Nel settore delle costruzioni metalliche, uno degli elementi che determina la qualità e la durabilità di un manufatto metallico è l’unione che collega elementi metallici della stessa specie o di tipo diverso, come ad esempio l’unione fra trave e colonna, fra trave primaria e secondaria, o fra trave e solaio metallico. Il luogo interessato dalla composizione di uno o più collegamenti di elementi tipologicamente diversi è detto nodo ed è propriamente una parte del sistema strutturale della carpenteria metallica, mentre si chiama giunzione, l’unione di due elementi dello stesso tipo. Le unioni più comuni sono la saldatura, o unione saldata, e l’unione bullonata, realizzata con bulloni o chiodi. Le unioni bullonate sono nate come unioni provvisorie fra due elementi strutturali, in modo che le opere realizzate per eventi potessero essere smontate e rimontate altrove, senza inficiare sugli elementi strutturali. Le unioni bullonate sono diventate con il tempo quelle maggiormente utilizzate poiché sono facilmente assemblabili in cantiere senza il timore di probabili errori umani che, invece, possono sussistere nell’operazione di saldatura. Le saldature, infatti, erano inizialmente il tipo di unione più utilizzato per costruzioni in metallo definitive, ma negli anni sono realizzate soprattutto come unioni complementari alle bullonature. Ciò è dovuto alla complessità dell’operazione di saldatura in cantiere, che va eseguita solo da saldatori specializzati per non compromettere la qualità dell’intero sistema strutturale.

Cos’è la saldatura?

La saldatura si basa sull’utilizzo di materiale di base e/o di apporto fuso che va a collegare gli elementi metallici per creare una continuità dell’intera struttura. L’esecuzione di una saldatura è molto delicata e deve essere sottoposta a numerosi controlli per verificare le proprietà meccaniche dell’unione saldata e limitare i possibili difetti. Oggi la saldatura è solitamente eseguita da procedimenti automatici e semi automatici, ma in alcuni casi si ricorre ancora a procedimenti manuali che devono essere verificati minuziosamente e realizzati da saldatori altamente specializzati.

Materiali nella saldatura

Il processo di saldatura prevede il coinvolgimento di uno o più materiali, come:

materiale di base, di cui sono composti gli elementi da saldare; può essere lo stesso materiale per tutti gli elementi costruttivi oppure diverso. I materiali metallici di base più comuni sono l’acciaio e le sue leghe, le leghe di alluminio, di titanio e di nichel.

materiale di apporto, aggiunto allo stato fuso per collegare i lembi degli elementi coinvolti nella saldatura. Non sono sempre previsti, poiché spesso la saldatura prevede la fusione di una piccola area del materiale base per l’unione di due lembi. Sono materiali puri e le eventuali impurezze vanno ricercate nel materiale di base che può fondersi in parte durante l’operazione.

Tipi di saldatura

Le unioni saldate possono essere classificate in base al processo di realizzazione oppure alla forma del cordone. La classificazione in funzione dei processi di realizzazione distingue:

• le saldature ad arco con elettrodo rivestito, molto utilizzate per saldare le strutture in acciaio;
• le saldature ad arco in ambiente protetto, utilizzate per saldare strutture in acciaio inox e in leghe di alluminio;
• le saldature speciali, come quelle a laser, che sono utilizzate soprattutto per le strutture in acciaio formato a freddo.

La classificazione delle saldature per forma del cordone, invece, distingue:

• le saldature a cordone d’angolo;
• le saldature a completa penetrazione;
• le saldature a parziale penetrazione.