La saldatura orbitale è un processo di saldatura TIG, continuo in cui la torcia viene ruotata meccanicamente di 360° (e oltre) intorno ad un pezzo statico, in genere un tubo.
Per un approfondimento sulla scelta dell'attrezzatura più adatta, puoi consultare anche la nostra guida "Saldatura orbitale tubi: cos'è e come funziona".
Si utilizza questo procedimento generalmente con processi di saldatura TIG che richiedano risultati di altissima qualità riproducibili numerose volte.
Si possono saldare tubi di vari spessori e diametri in tutte le posizioni, ma bisogna tenere sempre conto della forza di gravità:
La forza di gravità (G) influenza il bagno di saldatura.
Questo è ovviamente accentuato nei processi di saldatura orbitale, i quali, tuttavia, sono possibili in tutte le posizioni di saldatura. Le specifiche per la saldatura delle tubazioni sono specificate dal codice ASME, sezione IX e dalle norme Europee EN 287 / EN ISO 6947
In molti casi, il solo utilizzo di una corrente pulsata non è sufficiente per ottenere risultati accettabili nella saldatura orbitale.
Il percorso coperto durante il ciclo di saldatura viene quindi diviso in diversi «settori».
I parametri di saldatura vengono modificati nel momento in cui viene attraversato il confine tra un settore e l'altro.
Qua posso, in base alla suddivisione, modificare tutti parametri di saldatura: corrente di picco, corrente di base, tempi, velocità di rotazione, ecc..
L'obbiettivo è rendere la saldatura più omogenea possibile.
Gas: quindi pre, post gas.
Corrente di saldatura: corrente di picco, di base, fase ascendente, spegnimenti.
Velocità di rotazione della testa che si sincronizzare alla corrente, si può mettere in pausa
Alimentazione di filo: qualora ci fosse bisogno di filo la macchina può controllare anche quello
Il programmatore può controllare i classici e canonici assi, oltre ai due parametri più avanzati, utilizzati in circa l'1% dei casi:
AVC (Automatic Voltage Control) controllo in tensione d’arco dove la distanza tra l’elettrodo in tungsteno e il pezzo viene controllata attraverso un sistema automatico di controllo tensione d’arco
OSC (oscillazione) è il sistema per chiudere l’ultima parte di saldatura negli spessori grossi, dove si fa oscillare la testa
Altissima qualità della saldatura
Riproducibilità dei risultati
Grande affidabilità del processo
Maggior risparmio economico grazie all'automatizzazione dei processi
Riduzione dei tempi di produzione
Possibilità di impiego anche in zone poco accessibili
Riduzione dell'inquinamento ambientale
Disponibilità della documentazione dei parametri
Possibilità di impiego in cantiere
Aeronautica, Alimentare, farmaceutica, biotecnologia, fabbricazione di dispositivi
semiconduttore, chimica, energia.
Nel settore oil & gas la saldatura orbitale TIG è la tecnologia di riferimento per la realizzazione di tubazioni destinate al trasporto di idrocarburi, dove l'assenza di difetti e la tenuta nel tempo sono requisiti non negoziabili.
Le saldature devono resistere a pressioni elevate, escursioni termiche e ambienti corrosivi, per questo motivo gli impianti oil & gas richiedono processi automatizzati e documentabili, in grado di garantire la ripetibilità del cordone su centinaia di giunti identici.
La saldatura orbitale automatica riduce il rischio di errore umano tipico della saldatura manuale e consente di produrre un report di saldatura per ogni giunto, requisito spesso imposto dai capitolati dei principali general contractor.
Nell'industria farmaceutica e biotecnologica la saldatura orbitale per tubi viene impiegata per realizzare i circuiti di processo in acciaio inossidabile che trasportano acqua purificata, vapore pulito e principi attivi. In questi ambienti la superficie interna del cordone deve essere perfettamente liscia, priva di ossidazioni e di microcavità in cui potrebbero annidarsi contaminanti biologici.
La saldatura orbitale TIG, abbinata a un corretto sistema di protezione gassosa interna, permette di ottenere saldature a piena penetrazione con superfici interne conformi agli standard richiesti in ambito farmaceutico e biotech, garantendo al tempo stesso la tracciabilità documentale di ogni giunto.
La norma EN 13480 disciplina la progettazione, la fabbricazione, l'ispezione e il collaudo delle tubazioni industriali metalliche ed è uno dei principali riferimenti normativi europei per chi realizza impianti di processo con saldatura orbitale.
Insieme al codice ASME, sezione IX, e alle norme EN 287 ed EN ISO 9606 per la qualifica dei saldatori e delle procedure, la EN 13480 stabilisce i requisiti che un giunto saldato orbitalmente deve soddisfare in termini di penetrazione, assenza di difetti e controlli non distruttivi.
Affidarsi a un partner che conosce nel dettaglio questi riferimenti normativi significa poter contare su impianti e macchine per saldatura orbitale realmente predisposti a rispettare i parametri richiesti dai capitolati tecnici, riducendo il rischio di non conformità in fase di collaudo.
Per i controlli previsti su questi giunti, approfondisci la nostra guida ai controlli non distruttivi sulle saldature.
Sul mercato esistono diverse macchine per saldatura orbitale, ma non tutte offrono lo stesso livello di controllo dei parametri e la stessa affidabilità nel tempo. Il generatore Fronius iWave, distribuito da Arroweld Italia, è tra le soluzioni più utilizzate per la saldatura orbitale TIG grazie alla gestione precisa della corrente pulsata e alla possibilità di programmare i settori di saldatura descritti in questo articolo.
Per chi cerca un sistema orbitale dedicato e completo di testa e generatore, lo stesso approccio si ritrova nel sistema TIG orbitale FPA 3020 di Fronius. Per la saldatura orbitale di tubi di piccolo e medio diametro, i sistemi di allineamento e le teste orbitali SFE piping completano una linea di prodotti pensata per chi lavora nel piping industriale, offrendo una soluzione integrata dal generatore alla testa di saldatura.
Arroweld Italia affianca aziende e saldatori nella scelta della configurazione più adatta alle proprie esigenze, valutando materiali, diametri e normative di riferimento del progetto.
Tra i processi di saldatura, quelli che richiedono maggiore abilità sono generalmente la saldatura TIG su materiali sottili o dissimili e la saldatura orbitale di precisione su tubi a parete sottile, dove il controllo dei parametri deve essere estremamente accurato per evitare difetti. È proprio per questo che la saldatura orbitale automatica viene scelta quando serve la massima ripetibilità.
Tra i processi più diffusi si distinguono generalmente la saldatura MIG/MAG, la saldatura TIG e la saldatura ad elettrodo (MMA), a cui si affianca la saldatura orbitale come evoluzione automatizzata della saldatura TIG per tubi e componenti cilindrici.
La resistenza di una saldatura dipende da materiali, procedura e controlli più che dal solo processo utilizzato: la saldatura TIG, e in particolare la saldatura orbitale TIG, è generalmente considerata tra le più affidabili per ottenere giunti ad alta resistenza e qualità costante, soprattutto su acciai inossidabili e leghe speciali.
La saldatura laser orbitale è una variante che utilizza una sorgente laser al posto dell'arco TIG per saldare tubi in rotazione, adatta a diametri ridotti e spessori sottili dove servono velocità di produzione elevate; resta comunque un processo meno diffuso rispetto alla saldatura orbitale TIG per le applicazioni industriali di piping.