Cosa Sono le Modalità di Trasferimento nella Saldatura?
Nel Processo di Saldatura MIG/MAG, il modo in cui il metallo fuso si muove dal filo Elettrodo al bagno di fusione è chiamato modalità di trasferimento. La modalità dipende dalla corrente di Saldatura, dalla Tensione, dalla composizione del gas di protezione e dal diametro dell'Elettrodo. Ogni modalità produce diversi profili di penetrazione, livelli di spruzzi e capacità posizionali.
La Norma D1.1:2025 tratta le modalità di trasferimento come processi distinti con diverso stato di prequalifica. Comprendere quali modalità la Norma D1.1 permette nell'ambito delle Specifiche di Procedura di Saldatura prequalificate e quali richiedono prove di qualificazione secondo la Clausola 6 è essenziale per le officine di fabbricazione che redigono le procedure.
Le quattro modalità, dalla più bassa alla più alta energia, sono: a corto circuito, globulare, a spruzzo e a spruzzo pulsato.
Trasferimento a Corto Circuito (GMAW-S)
Nel trasferimento a corto circuito, il filo Elettrodo tocca fisicamente il bagno di fusione e crea un corto circuito, trasferendo il metallo attraverso contatti ripetuti anziché attraverso l'arco. Questo avviene a una velocità da 50 a 200 volte al secondo secondo la Norma AWS A5.18 A6.4. Il processo utilizza Elettrodi di piccolo diametro (da 0.030 a 0.045 in) a bassa Tensione e Amperaggio.
Il trasferimento a corto circuito produce il minimo Apporto Termico di qualsiasi modalità GMAW. Questo lo rende adatto per materiali sottili, passate di radice e Saldatura in tutte le posizioni, inclusi verticale e sopratesta. La bassa energia significa anche una minore penetrazione, il che crea un rischio di fusione incompleta su sezioni più spesse.
Stato di prequalifica D1.1: Il GMAW-S non è prequalificato. La Clausola 5.5.1 elenca esplicitamente i processi prequalificati come "SMAW, SAW, GMAW (eccetto GMAW-S) e FCAW." Per utilizzare il GMAW-S secondo la Norma D1.1, è necessario qualificare la Specifica di Procedura di Saldatura tramite prove secondo la Clausola 6. La Norma D1.1 tratta il GMAW-S come un processo separato secondo la Tabella 6.6.
In alternativa alla qualificazione interna, è possibile adottare una Specifica di Procedura di Saldatura Norma (SWPS) AWS della serie B2.1 secondo la Clausola 6.2.1.2.
Trasferimento a Spruzzo
Il trasferimento a spruzzo produce un flusso diretto di fini goccioline fuse, circa 250 al secondo secondo la Norma AWS A5.18 A6.2.2, che attraversano l'arco senza corto circuito. Questa modalità si attiva al di sopra di una corrente di transizione critica che dipende dal diametro dell'Elettrodo, dalla composizione e dal gas di protezione. Per Elettrodi in acciaio al carbonio da 1/16 in (1.6 mm), la corrente di transizione è di circa 270 Amperaggio.
Il trasferimento a spruzzo offre elevati tassi di deposito, eccellente fusione, spruzzi minimi e un profilo del cordone liscio. L'elevato Apporto Termico produce una penetrazione profonda.
Limitazione di posizione: Il trasferimento a spruzzo è limitato alle posizioni piana (1G/1F) e orizzontale (2G/2F) nella pratica. L'elevato Apporto Termico crea un bagno di fusione grande e fluido che non può essere controllato contro la gravità. La Clausola 10 della Norma D1.1 esclude il trasferimento a spruzzo dai dettagli di giunti tubolari prequalificati.
Correnti di Transizione Tipiche per il Trasferimento a Spruzzo
I valori sono approssimativi e variano in base alla composizione dell'Elettrodo, alle condizioni superficiali e alla distanza punta di contatto-pezzo. Consultare la scheda tecnica del produttore dell'Elettrodo per i valori esatti.
| Wire Diameter | Shielding Gas | Transition Current (A) |
|---|---|---|
| 0.023 in (0.6 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~135 |
| 0.030 in (0.8 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~150 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~165 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 95% Ar / 5% O2 | ~155 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 85% Ar / 15% CO2 | ~180 |
| 0.035 in (0.9 mm) | 80% Ar / 20% CO2 | ~195 |
| 0.045 in (1.1 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~220 |
| 0.045 in (1.1 mm) | 85% Ar / 15% CO2 | ~240 |
| 0.045 in (1.1 mm) | 80% Ar / 20% CO2 | ~255 |
| 0.062 in (1.6 mm) | 98% Ar / 2% O2 | ~270 |
| 0.062 in (1.6 mm) | 80% Ar / 20% CO2 | ~345 |
Fonte: AWS A5.18 A6.2.2 (ancoraggio 270 A per filo da 1/16 in) e dati del produttore dell'Elettrodo.
La Trappola della Prequalifica D1.1
Questo è il Risultato di audit D1.1 più comune relativo al Processo di Saldatura MIG/MAG: un'officina scrive "GMAW" sulla propria Specifica di Procedura di Saldatura prequalificata senza specificare la modalità di trasferimento, quindi utilizza il trasferimento a spruzzo in posizione piana e a corto circuito in verticale. Secondo la Norma D1.1, si tratta di due processi separati.
Il commento della Clausola 5 della Norma D1.1 è esplicito: "se il Processo di Saldatura sulla Specifica di Procedura di Saldatura prequalificata è GMAW con variabili che Risultato nel trasferimento a spruzzo, non sarebbe accettabile aggiungere alla Specifica di Procedura di Saldatura prequalificata variabili che Risultato nel trasferimento a corto circuito." La parte a corto circuito richiede una propria Specifica di Procedura di Saldatura qualificata tramite prove secondo la Clausola 6.
La conseguenza pratica: un'officina di fabbricazione che utilizza il trasferimento a spruzzo in posizione piana e orizzontale, e passa al corto circuito per verticale e sopratesta, necessita di due Specifiche di Procedura di Saldatura separate. La Specifica di Procedura di Saldatura a spruzzo può essere prequalificata secondo la Clausola 5. La Specifica di Procedura di Saldatura a corto circuito deve essere qualificata tramite prove secondo la Clausola 6, o adottata da una Specifica di Procedura di Saldatura Standard AWS secondo la Clausola 6.2.1.2.
La Norma D1.1 richiede anche alimentatori a Tensione costante (CV) per il Processo di Saldatura MIG/MAG e FCAW prequalificati secondo la Clausola 5.5.4.
Trasferimento Globulare
Il trasferimento globulare si verifica a livelli di corrente tra il corto circuito e lo spruzzo, tipicamente con gas di protezione 100% CO2 secondo la Norma AWS A5.18 A6.3. Goccioline grandi e di forma irregolare, più grandi del diametro dell'Elettrodo, si staccano dalla punta del filo e si trasferiscono per gravità. Vengono normalmente utilizzati Elettrodi con diametro da 0.045 a 1/16 in a 275-400 Amperaggio.
Il trasferimento globulare produce il maggior numero di spruzzi di qualsiasi modalità GMAW ed è limitato alle posizioni piana e orizzontale perché le grandi goccioline sono difficili da controllare contro la gravità. Con una tecnica ad arco sommerso (bassa Tensione, arco immerso nel bagno di fusione), gli spruzzi possono essere ridotti significativamente.
Il trasferimento globulare è raramente specificato intenzionalmente su una Specifica di Procedura di Saldatura. Tipicamente si verifica come stato transitorio quando i parametri sono impostati tra gli intervalli di corto circuito e spruzzo, o quando si utilizza gas di protezione 100% CO2. Gli Elettrodi in acciaio inossidabile non sono generalmente utilizzati in questa modalità perché l'alto contenuto di CO2 può degradare la resistenza alla corrosione.
Trasferimento a Spruzzo Pulsato
Nel trasferimento a spruzzo pulsato, la fonte di alimentazione cicla tra una corrente di picco elevata (dove si verifica il trasferimento a spruzzo) e una bassa corrente di fondo (dove l'arco è mantenuto ma non c'è trasferimento di metallo). Questo ciclo si verifica a 60-120 impulsi al secondo secondo la Norma AWS A5.18 A6.2.3. Ogni impulso di picco stacca una gocciolina dall'Elettrodo in modalità spruzzo, mentre la corrente di fondo consente al bagno di fusione di solidificarsi parzialmente.
Il Risultato è Saldature di qualità a spruzzo in tutte le posizioni, inclusi verticale e sopratesta. Lo spruzzo pulsato combina l'efficienza di deposito e la qualità del cordone del trasferimento a spruzzo con la flessibilità posizionale del corto circuito.
Prequalifica D1.1: La Norma D1.1 non esclude esplicitamente lo spruzzo pulsato (GMAW-P) dalla prequalifica come esclude il GMAW-S. Tuttavia, lo spruzzo pulsato utilizza fonti di alimentazione controllate da forma d'onda secondo la Clausola C-6.8.5.1, che richiedono calcoli di Apporto Termico diversi utilizzando le equazioni 2 e 3 della Clausola 6.8.5.1 invece della convenzionale equazione 1. Poiché la Clausola 5.5.4 richiede alimentatori CV per il Processo di Saldatura MIG/MAG prequalificato, e le macchine pulsate operano in modo diverso dalle fonti CV convenzionali, il percorso di prequalifica presenta barriere pratiche. Consultare l'Ingegnere per la propria applicazione specifica.
Limitazioni di Posizione per Modalità di Trasferimento
| Transfer Mode | Positions | D1.1 Prequalified? | Typical Use |
|---|---|---|---|
| Short Circuit (GMAW-S) | All positions | No — requires Clause 6 qualification | Thin material, root passes, out-of-position |
| Globular | Flat, horizontal | Generally avoided; 100% CO2 | Thick sections, deep penetration (buried arc) |
| Spray | Flat, horizontal | Yes — prequalified per Clause 5 | High deposition, structural flat/horizontal |
| Pulsed Spray (GMAW-P) | All positions | Practical barriers (CV requirement per Cl. 5.5.4) | All-position spray quality |