LA SALDATURA DEI TELAI

Sempre nell’ottica di approfondire l’argomento “saldatura” ho trovato quest’altro articolo che mi sembra chiarisca ancora altri aspetti utili per poter scegliere il tipo migliore di saldatura …. Saldatura Definizione della saldatura secondo la norma ISO 857 (1990): Operazione che consiste nel riunire due o più materiali tramite riscaldamento, pressione o congiunzione delle due parti, in modo da garantire una continuità della natura di o dei materiali riuniti.” La saldatura può essere realizzata con o senza utilizzo di un prodotto di contributo la cui temperatura di fusione è dello stesso ordine di dimensione di quella di o dei materiali di base.” Saldatura al cannello ossidrico: Prima della seconda guerra mondiale, il metodo di saldatura corrente era la saldatura al cannello ossidrico. Questo metodo richiedeva un “colpo di gamba” da parte dell’artigiano. In Cyclette-Revue nel 1953, Alphonse THOMANN dice le sue prime prove di saldatura di telai in acciaio. Se non fu l’inventore dei telai saldati, fu uno dei primi a realizzare telai in questo modo, fin dal 1904 e dopo numerose prove di saldatura e di resistenza, costruì la prima bicicletta saldata extra-leggera (9 kg. 500). Saldatura TIG Per l’assemblaggio dei telai in lega d’alluminio o in lega di titanio, il metodo più di solito utilizzato è la saldatura TIG. TIG è l’acronimo per Tungsten Inert Gas. In questo metodo, il riscaldamento per portare a fusione la zona d’assemblaggio è ottenuto dalla creazione di un arco elettrico tra un elettrodo refrattario (in tungsteno combinato al torio o cerio) ed i tubi del telaio. Per proteggere il metallo fuso dall’ossidazione, una protezione gassosa inerte viene utilizzata. Il gas inerte è generalmente argon. Un metallo di contributo è portato manualmente sotto forma di barretta del diametro di circa 2 mm. Si tratta di un metodo poco produttivo ma ben adeguato ai deboli spessori dei nostri tubi che danno cordoni di saldatura d’aspetto liscio. La bravura del saldatore si giudica dalla sua capacità di realizzare cordoni molto lisci senza onde. Per la saldatura delle leghe d’acciaio, occorre utilizzare leghe specifiche adeguate alla saldatura. Infatti, poiché la saldatura implica la fusione dell’acciaio, le temperature raggiunte sono di 1560°C. Si creano pertanto delle modifiche metallurgiche nei tubi (tempre vicino alla saldatura che può indebolire il tubo). Per la saldatura delle leghe d’alluminio si provoca localmente con un indebolimento della struttura. Questo impone per le leghe di gran lusso di ricorrere ad un trattamento termico dopo la saldatura per ritrovare le caratteristiche iniziali del tubo. Per la saldatura delle leghe di titanio, la saldatura si effettua generalmente in una campana riempita di gas neutrale (l’argon) ad evitare l’ossidazione della zona saldata. Essendo il titanio un materiale estremamente sensibile all’inquinamento con l’ossigeno – diventa duro e fragile – richiede una protezione ad un alto livello di purezza. Ciò richiede una buona conoscenza tecnologica ed una pratica gestuale di alto livello per ottenere una saldatura impeccabile. Saldatura MIG La saldatura MIG è un metodo molto più produttivo della saldatura TIG. Il suo interesse principale è il suo utilizzo in robotica. Soprattutto è dunque utilizzato per saldature in grande quantità. Il suo inconveniente principale risiede nella qualità dei giunti così realizzati. Infatti, è male adattato agli spessori dei tubi dei telai di bicicletta. Inoltre, nella saldatura di lega d’alluminio, l’aspetto dei cordoni è di povera qualità. L’acronimo MIG corrisponde a Metal Inert Gas. L’arco è creato tra il metallo di contributo (che funge da elettrodo) ed i tubi di telaio. Il bagno fuso è protetto dell’ossidazione da un gas neutrale, generalmente dell’argon. MIG è utilizzato in produzione di serie, su macchine a costo basso tenuto conto della sua facilità...

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LA SALDATURA DEL TELAIO BICI

Ecco un altro articolo veramente molto interessante sull’argomento  saldatura. Come sicuramente avrete capito il mio telaio ideale é e resterà sempre il telaio in acciaio…;))) Differenze tra tig e fillet brazed Cercherò di fare un po di chiarezza su questo argomento che viene troppo spesso sottovalutato e mal compreso: che differenza c’è tra un telaio bici corsa o mtb in acciaio saldato a tig e lo stesso saldato in fillet brazed ? Senza dilungarci e fare discorsi troppo tecnici che il “comune mortale” come me non capirebbe, cercherò di spiegare nel modo più semplice possibile mettendomi nei panni di una comunissima persona che vuole una risposta il più semplice ed esauriente possibile. La differenza è enorme e sostanzialmente è che il tig fonde i metalli da unire, mentre il fillet brazed li “incolla” con l’apporto di una lega di metalli con punto di fusione più basso. Quest’ultimo viene a sua volta diviso in due tipi, telaio con congiunzioni e telaio senza congiunzioni   Dopo aver detto questo, sorge spontanea la domanda dell’appassionato ciclista: Qual è tra i tre il metodo migliore? Analizziamo i diversi metodi e traiamo le conclusioni. Oggi le nuove leghe d’ acciaio hanno carichi di rottura eccezionali e quindi le aziende che producono tubazioni per uso ciclistico possono realizzare tubi con spessori molto sottili, meno di mezzo millimetro e tramite trattamenti termici adeguati possono resistere ad alte sollecitazioni in un’arco di tempo molto lungo (cosa impensabile con telai in alluminio o carbonio). Il tig come abbiamo detto deve fondere i metalli per unirli quindi porta la temperatura sopra i 1450 °C e in parte altera l’equilibrio del metallo e teoricamente lo infragilisce, infatti su tutti i telai saldati a tig, indipendentemente del tipo di materiale (alluminio, acciaio, titanio) le rotture si verificano appena dopo il cordone di saldatura. Il fillet brazed essendo un “incollaggio” non fonde i metalli da unire quindi non altera l’equilibrio o quantomeno lo fa in misura molto minore, questo dipende dal tipo di lega/materiale usato per unire i tubi. Le leghe usate comunemente sono con percentuali d’argento che variano dal 5% (le più usate) fino al 60% d’argento (le meno usate), quindi temperature che variano da 850 °C a 550 °C circa. Più alta è la percentuale d’argento minore è la temperatura di “incollaggio”, quindi minore stress ai tubi ma più stress alla tasca essendo molto costose. Pochi artigiani utilizzano leghe con 50-60% d’argento ed il loro metodo lo pubblicizzano con la dicitura “Silver Fillet Brazed”. Concludo con i pro e contro. Telaio in tig Pro: facilità della lavorazione, pulizia, leggerezza, libertà di geometrie. Contro: possibili rotture con tubi di spessore molto sottili.   Telaio in fillet brazed. senza congiunzioni Pro: più rigido del tig, non altera l’equilibrio dei tubi, piacevole a vedersi (sembra un monoscocca), libertà di geometrie come il tig. Contro: lavorazione lenta, più costoso, qualche decina di grammi più pesante.   Telaio in fillet brazed, con congiunzioni   Pro: indiscusso fascino retrò con congiunzioni lavorate e cromate Contro: lavorazione lenta, più costoso, vincolato nella scelta degli angoli.articolo tratto da: www.steelframebicycle.com Follow...

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IL TELAIO SALDATO TIG

E dopo aver visto svariati metodi di rilievo misure, svariati metodi di interpretazione delle misure e relativo calcolo delle lunghezze dei vari componenti di un telaio non potevo non adentrarmi nel mondo delle tecniche costruttive e più precisamente nel mondo delle saldature… E’ il processo di saldatura che detiene l’ assoluto primato nel campo dei telai di alta qualità. Sfrutta l’elevata temperatura prodotta da un arco elettrico che scocca tra  un elettrodo infusibile ed il pezzo da saldare. Gli elettrodi previsti per suddette leghe sono in tungsteno puro (93,5%-99,75%) e in tungsteno addizionato con 0,3-0.5 di zirconio; il secondo garantisce una minor contaminazione del bagno ed è ottimale per condizioni critiche ovvero  densità di corrente medio-bassa in corrente alternata. Il TIG nel campo dei telai ad alta qualità per il ciclismo é manuale (lunghezza d’arco ed elettrodo controllati dall’operatore). Tale tecnica offre vantaggi notevoli quali rapidità di esecuzione, adattabilità a qualsiasi posizione di lavoro, facilità di controllo dell’arco con conseguente regolarità del deposito, regolazione di intensità di corrente entro ampi limiti, sorgente termica potente e concentrata. Questa ultima caratteristica fa si che si possano saldare spessori molto piccoli(fino a 0.5 mm)con discrete velocità di saldatura. L’impianto è composto da più circuiti; un circuito elettrico alimentato da un generatore e corredato con un dispositivo per l’accensione e la stabilizzazione dell’arco, un circuito di raffreddamento ad acqua per non far surriscaldare la torcia, un circuito per il gas di protezione. Basti pensare che nel caso del Titanio occorre raggiungere localmente temperature di 3200 °F ! Vi è un cofano di regolazione con il quale si controllano la corrente di saldatura, il dispositivo di accensione e stabilizzazione, l’invio del gas di protezione, con spegnimento ritardato rispetto all’arco, per proteggere il bagno che si sta raffreddando. La saldatura (in camera iperbarica parlando del Titanio, come si vede dalla sottostante immagine)viene eseguita fondendo i lembi accostati del pezzo, in  un tempo molto breve(3-5 secondi); se lo spessore è piccolo non è previsto l’uso di materiale d’apporto che è invece essenziale per spessori elevati. Il materiale d’apporto (alluminio acciaio titanio a seconda delle tubazioni usate), reperibile sotto forma di bacchette, non è fuso dall’arco ma dal bagno di fusione dove viene immerso ad intervalli regolari, fondendo ogni volta qualche millimetro; è aggiunto lateralmente in modo manuale o automatico. Questo rappresenta uno svantaggio perché si deve richiedere un saldatore altamente qualificato, se manuale, o una perfetta programmazione se automatico.  Fondamentale importanza deve essere data al gas di protezione; deve proteggere l’elettrodo, l’arco, il bagno, le zone del pezzo adiacenti al bagno da possibili contaminazioni atmosferiche, come umidità ed ossigeno evitando ossidazioni od altri danni che comprometterebbero la qualità del giunto.  Si utilizza argon in quantità variabili (5-25 l/min). Non è possibile utilizzare il TIG in corrente continua e polarizzazione diretta perché gli elettroni che arrivano all’anodo (pezzo da saldare) non sono in grado di rompere l’ossido. Il TIG in corrente continua e polarizzazione inversa è utilizzabile solo per piccoli spessori; all’anodo (polo positivo, l’elettrodo) si sviluppano temperature molto elevate e per evitare che l’elettrodo si surriscaldi fino a fondere, procurando danni inaccettabili nel giunto, si dovranno utilizzare elettrodi di diametro elevato (6mm) e correnti non superiori ai 100A. Questa alimentazione permette la rottura dell’ossido per sabbiatura ionica:la frantumazione dell’ossido é dovuta al bombardamento degli ioni positivi,  del gas di protezione, che hanno massa maggiore rispetto agli elettroni e quindi energia cinetica superiore (argon,10 volte più pesante dell’elio è più efficace). Ci sono limiti di applicazione dovuti all’impossibilità di usare correnti elevate, le quali porterebbero ad un consumo dell’elettrodo, e per la formazione di un bagno poco...

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