Saldatura autogena e brasatura: differenze, tecniche e applicazioni

Nella lavorazione dei metalli, scegliere la tecnica di giunzione sbagliata può compromettere la resistenza del pezzo, aumentare i costi e allungare i tempi di lavorazione. Eppure, la distinzione tra saldatura autogena e brasatura, due tra i metodi più diffusi in ambito industriale e artigianale, genera ancora oggi molta confusione.

Le domande che tornano più spesso sono sempre le stesse: il metallo di base deve fondere o no? Quali temperature servono? E soprattutto, quale tecnica è quella giusta per la mia applicazione?

Questa guida risponde a queste domande in modo diretto, partendo dalle definizioni e arrivando ai dettagli pratici: processi, materiali di apporto, vantaggi e limiti di ciascuna tecnica.

Saldatura autogena e brasatura: le differenze

Unire pezzi metallici tramite calore o pressione, con o senza materiale di apporto, questa è, nella sua definizione più diretta, la saldatura. Esistono però molte tecniche diverse per ottenerla, ognuna con vantaggi e svantaggi specifici (per saperne di più sulle tecniche di saldatura leggi anche l'articolo Come eseguire correttamente una saldatura dell'alluminio).  

Il punto di partenza per orientarsi è la distinzione tra saldature autogene ed eterogene, due famiglie di processi con logiche, temperature e campi di applicazione molto diversi. 

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Cos'è la saldatura autogena: significato e processi principali

Nella saldatura autogena il metallo di base partecipa direttamente alla costituzione del giunto, è questa la sua caratteristica principale. Può avvenire per fusione, quando si portano i lembi allo stato liquido, oppure per pressione, dove sono solo le superfici di contatto a liquefarsi per essere accostate. In entrambi i casi si può operare senza materiale di apporto, oppure aggiungendone uno dello stesso tipo dei pezzi da saldare.

Prima di tutto, i materiali devono essere compatibili. I pezzi da unire vanno puliti accuratamente per rimuovere residui di sporco e ossido in superficie, un'operazione che richiede detergenti specifici e una buona spazzola metallica.

Poi, a prescindere dalla tecnica scelta, le parti da congiungere vanno posizionate e fissate. A quel punto si portano si portano alla temperatura di fusione sia il metallo di base che il materiale di apporto, se previsto, e lo spazio tra i bordi viene colmato con il metallo allo stato liquido.

Saldatura a gas e ad arco elettrico

Tra le procedure più consolidate troviamo le saldature a gas e quelle ad arco elettrico. Entrambe garantiscono la massima tenuta del giunto, ma richiedono temperature elevate, il rischio principale è quello di deformazioni importanti sui pezzi trattati.

Sul fronte dell'innovazione, esistono anche tecniche che sfruttano sorgenti laser, ultrasuoni e fasci di elettroni, impiegate soprattutto in ambiti industriali ad alta precisione.

Brasatura e saldobrasatura

Brasatura e saldobrasatura rientrano nella categoria delle saldature eterogene. A differenza di quelle autogene, qui il metallo di base non fonde mai. Viene scaldato solo quanto basta a permettere lo scorrimento  della lega di brasatura, che può essere di composizione diversa rispetto ai componenti da unire.

L’importante è che il punto di fusione  del materiale di apporto sia più basso rispetto a quello dei materiali di base. Quando si scioglie, il prodotto di apporto viene inserito nel giunto capillare.

In ogni caso, prima di procedere, è necessario pulire i metalli da saldare distribuendo un  un disossidante o un flussante, servono a rimuovere la patina di ossido che si forma sulla superficie a contatto con l'aria.

Per la saldobrasatura c'è un passaggio preparatorio aggiuntivo, i lembi vanno lavorati con apposite cianfrinature, che verranno riempite dal materiale di apporto fuso.

Quello che rende possibile il giunto è un fenomeno fisico preciso: durante il riscaldamento, le molecole del metallo di base si allontanano e il materiale di apporto fuso penetra tra di esse. Raffreddandosi, le molecole si riavvicinano inglobando quelle del prodotto di apporto, è la cosiddetta diffusione atomica.

Nel processo di brasatura, i pezzi vengono accostati lasciando dei meati di 0,05–0,2 mm: uno spazio calibrato per consentire la penetrazione capillare della lega di brasatura. I materiali di base vengono scaldati uniformemente finché il materiale di apporto, a contatto con i lembi riscaldati, si liquefa e riempie gli spazi. Il meccanismo che lo rende possibile è la bagnatura, ovvero la capacità del metallo allo stato liquido di aderire alla superficie con piccoli angoli di contatto.

Il risultato è un giunto solido, ottenuto grazie alla formazione di una lega e alla diffusione atomica.

Differenza tra saldatura autogena e brasatura: tabella comparativa

 Qual è la differenza tra saldatura autogena ed eterogena? La risposta principale riguarda il comportamento del metallo di base: nella saldatura autogena si porta a fusione, nella brasatura no. La tabella seguente mette a confronto le caratteristiche principali delle due tecniche.

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Vantaggi e svantaggi della brasatura

Sul piano dei vantaggi, brasatura e saldobrasatura offrono un ventaglio di possibilità piuttosto ampio:

• la possibilità di unire anche materiali diversi

• necessita di una bassa energia termica

• è adatta anche a materiali non metallici

• l’ampia gamma di leghe brasanti consente molte applicazioni diverse

• possibilità di unire elementi che hanno dimensioni diverse

• provoca una bassa distorsione

• riduce il rischio di fessurazione

• è una procedura poco costosa

• nel caso della saldobrasatura il giunto è resistente ed elastico

• e l’aspetto estetico del giunto è impeccabile.

Di contro, però:

• la saldobrasatura in particolare richiede molta precisione

• è necessario effettuare anche una accurata pulizia dopo la brasatura per evitare il rischio di corrosione

• spesso sono necessari dei dispositivi di fissaggio

• nel caso della brasatura il giunto ha scarsa elasticità e resistenza meccanica rispetto a quando entrano in fusione anche i lembi da unire.

Tecniche di brasatura a confronto

 A seconda della temperatura di lavoro e del materiale di apporto impiegato, la saldatura eterogena si distingue in tre varianti: brasatura dolce, brasatura forte e saldobrasatura. Il confine tra le prime due è il punto di fusione del materiale di apporto.

Brasatura dolce (fino a 450°C)

Nella brasatura dolce si lavora al massimo a 450°C. Si utilizzano di solito leghe di stagno e piombo, che abbassano sensibilmente la soglia termica di scioglimento. È la tecnica più diffusa in elettronica, dove temperature elevate danneggerebbero i componenti.

Brasatura forte (oltre 450°C)

Nella brasatura forte si superano i 450°C con leghe contenenti argento, rame, oro, nickel oppure ottone. I giunti che ne risultano hanno una resistenza meccanica significativamente superiore rispetto alla brasatura dolce.

Saldobrasatura (oltre 900°C)

Nella saldobrasatura si impiegano metalli con temperature di fusione superiori a 900°C, vicine alla soglia di liquefazione dei componenti da saldare.

Antichissima nelle origini, la saldatura eterogena è ancora oggi ampiamente diffusa a livello industriale, artigianale e casalingo. La sua versatilità ne spiega la longevità. In molti casi rappresenta una scelta obbligata, ma come tutte le lavorazioni che comportano rischi, non va mai improvvisata: conoscere i processi e disporre degli strumenti adeguati è indispensabile.

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Domande frequenti

Cos'è la saldatura autogena?

È una tecnica di giunzione in cui il metallo di base partecipa direttamente alla formazione del giunto, fondendo per fusione o per pressione. Può avvenire con o senza materiale di apporto dello stesso tipo dei pezzi da unire.

Qual è la differenza tra saldatura autogena e brasatura?

R: Nella saldatura autogena il metallo di base raggiunge la fusione; nella brasatura no. Il metallo di base viene solo riscaldato quanto basta per far scorrere il materiale di apporto, che ha un punto di fusione più basso.

Qual è la saldatura più resistente?

R: In termini di resistenza meccanica, la saldatura autogena per fusione (ad esempio quella a gas o ad arco elettrico) garantisce la tenuta del giunto più elevata. Tra le tecniche eterogene, la saldobrasatura offre una buona combinazione di resistenza ed elasticità.

Quali sono i tre tipi di brasatura?

R: Brasatura dolce (fino a 450°C, leghe di stagno e piombo), brasatura forte (oltre 450°C, leghe con argento, rame, oro, nickel o ottone) e saldobrasatura (oltre 900°C, materiali di apporto vicini al punto di fusione dei pezzi da saldare).

A cosa serve il flussante nella brasatura?

R: Il flussante rimuove la patina di ossido che si forma sulla superficie dei metalli a contatto con l'aria durante il riscaldamento. Senza di esso, il materiale di apporto non riesce ad aderire correttamente ai lembi.

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