La combustione completa dell’acetilene richiede un volume di ossigeno due e mezzo superiore a quello del gas combustibile, nella saldatura ossiacetilenica non ci serviamo però solo dell’ossigeno che ci viene fornito dalla bombola, ma per completare la combustione utilizziamo anche l’ossigeno presente nell’aria, riducendo così il consumo di ossigeno fornito dalle bombole a circa 1,1 volte la quantità di acetilene.
Abbiamo quindi 2 fasi della combustione: nella prima fase brucia l’ossigeno effluente dal cannello formando la parte più luminosa della fiamma, detta DARDO , nella seconda fase la combustione procede bruciando l’ossigeno dell’aria, formando la parte diffusa della fiamma detta FIOCCO.
Dall’analisi della grandezza delle due zone possiamo analizzare la quantità di ossigeno che esce dal cannello, se la quantità è piccola la fiamma è detta riducente, mentre se la quantità di ossigeno è alta la fiamma è detta ossidante, sia la saldatura riducente sia la saldatura ossidante sono di scarsa resistenza, una buona saldatura deve essere ottenuta con una fiamma neutra che si ottiene partendo con una fiamma riducente ed aumentando pian piano la quantità di ossigeno , fino a far sparire il pennacchio luminoso che circonda il dardo, immediatamente dopo il dardo si formerà una piccola zona riducente di colore azzurro nella quale i prodotti della combustione assorbono l’ossigeno circostante proteggendo il bagno fuso dall’ossidazione.
In questa terza zona si raggiungono le temperature più alte ed è quella che si sfrutta per saldare.
Il cannello ossiacetilenico è l’apparecchio entro il quale i due gas, acetilene ed ossigeno, si mescolano nelle proporzioni più appropriate per dare una fiamma ad elevata temperatura.
Si intende per erogazione o potenza del cannello il suo consumo orario di acetilene espresso in litri, questo può variare da 10 a 4000 litri all’ora.
Esistono due tipi fondamentali di cannelli : - cannelli ad alta pressione
- cannelli a bassa pressione
Nei cannelli ad alta pressione i gas entrano direttamente dalle bombole ad alta pressione da due condotti differenti, ed escono intimamente mescolati dalla punta del cannello. Da uno stesso cannello si possono ottenere diverse erogazioni cambiando solamente la punta.
Ci sono cannelli ad alta pressione di tipo leggero, che hanno cioè un’erogazione fino a 1000 litri a ora, o di tipo pesante che vanno da 1500 a 4000 litri ad ora.
Nei cannelli a bassa pressione l’acetilene arriva ad una pressione più bassa di quella dell’ossigeno, abbiamo quindi bisogno di un dispositivo (eiettore) che consenta all’ossigeno di aspirare l’acetilene, in questa tipologia avremo quindi che i due condotti sono uno concentrico all’altro.
I cannelli a bassa pressione si distinguono in due categorie : -cannelli a spillo – cannelli a testa intercambiabile.
Nei cannelli a spillo l’erogazione viene modificata cambiando la punta, le varie punte di una determinata serie hanno il forellino di uscita del gas proporzionato alle varie erogazioni che risultano incise sulla stessa punta, è prevista una regolazione dell’eiettore.
Nei cannelli a testa intercambiabile l’erogazione è controllata cambiando tutta la parte che dall’eiettore compreso arriva fino alla punta, non è previsto alcun sistema di regolazione, questo perché ogni volta viene sostituito l’intero sistema di erogazione, esistono solo dei volantini per regolare la fiamma. Questa tipologia serve per lavorazioni più pesanti.
La scelta della punta o della testa da impiegare può essere fatta tenendo presente sia lo spessore del metallo da saldare che la sua qualità.
A titolo di esempio per saldare l’acciaio l’erogazione della punta deve essere di circa 100 litri all’ora per ogni mm da saldare, per l’alluminio
occorrono da 75 litri per spessori di 1 mm, fino a 1200 litri per spessori di 10 mm, abbiamo che spessore ed erogazione non variano in maniera proporzionale, questo vale anche nel caso del rame, ed è dovuto alle crescenti dispersioni termiche che si hanno all’aumentare dello spessore.
In definitiva le attrezzature necessarie per effettuare una saldatura ossiacetilenica sono :
- acetilene ( in bombole o proveniente da gosogeni per grossi impianti ,in questo caso abbiamo anche bisogno di un depuratore)
- la bombola di ossigeno, il riduttore di pressione
- una serie di cannelli con punte intercambiabili e tubi di gomma - il metallo d’apporto in bacchette o fili
- i solventi più idonei alla lavorazione - posto di saldatura
- occhiali e guanti protettivi per saldatore
Per spazio di saldatura si intende lo spazio riservato ad un operaio per l’esecuzione della saldatura, consiste in un banco con i piedi in acciaio ed il piano in mattoni, nelle cui vicinanze ci sono tutte le attrezzature necessarie, per lavori da eseguire all’aperto tutta l’attrezzatura deve essere resa portatile.
Durante la saldatura si possono avere diverse tipologie di inconvenienti, vediamo le principali:
- la fiamma si spegne producendo uno scoppio sonoro: vuol dire che il cannello è sporco, quindi si deve procedere ad un’accurata pulizia del cannello.
- Il cannello produce una serie di scoppi secchi ad intervalli: questo succede dopo un lungo periodo di utilizzo, il saldatore deve spegnere
la fiamma ed immergere il cannello in una vaschetta di acqua, lasciando però il rubinetto dell’ossigeno leggermente aperto, se gli scoppi avvengono ad intervalli più brevi la causa può essere dovuta all’esaurimento della bombola, o all’eccessivo allargamento del foro del cannello.
L’utilizzo degli occhiali serve a proteggere il saldatore dall’intensa luce emessa dal dardo e dal metallo incandescente, l’oscurimento deve essere scelto in funzione dalla vista del saldatore in modo da ottenere la protezione della vista senza limitarla, per lavorazioni con dardi di grossa potenza si preferisce usare maschere intere in modo da avere una protezione maggiore da schizzi incandescenti di metallo, l’utilizzo di guanti protegge anche dalle scottature , e rende più agevole maneggiare i pezzi che dopo la saldatura sono ancora caldi.