Messa in opera

La grande adattabilità dell'alluminio alle diverse tecniche di lavorazione si riscontra anche nelle tipologie di assemblaggio alle quali questo metallo si presta facilmente.

Le tecniche a incastro consentono di rendere solidali più pezzi che possono mantenere diversi gradi di libertà; tali elementi di assemblaggio vengono già previsti in sede di progettazione dei profilati e non richiedono nessuna aggiunta successiva di altri pezzi

Il fissaggio con grappe, alette e squadrette, viene normalmente utilizzato per il fissaggio di vetrature, giunti e cappellotti di protezione; è una tecnica che consente operazioni di montaggio e smontaggio rapide e facili.

La saldatura permette di ottenere strutture con buona rigidità globale e locale riducendo, allo stesso tempo, il peso del materiale utilizzato. L'alluminio è uno dei metalli maggiormente saldabili, anche se le sue proprietà intrinseche richiedono tecniche di saldatura apposite. Poichè la conducibilità elettrica e termica dell'alluminio è maggiore rispetto a quella dell'acciaio si rendono necessarie sia una fonte di potenza elettrica più intensa, sia una quantità maggiore di calore. Durante la saldatura l'alluminio subisce una trasformazione termica e la zona di saldatura presenta un metallo più dolce e più duttile rispetto alla situazione iniziale: l'alluminio si dilata durante la fase di riscaldamento e nella fase di raffreddamento si ritira due volte di più rispetto all'acciaio dolce. Inoltre l'alluminio fuso assorbe idrogeno e ciò può provocare la porosità della saldatura.
Prima di effettuare una saldatura il rivestimento trasparente e continuo di ossido deve essere asportato spazzolando energicamente la zona interessata ed è necessario evitare il riformarsi del rivestimento durante l'operazione, sia tramite il passaggio di fluidi appropriati sia tramite l'azione di un arco elettrico in un gas inerte, anche se questa tecnica di saldatura ad arco (gas e metallo) è ormai ritenuta obsoleta e usata solo per lavorazioni particolari.
Oggi i metodi più usati sono il procedimento MIG-metal inert gas (metallo-gas inerte) e TIG-tungsten inert gas (tungsteno-gas inerte), nel corso del quale l'arco elettrico e il metallo fuso sono separati dall'atmosfera da una copertura di gas inerte. Il MIG e il TIG, applicabili a una vasta gamma di leghe e su spessori diversi, consentono saldature di alta qualità, particolarmente appropriate per strutture sotto sforzo.

Un incollaggio strutturale è una giunzione in cui il collante ha un ruolo determinante nella resistenza di assemblaggio fra due elementi in alluminio o fra l'alluminio e un altro materiale, metallico o no. I tre tipi di collante che si utilizzano con l'alluminio sono gli epossici, gli acrilici e i poliuteranici.
I collanti epossici sono considerati i milgiori adesivi strutturali: sono compatibili con numerosi substrati metallici, presentano una buona resistenza fino a temperature tra i 100 e i 120°C e una buona resistenza chimica, hanno bisogno di tempi di presa molto lunghi o di presa a caldo. I collanti acrilici sono buoni adesivi strutturali che richiedonomtempi di presa più brevi di quelli degli epossici e permettono l'incollaggio fra superfici non perfettamente sgrassate. Questi, come gli epossici, sono adesivi molto rigidi e sensibili alle sollecitazioni dinamiche, agli urti e alle differenti dilatazioni termiche di due substrati disuguali. Talvolta si sopperisce a questa mancanza di flessibilità introducendo microsfere di elastomeri il cui scopo è quello di fermare la propagazione delle fessurazioni; in questo caso gli adesivi sono detti "modificati o irrobustiti". Tra i poliuretani, si utilizzano soprattutto adesivi poliuretanici bicomponenti: collanti che offrono una buona resistenza meccanica, sono molto più flessibili, anche a temperature molto basse, e caratterizzati da una certa resistenza a fatica e vibrazioni.

Tra le ricerche più recenti per quanto riguarda future applicazioni e tecnologie sull'alluminio, uno degli sviluppi più avanzati si ha nella ricerca della saldatura in fase solida, la cosiddetta saldatura per attrito. Tale procedimento consiste nell'impiegare un utensile rotante applicato nel senso della lunghezza del giunto, fra due elementi in metallo serrati fra loro. Il contatto fra l'utensile e i pezzi provoca un calore generato dall'attrito che rende duttile il materiale, spinto avanti e indietro dal movimento dell'utensile, in modo tale che si crei nello spazio intersiziale un giunto di alta qualità. I vantaggi di questo tipo di saldatura sono diversi: bassa distorsione, eccellenti proprietà meccaniche, assenza di fumi e di porosità, assenza di spruzzi di metallo e di restringimenti.

Fonte testo:
H. Wilquin, Atlante dell'alluminio, UTET, Torino, 2003

Saldatura ad arco sommerso

Saldatura ad arco sommerso

Particolare di un impianto di saldatura ad arco sommerso

Particolare di un impianto di saldatura ad arco sommerso

Saldatura di un giunto

Saldatura di un giunto

Schema di saldatura MIG

Schema di saldatura MIG

Schema impianto per saldatura MIG

Schema impianto per saldatura MIG

Schema di saldatura TIG

Schema di saldatura TIG

Schema di impianto per saldatura TIG

Schema di impianto per saldatura TIG

Particolare di una saldatura TIG

Particolare di una saldatura TIG

Schema di saldatura FSW

Schema di saldatura FSW