Saldatura subacquea

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Saldatura subacquea
Dovrei fare il grande passo?

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Cosa c’è qui per me?

La saldatura subacquea, uno dei migliori esempi di adattamento di un processo ben noto all’ambiente duro e pericoloso del mare, dimostra ciò che la necessità, l’ingegno e gli sforzi continui hanno potuto realizzare, soprattutto per salvare enormi investimenti in strutture offshore danneggiate e da riparare.

Cosa c’è, in profondità nell’acqua? Conviene?

I vantaggi sono di natura economica, perché la saldatura subacquea per i lavori di manutenzione e riparazione marina evita la necessità di tirare la struttura fuori dal mare e fa risparmiare molto tempo prezioso. Se si pensa alla saldatura subacquea dello scafo di una nave o di una torre di trivellazione petrolifera parzialmente sommersa, si capisce che l’alternativa può essere estremamente costosa, se possibile.

Le limitazioni della saldatura subacquea riguardano l’inevitabile allestimento ingombrante e costoso per fornire al saldatore tutti i supporti necessari, per la respirazione, per la protezione dal freddo, per l’attrezzatura speciale di saldatura, per la telecamera di sorveglianza a distanza, per speciali test non distruttivi.

E’ rischioso?

I rischi principali per il saldatore che esegue la saldatura subacquea sono il potenziale di shock elettrico, la possibilità di produrre nell’arco miscele di idrogeno e ossigeno in sacche, che potrebbero innescare un’esplosione, e il pericolo comune sostenuto dai subacquei, di avere azoto diffuso nel sangue in proporzioni pericolose. Curiosamente il rischio di annegamento non è elencato tra i pericoli della saldatura subacquea.

Prima non c’erano richieste di qualità. La saldatura subacquea veniva applicata solo per saldare una toppa fino a quando non si poteva eseguire una riparazione più approfondita. Ma non appena si è acquisita una maggiore esperienza, individui e aziende ambiziosi si sono uniti per migliorare i risultati e stabilire specifiche raggiungibili.

Continuiamo…

… con qualche dettaglio in più sulla saldatura subacquea. Ci sono tre modi principali per eseguire la saldatura subacquea. Uno è quello di costruire un recinto, una fossa, intorno al luogo della riparazione e di pompare via tutta l’acqua: ciò equivale a preparare le condizioni per una normale saldatura in aria, anche se il luogo può essere in profondità sotto il livello del mare.

Un altro metodo di saldatura subacquea consiste nel preparare un recinto da riempire con gas (elio) ad alta pressione (iperbarico) per spingere indietro l’acqua, e far saldare il saldatore, dotato di maschera di respirazione e altri dispositivi di protezione, normalmente fuori dall’acqua ma sotto pressione.

Il terzo è il metodo di saldatura subacquea bagnata, dove non si cerca di asciugare il luogo della saldatura. Invece la potenza dell’arco genera una bolla di una miscela di gas che permette che la fusione e l’unione del metallo avvengano più o meno normalmente, usando elettrodi appositamente coperti per evitare che troppo idrogeno sia assorbito nella saldatura. Il saldatore esperto deve essere anche un sommozzatore, attrezzato per la saldatura subacquea, con tutte le attrezzature e protezioni extra che un saldatore deve utilizzare.

C’è anche un metodo meno usato di saldatura subacquea che prevede una torcia speciale che spruzza un cono d’acqua ad alta pressione, all’interno del quale il gas protettivo sotto pressione isola il punto di saldatura dall’acqua durante la saldatura.

Altri processi di saldatura.

Anche se non hai familiarità con la saldatura subacquea, sicuramente conosci i tuoi processi. Ma come si può selezionarne uno diverso?

Conoscendo prima come sono fatti gli altri processi. Si può certamente imparare di più iscrivendosi a corsi di formazione, se ha senso.

Sai che non esiste un processo di saldatura universale perfettamente adatto e conveniente a qualsiasi forma e materiale di giunzione. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, si possono selezionare uno o più processi che permettono di eseguire saldature accettabili.

Come sceglieresti il tuo processo? Il processo che usate è il migliore? Come lo miglioreresti? Qual è il processo migliore?

Suggerimento: il “miglior” processo è quello meno costoso e disponibile che può essere utilizzato per produrre saldature accettabili che svolgono le funzioni di resistenza e stabilità richieste per il giunto.

Le seguenti informazioni descrittive dei processi più importanti sono fornite per un orientamento generale, lasciando i dettagli più specifici alle pagine di riferimento sottolineate qui di seguito.

Per scopi pratici di designazione, i processi sono solitamente divisi tra SALDATURA A PRESSIONE e a FUSIONE. Nel primo tipo, la pressione è sempre applicata, con o senza mezzi esterni per fornire calore, mentre la temperatura di fusione può essere raggiunta o meno. Nel secondo tipo, la temperatura di fusione è di solito raggiunta localmente senza l’uso della pressione.

Sapevi che…

La storia della saldatura riconosce la SALDATURA A FORMA, che appartiene alla categoria della pressione, come uno dei processi più antichi eseguiti nella bottega del fabbro ben prima del ventesimo secolo. Sei d’accordo che potrebbe essere un’esperienza molto interessante da vedere per i bambini delle scuole, se qualcuno volesse far rivivere questa pratica per uno spettacolo? Lo organizzerebbe per la sua comunità?

Questa unione si ottiene quando due elementi, di solito estremità di barre d’acciaio, riscaldate a temperatura bianca in un forno ad aria forzata che brucia carbone, sono avvicinate rapidamente e martellate a fondo sull’incudine per espellere qualsiasi strato di ossido che potrebbe essere presente e per lavorarle intimamente fino alla completa unione.

Simile ma diverso…

È stata sviluppata una versione moderna e sofisticata, chiamata SALDATURA A FRITURA, che ha alcune applicazioni importanti, specialmente per la produzione di massa o per riparazioni specializzate. In generale non è per le officine, ma piccole officine dedicate solo a questa specialità possono prosperare, date le giuste condizioni.

Più importanti nella categoria della pressione sono i processi di SALDATURA A RESISTENZA, ulteriormente suddivisi in saldatura a punti, a cordoni e a proiezione, spesso altamente automatizzati. Molti dei nostri oggetti di uso quotidiano e delle carrozzerie sono tenuti insieme da saldature a resistenza. Come faresti a decidere se è la soluzione giusta per i tuoi problemi di saldatura e come potresti migliorarla?

Questi processi hanno in comune il fatto che il riscaldamento è prodotto dalla resistenza al flusso di una corrente elettrica concentrata elevata che viene fatta passare localmente tra speciali elettrodi di rame che tengono insieme gli elementi da saldare sotto pressione applicata.

D’altra parte…

Tra i processi di saldatura per fusione sviluppati nel ventesimo secolo, e acclamati come una vera e importante svolta, la SALDATURA A GAS, che utilizza una FIAMMA aperta, è probabilmente uno dei primi della storia della saldatura moderna. In questo processo manuale il calore necessario per la fusione progressiva locale è fornito dalla fiamma di combustione del gas acetilene (altri gas sono stati provati e abbandonati) con ossigeno. Un’asta di metallo d’apporto di composizione appropriata può essere usata o meno a seconda delle necessità.

In preparazione alla saldatura subacquea può essere necessario eseguire il taglio alla fiamma con gas idrogeno. (La saldatura a fiamma non viene utilizzata). Vedere i dettagli in Taglio.

La SALDATURA ARC rappresenta una famiglia di processi abbastanza diversi, ognuno dei quali si adatta meglio alla sua particolare nicchia di applicazione. In questi processi l’energia necessaria per la fusione dei metalli è fornita da un arco elettrico, che si innesca tra l’elettrodo, tenuto dalla torcia, e il pezzo, di solito bloccato su un tavolo di saldatura.

La saldatura subacquea è per lo più eseguita da variazioni di questo processo, tenendo conto delle particolari esigenze ambientali e dell’operatore.

Nel caso generale, l’elettrodo è consumabile, fondendo per fornire materiale di apporto, o non consumabile, essendo costituito da una lega refrattaria di tungsteno. In questo caso, quando è necessario, il metallo d’apporto viene fornito separatamente da un’asta d’apporto tenuta manualmente o da una bobina alimentata continuamente in un’apparecchiatura automatica o semiautomatica.

L’atmosfera protettiva necessaria è fornita da gas provenienti da processi di decomposizione di materiali adatti, avvolgendo gli elettrodi (bacchette) o inclusi nel nucleo di fili d’apporto appositamente preparati (flux cored). Altrimenti, un flusso di gas inerte come l’argon o l’anidride carbonica (CO 2) o loro miscele viene continuamente fornito al bagno fuso attraverso la torcia.

Infine, ma più importante…

I processi di saldatura ad alta energia sono più specializzati, in quanto richiedono attrezzature sofisticate, per lo più controllate da computer con precisione, e sono utilizzati per applicazioni specifiche e importanti come quelle aerospaziali, sottomarine (ma non la saldatura subacquea!) e nucleari, o per la produzione di massa di piccoli utensili delicati.

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