pezzi secondo i pro=j

I |

!cessi di saldatura ad Arco per Diffusione di FIGURE;

5 e 6 con quella del processo in questione di FIGU=;

j j

RA 7, si ? osservato che la durezza del materiale djL

:apporto depositato del processo in questione risulta

essere essenzialmente uguale a quella del pezzo. EUGENIO ROBBA (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) Questi risultati sono illustrati nelle FIGURE 8-10.

Nelle FIGURE 8 - 10, i numeri sui disegni rappre

sentano i valori della durezza Rockwell (impiegando,

un peso di 225 libbre (102,2 kg) ) ottenuti in pun=

ti diversi sul pezzo attorno alla giunzione di sai*

datura e sul materiale di apporto depositato.

La FIGURA 8 corrisponde alla giunzione di salda*

tura di FIGURA 5 utilizzante il gas di schermatura

. costituito dall' 85 % di argo e dal 15 % di anidride

carbonica. In questo caso, la durezza del pezzo at=

torno alla giunzione di saldatura varia da 66 a 72

e la durezza del materiale di apporto depositato ? J

i approssimativamente 96. Pertanto, il materiale di j

|apporto risulta dal 146 % al 154 % pi? duro del pez*

, (

;??. i

La FIGURA 9 corrisponde alla giunzione di salda?.;

,tura di FIGURA 6 utilizzante il gas di schermatura ?

!costituito dal 100 % di anidride carbonica. In que=

i

I

<1 >sto caso, la durezza del pezzo attorno alla giunziot

ne varia da 65 a circa 67 e la durezza del.materiali

di apporto vale approssimativamente 88. Pertanto, !

? i

1il materiale di apporto risulta dal 135 ? al_131.3?

'pi? duro del pezzo. . _ _ E-U GENIO ROBBA (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) La FIGURA 10 corrisponde alla giunzione di salda=

tura di FIGURA 7 utilizzante il gas di saldatura secondo l'invenzione in questione. ,_In questo caso,

la durezza jiel pezzo attorno alla giunzione diesai?

.datura varia a 86 _a 87 e la durezza..del materiale di

apporto vale approssimativamente 86. Pertanto, la

durezza del materiale di apporto risulta essenziale

mente uguale a quella del pezzo.

Come ulteriore prova per valutare la qualit? _di_

una giunzione saldata, risulta massimamente deside*.

rabile che le resistenze alla rottura del pezzo e

del materiale di apporto depositato risultino, per

quanto possibile press'a poco uguali. Tali resisten

i;ze alla rottura comparati.ve so.n.o rapp.resent.ate I

?

iFIGURE 11 - 15. I numeri i<? >:

ndicati nelle FIGURE 11 -}

i <' >|

;13 rappresentano le resistenze alla rottura misurate

!;in kg/mm2. j j

I

La FIGURA 11 corrisponde alla giunzione di saldai

: !

:tura di FIGURA 5 utilizzante il gas di schermatura |

[costituito dall' 85 % di argo e dal 15 % di anidri?!

i

de carbonica. __In questo .caso,, la resistenza alla .. . rottura del pezzo varia approssimativamente da 43 a

[47 mentre quella del materiale di apporto vale ap?

j

Iprossimativamente 75. Pertanto, la resistenza alla

i

rottura del materiale di apporto risulta approssima?

? i

Itivamente del 172 % superiore di quella del pezzo. ?LLG; 13 ROBBA (IN PROPRIO L PER GLI ALTRI) La FIGURA 12 corrisponde alla giunzione di salda?

:tura di FIGURA 6 utilizzante un gas di schermatura j

costituito dal 100 % di anidride carbonica. In que?

sto caso, la resistenza alla rottura del pezzo vale, approssimativamente 43 e quella del materiale di ap?

porto 64. Pertanto, la resistenza alla rottura del

materiale di apporto risulta approssimativamente del

149 % superiore a quella del pezzo.

La FIGURA 13 corrisponde alla giunzione di salda?

tura di FIGURA 7 utilizzante il gas di saldatura se?

.condo l'invenzione in questione. In questo caso,

la resistenza alla rottura del pezzo e quella del

materiale di apporto risultano approssimativamente J

uguali a 61.

Un'altra prova industriale di riferimento ? nota ;

come Prova d'Urto Charpy. La prova determina la ca*s

pacit? di una saldatura ad opporre resistenza ad un <1>

urto predeterminato ad una data temperatura. A sco?

po comparativo, si fa riferimento a Pocket Welding <'>?

Guide preparata dalla Hobart Brothers Company e tue j

f |

, 1

telata con diritti d'autore nel 1979. Con riferi= ?

I

mento a pagina 74, i risultati della prova Charpy j

? EUGENIO ROBBA relativi ad un materiale per elettrodo ?VfS E70S-6 (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) ed utilizzante anidride carbonica come gas di scher=

matura indica a -20? F. (-28,8? C. ) una resistenza al=

l'urto di 22 piedi.libbra (303*6 cm.kg) per un filo ;

?

di 0,045 pollici (0,11 cm). Condotte da una organiz=

zazione di valutazione indipendente, prove compara= <'>

_bili utilizzanti un materiale per elettrodo E70S-6

e la miscela, precedentemente indicata, di gas di

saldatura per acciai dolci o di lega povera secondo

la presente invenzione a -20<? >F. (-28,8? C.) fornl= -scono la seguente gamma di risultati impiegando cin=.

que campioni in esame:

Campione Resistenza all'urto piedi.libbre (cm.kg)

1 120,0 1656

2 85,0 1173

Campione Resistenza all?urto piedi.libbre (cm.kg)

3 104,0 1435.

4 75,0 1035

5 83,0 1145

Come nella procedura, i risultati alti (120,0) ?

e bassi (75,0) vengono scartati fornendo una resistenza all'urto media pari approssimativamente a

90 piedi.libbre (1242 cm.kg) o da tre a quattro vol^

i

I

te grandi come quella indicata nella Guida Hobart. j

r

In un tentativo di determinare il motivo dei risultati della prova di resistenza all'urto inaspet=.

EUGENIO ROBBA tatamente superiori, la medesima organizzazione di (IN PROPRIO E.PERGLIALTRI) valutazione ha condotto diversi esami ulteriori relativamente alla saldatura e vi ha incluso una fotomicrografia di una impronta dello zolfo che indica

che la saldatura ? virtualmente esente da zolfo.

Si viene pertanto a concludere che i risultati conseguiti nella prova di resistenza all'urto notevolmente migliori siano dovuti alla purezza od alla

condizione di assenza di zolfo dalla saldatura realizzata mediante il processo e la miscela gassosa

del richiedente. Nel caso del processo del richiedente, il bagno o pozzetto di saldatura viene portato ad una temperatura pi? elevata e colpito o bombardato, tra l'altro, ad una velocit? insolitamente

;elevata dai grossi globuli dell'elettrodo per favo*

rire la purificazione o la pulizia della giunzione

)

.di saldatura.

i

i Dal punto di vista teorico si ritiene che la !

.stretta corrispondenza fra le durezze, le resistenze

?alla rottura, del.materiale di apporto della saldatu*

ra e della giunzione di saldaturaj l'aumentata pene*

| !

!trazione e le resistenze all'urto notevolmente mi- ;

? I

I

gliori della, saldatura, realizzate mediante la pre=!

] !

Isente invenzione, siano dovute alla miscelazione odj.

1 ;

' alligazione notevolmente migliorata dei_ materiali

^di apporto e del substrato, causata dalle .temperatu*

_re sostanzialmente superiori, compreso il preriscal*

damento del substrato, conseguibili con il processo EDGEIVIO ROBBA : (IN PROPRIO E I LR GLI ALTRI) 4 del richiedente. Si ritiene altres? che tali risul*

tati siano dovuti al rapido bombardamento della giun*

zione di saldatura da parte di cospicue quantit? di

grossi globuli allo stato fuso e dall'assenza di zolfo nella saldatura.

?', pertanto, evidente che il sistema di saldatura secondo l'invenzione in questione realizza una

giunzione di saldatura che ? sostanzialmente miglio*

re per quanto concerne la resistenza all'urto della, ??

? saldatura, la penetrazione della saldatura, la velocit? di deposizione della saldatura come pure per

jquanto concerne la corrispondenza fra materiale di ?

'apporto depositato e pezzo relativamente alla durez-!

jza ed alla resistenza alla rottura.

i Acciaio temprato e rinvenuto di lega povera

i

Un?altra categoria importante di acciai, i cui

i

jrisultati di saldatura vengono notevolmente migliorati mediante l'invenzione del richiedente, ? quella

Idei tipi di acciai temprati e rinvenuti di lega po=_j

[vera. La miscela gassosa di saldatura del richie- ,

[Idente massimamente preferita per questa categoria !|

} ?

|? la seguente:

I

Argo 44,00 %

EUGENIO ?????

Elio 52,00 % (IN PROPRIO i tER GLI ALTRI) Anidride carbonica 5,82 %

Ossigeno 0,18 ?.

Impiegando la suddetta miscela gassosa di salda-.tura per saldare di testa una coppia di eezioni di

acciaio temprato e rinvenuto di lega povera dello

spessore di 5?3/4 pollici (14,6 cm), vengono ef=

fettuate Prove d'Urto Charpy a -60? F. (-51,1? C.)

su cinque sezioni di 10 mm prelevate da ognuna del=

le parti superiore (Lato A) ed inferiore (Lato B)

della giunzione di saldatura e forniscono i seguenti

risultati:

58.

Lato A

1. 68 piedi.libbre (948 cm.kg)

2. 81 " " (1118 " " )

5. 102 " " (1408 " " )

4. 93 (1283 " ")

5. 103 (1421 <n >" )

Lato B

1. 103 piedi.libbre (1421 cm.kg)

2. 101 " " (1394 " ")

3. 97,5 " " (1346 " ")

4. 62 " . " ( 856 " <?>)

EUGENIO ROBBA

5. 65,5 " " ( 876 " "). (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) Eliminando di nuovo il risultato alto e quello

basso, i valori medi della resistenza all'urto sono

di 92 piedi.libbre (1270 cm.kg) per il Lato A e 86

piedi.libbre (1187 cm.kg) per il Lato B. Questi ri=

sultati sono approssimativamente due volte migliori,

dei pi? alti riferimenti sempre indicati per la resi:

stenza all'urto relativa alla saldatura di tali ma=

teriali.

;

Acciaio inossidabile

Nel caso dell'acciaio inossidabile, la miscela

gassosa di saldatura massimamente preferita del ri=

chiedente ? la seguente:

Argo 41,66 %

Elio 55,00 %

Anidride carbonica 5?20 %

Ossigeno 0t14 % .

Plasma

Prima della presente invenzione poca, se non aleu

na, attenzione ? stata rivolta,alle caratteristiche,

ad esempio forma, dimensioni e consistenza, del pla=

sma ottenuto durante la saldatura GMA. E* l'eccezioi

nalit? del plasma del richiedente che ha facilitato

la migliore saldatura realizzata mediante l'inven=

^zione in questione. Fino ad ora, i gas sono stati

scelti principalmente in considerazione della prote=

zione dalla contaminazione della giunzione di sal= <<J>NE PRUOGPREIO<i>y</ >?<? >t ?Rrn Gu<er >A>l*TR() datura (vedasi il brevetto statunitense No. 3.496.525

a nome di Lesnewich et al.), della penetrazione va=

riabile della saldatura (vedasi il brevetto statuni=

tense No. 3-139.506 a nome di Wolff et al.), e della

stabilizzazione dell'arco (vedasi il brevetto statu=

nitense No. 2.916.601 a nome di Lesnewich), che sono

delle considerazioni di saldatura tutte importanti.

;

Tuttavia, ogni plasma gassoso di schermatura origi?

nato ? risultato essere in relazione a queste consi=

derazioni fatte precedentemente osservare. Secondo

quanto verr? illustrato e descritto impiegando misce.=

le gassose previamente note e preferite, i plasmi

trisultanti sono risultati irregolari od incontrolla?

? <' . >I

iti per quanto concerne la forma e, a volte, perfino ?

scompaiono durante il processo di saldatura.

<; >Il richiedente ha scoperto l'argomentazione eri?

:tica di controllare e stabilizzare il plasma al fine.

;

;di migliorare sia la qualit? della saldatura che le ;

:velocit? di deposizione della saldatura. Pertanto, .?

| ? !

Jlo scopo principale dell'invenzione in questione ? :

j:quello di controllare la forma, le dimensioni e la |

?}

?consistenza del plasma che circonda l'elettrodo ed ?. _

\ I

?il bagno di saldatura o giunzione di saldatura. Con=

_trollando la forma e le dimensioni del plasma ed, . _

EUGENIO ROBBA

.inoltre, limitando strettamente il plasma .all'area ^ PROPRIO E ^ GL)ALTR<I) >.dell'elettrodo e della saldatura, .il calore del.pia?

sma viene concentrato in modo da effettuare .rapida? :

.mente sia_la fusione del materiale dell'.elettrodo

sia il preriscaldamento dell'area di saldatura, au=

mentan?o conseguentemente la penetrazione della sai?

datura, la velocit? di deposizione della saldatura

e la qualit? della saldatura.

Al fine di dimostrare la sua eccezionalit?, viene

effettuata una serie di pellicole cinematografiche

ad elevata velocit? (4.000 fotogrammi al secondo)

che mettono a confronto il plasma del richiedente

con quelli di altri due gas di schermatura tenuti in s?

jgrande considerazione. Specificamente, gli altri due

gas di schermatura sono (l) la miscela costituita da?.*?

85 % di argo e dal 15 % di anidride carbonica e

?(2) il 100 % di anidride carbonica, le velocit? di

deposizione della saldatura e le qualit? di saldatu=

ira impiegando questi gas di schermatura sono state ;

i i

confrontate e descritte con riferimento alle FIGD= i

i

RE 5 ~ 15? ... .... !. .

<? ? >I

| Poich? risulta difficile riprodurre fotogrammi j

- i

|ii tali pellicole ad alta velocit? in disegni di brevetti, nelle FIGURE 14 - 22 vengono presentate rap? ?.

I

presentazioni o disegni rappresentativi di fotogram?.

mi o fotografie comparative. Ognuna delle FIGURE

14 - 22 rappresenta una fotografia eseguita ad 1/4000

EUGC io ????? di secondo. <IN PROPRIO E KR GLI ALTR<I) >

Nel caso di plasma generato aggiungendo argo nel

corso di un processo di saldatura all'arco, come

chiaramente illustrato negli studi delle pellicole

cinematografiche eseguite ad alta velocit?, la forma,

le dimensioni e, quel che ? pi? importante, la dire-

2?one del plasma del gas di schermatura cambiano continuamente in una certa misura durante il ciclo di

saldatura. In altre parole, mentre il plasma raffi?

gurato in 74 di FIGURA.4 ? una rappresentazione i=

stantanea del plasma secondo il richiedente, in un

1! ?

1 i

? <1>

ialtro istante le proporzioni del plasma risulteran* !

j !

'no variate. Tuttavia, come si osserver? confrontane

jdo le FIGURE 14- 22, i plasmi dei vari gas di scher*

?matura presentano complessivamente caratteristiche

fisiche ed elettriche differenti che portano a carata ? Veristiche di saldatura notevolmente differenti.

Negli studi delle pell?cole eseguite ad alta ve? ,

locit?, raffigurate nelle FIGURE 14 - 22, le dimena .1.

!;sioni del <">l'elettrodo sono di 0,052 pollici (0,13 cm)* i

le tensioni comprese nell'intervallo da 33 a 38 volt.

e gli amperaggi nell'intervallo da 350 a 410 ampere.<' >Incidentalmente, le dimensioni degli elettrodi, le -tensioni e gli ampere sono generalmente i valori mas*

simi praticamente utilizzabili con i gas di scherma=:

tura comparativi, ossia argo/anidride carbonica ed

EUGENIO RO E3B A anidride carbonica da sola. <ilN PR0PR,>? <E I LK GLI ALTR|) >Nella prima pellicola cinematografica ad alta ve*

locit?, i cui singoli fotogrammi sono raffigurati

nelle FIGURE 14 - 16, il gas di schermatura ? costi*

tuito dall' 85 % di argo e dal 15 % di anidride car*

bonica. In questo caso, si osserva che il plasma 90

non circonda da vicino l'elettrodo 92 al disopra del*

la punta 94 ma piuttosto sembra che inizi in corri*

spondenza della punta ed inghiotta le fini goccioli*

ne allo stato fuso che cadono dalla punta. Si deve

!far osservare che le fini gocciolini allo stato fu?

I

[so risultano ognuna sostanzialmente pi? piccola del.

diametro dell'elettrodo. Il plasma 90 va a colpire,

le lastre 96 e 98 del substrato e, come illustrato

nelle FIGURE 14 - 16, sale secondo un andamento in?,

controllato e casuale da una larghezza della base w

di approssimativamente 0,2 - 0,4 pollici (0,51 -.1,02 cm) attorno ?i pozzo di saldatura 100 e si e? .

I <;>

stende fino ad una altezza generica h di circa 0,4

i

'pollici (1,02 cm). Ameno di mantenere la densit? ;

;di corrente al disotto di un dato valore, che non

superi generalmente i 130.000 ampere/pollice quadra?

.to (201,5 ampere/mnr), la natura erratica od incontrollata del plasma 90 tende a spazzar via il;metal?

EUGFriO ROBBA .lo fuso dal bagno di saldatura 100. La differenza ?(IN PROPRIO E^RGLIALTRI) di potenziale fra l'arco dell'elettrodo ed il plasma

non consente evidentemente a questi due di combina?

re efficacemente le loro energie termiche per rende?

re massimi gli effetti di fusione dell'elettrodo e

di preriscaldamento del substrato. La pellicola illustra pure che le dimensioni delle goccioline 102

provenienti dall'estremit? dell'elettrodo danno luogo

ad un fine spruzzo che non esce dall'elettrodo se?

condo un andamento regolare. Piuttosto, le goccioli?

ne si separano casualmente da un lato della punta

dell 'elettrodo e poi dall 'altro . A causa della na? j

I

!

tura incontrollata del plasma 90 e della dipartita j

^irregolare delle goccioline provenienti dall*elettro-;do, ? necessario limitare la densit? di corrente per

! I

^ridurre la tendenza a spazzar via il metallo fuso

;dal bagno di saldatura.

j Allo scopo di fare un confronto fra le velocit?

idi deposizione della saldatura, i parametri della |

] i

iprima pellicola (85 % di argo/15 96 di anidride car=

Monica) sono: i

Velocit? del filo ? 540 pollici/minuto

(1372 cm/minuto)

Quantit? di massa

fusa separata - 17 libbre/ora

EUGENIO ROBBA

(iN PROPRIO E PER GLI ALTRI) (7,72 kg/ora )

Velocit? di

saldatura _ - _19 pollici/minuto

(48,3 cm/minuto).

Nella seconda pellicola cinematografica ad alta ve=

locit?, i cui singoli fotogrammi sono raffigurati

nelle FIGURE 17 - 19? il gas di schermatura ? costituito dal 100 % di anidride carbonica. Anche qui,

il plasma 104 non circonda l'elettrodo 106 molto al QM disopra della j>unta 108 ma piuttosto, si estende ge=

? neralmente fra la punta ed il bagno di saldatura 110.

r o

e presenta una larghezza molto ristretta pari ap*

j prossimativamente a 0,08 - 0,12 pollici (0,20 -?

|0,30 cm)attorno al bagno di saldatura ed una altez*

? ?

|za di circa 0,1 pollici (0,25 era). Durante questo :

i

;processo di saldatura, si osserva che il plasma com?

i i

'.pare periodicamente per scomparire od estinguersi. :

i!

Si osserva ugualmente che il plasma totale e prati?

I

i

camente poco esteso, Una traccia di oscillografo i

I

tracciata Bulla pellicola conferma il comportamentoj

erratico dell'arco dovuto al cortocircuito che si

[verifica quando la goccia 112 dell'elettrodo si al*:

lunga a toccare il pezzo 114 - 116 ed entra nel ba? .

EUGENIO ROBBA

, gno di saldatura. (IN PROPRIO E FER GLI ALTRI)

I parametri della velocit? di deposizione della

saldatura relativi alla seconda pellicola (100 % di .

.anidride carbonica) sono:

Velocit? del filo - 500 pollici/minuto

(1270 cm/minuto)

Quantit? di massa

fusa separata - 16 libbre/ora

(7?26 kg/ora)

Velocit? di

saldatura - 19 pollici/minuto

(48,3 cm/minuto)

Nella terza pellicola cinematografica ad alta ve=

^locit?, i cui singoli fotogrammi sono raffigurati ;

nelle FIGURE 20 - 22, il gas di saldatura ? costituito dalla miscela del richiedente comprendente il

65 - 70 % di argo, il 25 - 55 % di elio, il 5 - 10 %

di anidride carbonica e lo 0,1 - 1 % di ossigeno.

In questo caso, si deve far osservare che il plasma:

120 ha una forma generalmente divergente o conica e j

si estende dalla parte che si trova al disopra della

punta 122 dell'elettrodo 124 fino ad una base che

circonda ii bagno di saldatura 126 e mantiene unAmpiezza di

base sostanzialmente costante di approssimativamente

.0,4 pollici (1,02 cm) con un'altezza da 0,5 a 0,5

EUGENIO ROBBA

(IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) pollici (0,76 - 1,27 cm). Come ? stato osservato,

mentre le dimensioni e la forma del plasma 120 subi

scono delle fluttuazioni nel corso del processo di

saldatura, esso generalmente conserva la sua forma

divergente o conica e mantiene una relazione di stretto attorniamento rispetto all'elettrodo ed al bagno

di saldatura.

I parametri della velocit? di deposizione della

saldatura relativi alla terza pellicola utilizzanti

la miscela gassosa di schermatura per acciaio dolce

del richiedente, precedentemente indicata, sono:

Velocit? del filo - 650 pollici/minuto

(1651 cm/minuto)

Quantit? di massa i

fusa separata - 25 libbre/ora

(10,4 kg/ora)

Velocit? di

saldatura - 56 pollici/minuto

(91 cm/minuto)

Secondo quanto rappresentato nella terza pellico*

f

j la relativa al processo .del richiedente, raffigura* <'>

[ j

ta nelle FIGURI! 20 - 22, vi ? un'azione pulsante che

<; >- 1

avviene nel plasma associata con la formazione dei I

<; >?

globuli 128 che prima della separazione dall' elettro*

do risultano da lievemente a sostanzialmente pi? EUGENIO ROBBA i(||Sl PROPRIO E TER GLI ALTRI) .grandi del diametro dell'elettrodo. Viene altres?

. registrato il fatto che tali grossi globuli si for*

: mano nella quantit? di 800 al secondo. A scopo com*

,parativo, si deve far osservare che in un tipico

processo per cortocircuito o ad arco breve, gocce

dell'elettrodo allo stato fuso si trasferiscono od

entrano nel bagno di saldatura in quantit? di circa

90 gocce o globuli al secondo. Si viene altres?

ad osservare che i globuli allo stato fuso relativi

al processo del richiedente entrano nella vaschetta

di saldatura senza alcuna tendenza a provocare spruz=

zi od a trascinar via del materiale. Si ritiene

che il persistere del plasma 120 in una condizione

di stretto inviluppo e l'effettivo preriscaldamento ?

del substrato 130 - 132 contribuiscano fondamental? ;

;mente alla conservazione dei globuli entro la vaschet?

1

}ta e ad evitare la formazione di gocce sparse. <'>

j

i Si deve altres? far notare che i globuli 128 al= ;

jlo stato fuso del richiedente hanno dimensioni almeno

jpari a quelle del diametro dell'elettrodo (0,052 poi?

Ilei (0,13 -cm)) ed effettivamente variano da 0,056

a 0,126 pollici (0,14 - 0,32 cm). Le fini goccioli?1

ne 102 del trasferimento ad Arco per Diffusione, rap?

?presentate nelle FIGURE 14 -.16, sono troppo piccole.

jper determinazioni pratiche. D'altra parte, .poich?.

[i globuli 112 di FIGURE 17 - 19 vengono normalmente .

EUGENIO ROBBA

(IN PROPRIO ? PER GLI ALTRI) trasferiti per cortocircuito, non risulta_.possibile .

jdeterminare accuratament? le loro dimensioni sebbene,

.si avvicinino con ogni probabilit? alle dimensioni

diametrali dell'elettrodo...

Si ritiene che l'azione pulsante associata con

la formazione del richiedente ed il trasferimento

di grossi globuli ad alte ?uantit? di 400 - 1.200

globuli al secondo nel bagno allo stato fuso contri?

buisca fondamentalmente alla migliore qualit? diesai?

MA<?>datura, come descritto con riferimento alle FIGURE

5 - 13.

Come ? stato precedentemente indicato, utilizzando ron\*2 dimensioni dell'elettrodo e densit? di corrente in j

corrispondenza o vicine ai massimi pratici utilizza?

<">bili con i processi di saldatura GMA ad elevate velo-

cit? di deposizione fino ad ora impiegati, l'inven? ;

(zione del richiedente ha realizzato sostanzialmente ;

i

migliori velocit? e qualit? di deposizione della eal*

I

datura. Ad esempio, e come precedentemente fatto OS?

servare con riferimento alle FIGURE 5 -.13? utiliz?

zanti parametri operativi simili^ tranne per i gas

j

di schermatura, l'invenzione del richiedente realiz?j

za una velocit? di deposizione della saldatura del

160 # pi? rapida di quella dei processi di saldatu? <'>

Ira secondo la tecnica anteriore con qualit? della

; EUGENIO ROBBA (giunzione di saldatura notevolmente migliorata. . 0N P<ROP>R<IO t F>E<R GU >!

> Impiegando dimensioni dell'elettrodo e densit? dii

| . i

Corrente sostanzialmente maggiori di quelle fattibile

mente vantaggiose con i gas o miscele gassose di scher-

matura che finora si conoscono, il richiedente ha

realizzato qualit? della giunzione di saldatura e ve-

locit? della deposizione di saldatura notevolmente

migliori. A titolo di ulteriore esempio, il richie-,

dente ha effettuato la saldatura di lastre di acciaio

dolce impiegando un elettrodo del diametro di 0,052

pollici (0,15 cm) con i seguenti parametri e risili?

tati:

Gas di schermatura 65,0 % di argo;

26,5 % di elio;

8,0 % di anidride carbonica;

0,5 % di ossigeno

Velocit? di avanzamento

del filo 1500 pollici/minuto

(3302 cm/minuto)

Quantit? di massa

fusa separata 46,8 libbre/ora

(118,9 kg/ora)

Densit? di corrente 450.000 ampere/pollice

quadrato

EUGENIO ROBBA

(697,5 ampere/mni ) (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI Tensione 38 - 42

Nella suddetta miscela ed in tutte le altre mi?.

scele gassose di saldatura preferite, l?argo ? pre?

sente in una quantit? da 0,5 a 3,5 parti in volume

per ciascuna parte in volume di elio.

Un altro singolare risultato conseguito con il

processo del richiedente ? la capacit? di ottenere

una giunzione per saldatura al 100 % di lastre di

acciaio con spessori sino a 1/2 pollice (1,27 cm).

Ad esempio, una coppia di lastre allineate di acciaio

di 1/2 pollice (1,27 cm) vengono disposte in posizio=

ni di attestamento ed in allineamento senza alcuna

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI

   1. - Processo per la saldatura elettrica in gas del tipo utilizzato con una pietola di saldatura avente una punta di ricezione di un elettrodo con? sumabile, un ugello coassiale con la punta suddet? ta e distanziato da essa in direzione radiale con la formazione di un passaggio anulare per il gas, tale processo comprendendo l'alimentazione dell'e? lettrodo di saldatura verso una giunzione metallica da saldare, il passaggio di corrente attraverso l*e= lettrodo in modo da creare un arco elettrico tra l'e= stremit? dell'elettrodo suddetto e la giunzione me= tallica, detta corrente provocando la fusione della

   , | parte terminale dell'elettrodo suddetto provocando ] il trasferimento del materiale dell'elettrodo allo stato fuso alla giunzione di saldatura ed effettuan= done il riempimento, ed il passaggio di gas attra= verso l'ugello ad un plasma dell'arco tra l'elettro= do suddetto e detta giunzione di saldatura, il per= fezionamento in detto processo venendo a compren=

   dere:

   (a) un elettrodo consumabile avente un diametro compreso nell'intervallo da 0,050 <a >0,156 pollici (0,076 - 0,596 cm);

   (b) una corrente per l'elettrodo compresa nel= l'intervallo da 100 a 1.000 ampere attraverso l'elet= trodo suddetto; e

   (c) una miscela gassosa di saldatura costituita essenzialmente da:

   (1) argo dal 40 % al 70 %

   * (2) elio dal 25 % al 60 %

   !. . (3) .ani.dride carbon-ica dal 3 % -al IO j1% ?

   (4) ossigeno dallo 0,10 % all' 1 %.

   2. - Processo per la saldatura elettrica in gas

   del tipo utilizzato con una pistola di saldatura j

   avente una punta di ricezione di un elettrodo consu*

   .inabile, un ugello coassiale con la punta suddetta

   e distanziato da essa in direzione radiale con la

   x

   , !

   ,formazione di.un passaggio anulare per il gas, tale!

   I i

   processo comprendendo l'alimentazione dell'elettro?!

   do di saldatura verso una giunzione metallica da

   saldare, il passaggio di corrente attraverso l'elet*

   .trodo in modo da creare un arco elettrico tra l'e= L

   stremit? dell'elettrodo suddetto e la giunzione me=

   .tallica, detta corrente provocando la fusione della.

   EUGENIO ROBBA parte terminale dell'elettrodo suddetto provocando .(IN PROPRIO EFERGLIALTRI) il trasferimento del materiale dell'elettrodo allo

   stato fuso alla giunzione di saldatura ed effettuan?

   done il riempimento, ed il passaggio del gas di sal=

   datura attraverso l'ugello in modo da alimentare il

   plasma all'elettrodo suddetto ed a detta giunzione

   di saldatura, il perfezionamento in detto processo

   venendo a comprendere;

   (a) una miscela gassosa di saldatura costituita

   essenzialmente da;

   (l) argo dal 40 % al 70 %

   (2) elio dal 25 % al 60 %

   (5) anidride carbonica dal 3 % al 10

   (4) ossigeno dallo 0,109? all' 1 %,

   (b) una corrente di grandezza tale da formare

   !globuli.allo stato fuso in corrispondenza alla punta

   <!>dell'elettrodo alla velocit? di 400 - 1.200 globuli ,

   ial secondo.

   I| .!

   j 3. - Processo per la saldatura elettrica in gas

   j

   1secondo quanto .indicato nella rivendicazione 2, in

   ! ;

   jcui i globuli suddetti presentano dimensioni diame= ?

   ? i

   itrali almeno altrettanto grandi quanto il diametro -EUGENIO ROBBA

   _:di detto elettrodo. . (IN PROPRIO E PER GLI ALTR ; 4? - Processo all'arco elettrico per la saldatu- -,ra di acciaio dolce e di lega povera, detto processo

   ^essendo del tipo utilizzato con una pistola di sai-_datura avente una punta di ricezione di un elettrodo

   consumabile, un ugello coassiale con la punta sud=

   detta e distanziato da essa in direzione radiale con

   .la formazione di un passaggio anulare per il gas,

   tale processo comprendendo l'alimentazione dell'elettrodo di saldatura verso una giunzione metallica

   da saldare, il passaggio di corrente attraverso l'e=

   lettrodo in modo da creare un arco elettrico tra l'ess

   stremit? dell'elettrodo suddetto e la giunzione me= -tallica, detta corrente provocando la fusione della

   parte terminale dell'elettrodo suddetto provocando

   il trasferimento del materiale dell?elettrodo allo |

   stato fuso alla giunzione di saldatura ed effettuane

   done il riempimento, ed il paesaggio del gas attrae ;

   [verso l'ugello in modo da produrre un plasma del=

   jl'arco tra l'elettrodo suddetto e detta giunzione di

   saldatura, il perfezionamento in detto processo ve= ^

   nendo a comprendere:

   (a) una miscela gassosa di saldatura costituits^ essenzialmente da

   (1) argo 65,0 %

   (2) elio 26,5 %

   (5) anidride carbonica 8,0 %

   EUGENIO ROBBA

   (4) ossigeno 0, 5 % (IN PROPRIO E PER GLI ALTRI) (b> una corrente di grandezza tale da fonnare

   ;globuli allo stato fuso in corrispondenza alla pun

   ta dell'elettrodo alla velocit? di 400 - 1*200 gloe ,

   buli al secondo.

   5* - Processo per la saldatura elettrica in gas

   secondo quanto indicato nella rivendicazione 4, in

   cui i globuli suddetti presentano dimensioni diame=

   trali almeno altrettanto grandi quanto il diametro

   di detto elettrodo.

   6. - Processo all'arco elettrico per la saldatu- .

   ra di acciaio temprato e rinvenuto, di lega povera,

   detto processo essendo del tipo utilizzato con una :

   pistola di saldatura avente una punta di ricezione

   di un elettrodo consumabile, un ugello coassiale

   I

   con la punta suddetta e distanziato da essa in di?

   rezione radiale con la formazione di un passaggio

   anulare per il gas, tale processo comprendendo l'alimentazione dell'elettrodo di saldatura verso una

   giunzione metallica da saldare, il passaggio di cor?

   rente attraverso l'elettrodo in modo da creare un

   arco elettrico tra l'estremit? dell'elettrodo sud- .

   detto e la giunzione metallica, detta corrente pr?*,

   vocando la fusione della parte terminale dell'elettrodo suddetto provocando il trasferimento del materiale dell'elettrodo allo stato fuso alla giunzione,

   di saldatura ed effettuandone il riempimento, ed il;

   passaggio del gas attraverso l'ugello in modo da EUGENIO ROBBA (IN PROPRIO ? F ER GLI AITRIJ produrre un plasma dell'arco tra l'elettrodo suddetto e detta giunzione di saldatura, il perfezionamento in detto processo venendo a comprendere:

   (a) una miscela gassosa di saldatura costituita

   essenzialmente da:

   (1) argo ^ 44,00 %

   SS

   (2) elio - 52,00 %

   (3) anidride carbonica - 3,82 %

   (4) ossigeno - 0,18 %

   I

   (b) una corrente di grandezza tale da formare

   globuli allo stato fuso in corrispondenza alla pun=?.

   ta dell?elettrodo alla velocit? di 400 - 1.200 glo= .

   buli al secondo.

   7. - Processo per la saldatura elettrica secondo

   quanto indicato nella rivendicazione 6, in cui i gio?

   buli suddetti presentano dimensioni diametrali alme=

   O altrettanto grandi quanto il diametro di detto e=

   lettrodo. ;

   8. - Processo all'arco elettrico per la saldatu? .

   ra di acciaio inossidabile, detto processo essendo

   del tipo utilizzato con una pistola di saldatura a= .

   vente una punta di ricezione di un elettrodo consu=

   inabile, un ugello coassiale con la punta suddetta

   e distanziato da essa in direzione radiale con la

   formazione di un passaggio anulare per il gas, tale?? ? , processo comprendendo l'alimentazione dell'elettrodo

   di saldatura verso una giunzione metallica da sal=

   dare, il passaggio di corrente attraverso l'elettro=

   do in modo da creare un arco elettrico tra l'estre= .

   mit? dell'elettrodo suddetto e la giunzione metalli^

   ca, detta corrente provocando la fusione della parte

   terminale dell'elettrodo suddetto provocando il tra=

   sferimento del materiale dell'elettrodo allo etato

   fuso alla giunzione di saldatura ed effettuandone il

   iriempimento, ed il passaggio del gas attraverso l'u

   j

   I1geilo in modo da produrre un plasma dell'arco tra

   jl'elettrodo suddetto e detta giunzione di saldatura

   1

   ;il perfezionamento in detto processo venendo a com=

   j

   iprendere:

   ? (a) una miscela gassosa di saldatura .costituita

   j

   ^essenzialmente da:

   i

   Cl) argo . - 41*66 ?

   (2) elio - 55.00 % |

   I (3) anidride carbonica - 3*20 %

   (4) ossigeno - 0,14

   (b) una corrente di grandezza tale da formare

   ^globuli allo stato fuso in corrispondenza alla punta

   <?>dell ' elettrodo alla velocit? di 400 - 1.200 globuli

   1

   ial secondo.

   9. - Processo per la saldatura elettrica in gas

   secondo quanto indicato nella rivendicazione 8, in -.cui i globuli suddetti presentano dimensioni diame? EUGENIO ROBBA (IN PROPRIO E PER GLI ALTRIJ trali almeno altrettanto grandi quanto il diametro

   di detto elettrodo.

   10. - Miscela gassosa per l'impiego in un processo

   per la saldatura elettrica in gas, detta miscela es=.

   sendo essenzialmente costituita da:

   (a) argo dal 40 % al 70 %

   (b) elio dal 25 % al 60 %

   (c) anidride carbonica dal 396 al 1096

   (d) ossigeno dallo 0(10963.11' 196.

   11. - Miscela gassosa per l'impiego nella salda

   tura all'arco elettrico di acciai dolci e di lega

   povera, detta miscela essendo essenzialmente costi

   tuita da:

   (a) argo - 65,0 96

   (b) elio _ - 26,5 %

   (c) anidride carbonica - 8,0 .96

   _ (d) ossigeno - 0,5 96.

   .12. - Miscela gassosa per l'impiego nella salda-i

   [

   tura all'arco elettrico di acciai temprati e jinveo

   i

   nuti, di lega povera, detta miscela essendo essenzial=

   }

   mente costituita da: j

   (a) argo 44,00 96

   j EUGENIO ROBB? (b) elio .52,00 i (IN PROPRIO i ,?.tfE?y -(c) anidride carbonica 5,82 96

   (d) ossigeno 0,18 96.

   13. - Miscela gassosa per l'impiego nella salda=.

   tura all'arco elettrico di acciai inossidabili, dei?

   ta miscela essendo essenzialmente costituita da:

   (a) argo - 41,66 96

   (b) elio - 55,00 96

   (c) anidride carbonica - 3,20 96 \

   \

   (d) ossigeno - 0,l4 96

   I ' ! ! ! ; 14. - Miscela gaesosa di saldatura costituita es-> I j ? jsenzialraente dal 3 % al 10 % in volume di anidride ;

   carbonica, dallo 0,1 % all' 1 % in volume di ossige-

   no, e per la parte restante da elio ed argo secondo

   un rapporto da 0,5 a 3,5 parti in volume di argo per

   ogni parte in volume di elio.

   EUG

   l)N PROP, RI)

   QM ?