{"id":1804,"date":"2025-08-22T18:58:35","date_gmt":"2025-08-22T18:58:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.diecastingschina.com\/?p=1804"},"modified":"2025-08-22T19:03:04","modified_gmt":"2025-08-22T19:03:04","slug":"leghe-di-alluminio-migliori-per-la-saldatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.diecastingschina.com\/it\/leghe-di-alluminio-migliori-per-la-saldatura\/","title":{"rendered":"Quali sono le leghe di alluminio migliori per la saldatura?"},"content":{"rendered":"
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L'alluminio \u00e8 diventato uno dei materiali ingegneristici pi\u00f9 importanti dei giorni nostri, grazie alle sue rare propriet\u00e0 di leggerezza e resistenza alla corrosione, unite alla versatilit\u00e0. Questi tipi di applicazioni coprono un'ampia gamma di impieghi, tra cui strutture aerospaziali e automobilistiche, imbarcazioni marine, condutture e prodotti di consumo, applicazioni in cui l'alluminio \u00e8 spesso il metallo preferito grazie al rapporto forza-peso e alla durata. Uno dei numerosi metodi di fabbricazione noti \u00e8 il processo di saldatura, che consente di ottenere assemblaggi economicamente vantaggiosi, forti e duraturi.<\/p>\n\n\n\n

Tuttavia, rispetto all'acciaio e ad altri metalli, la saldatura dell'alluminio non \u00e8 cos\u00ec semplice. Ha un'elevata conducibilit\u00e0 termica, un basso punto di fusione e uno strato trasparente duro, quindi difficile da saldare. Inoltre, le propriet\u00e0 meccaniche delle leghe di alluminio variano notevolmente e le leghe possono comportarsi bene per quanto riguarda la saldatura, oppure essere altamente suscettibili di cricche a caldo, porosit\u00e0 o ZTA debole. Per gli ingegneri e i costruttori \u00e8 di grande importanza sapere quali sono i tipi di alluminio pi\u00f9 adatti a essere saldati.<\/p>\n\n\n\n

Le leghe di alluminio si distinguono in serie, ad esempio 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx e 7xxx, e presentano caratteristiche diverse. Alcune di esse, come la serie 5xxx, hanno notoriamente eccellenti propriet\u00e0 di saldabilit\u00e0 e resistenza alla corrosione, mentre altre, come le serie 2xxx e 7xxx, presentano problemi. La scelta della lega adatta migliorer\u00e0 la qualit\u00e0 della saldatura e garantir\u00e0 l'integrit\u00e0 strutturale, la durata e un prodotto finale economicamente vantaggioso.<\/p>\n\n\n\n

Questo documento approfondisce quali sono le migliori leghe di alluminio da saldare, le famiglie di leghe, il problema, le soluzioni e le raccomandazioni praticabili per l'industria.<\/p>\n\n\n\n

1. Classificazione delle leghe di alluminio<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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L'alluminio \u00e8 raramente utilizzato nella sua forma pura per applicazioni strutturali perch\u00e9 l'alluminio puro, pur essendo altamente resistente alla corrosione e duttile, non ha la forza necessaria per gli scopi ingegneristici pi\u00f9 impegnativi. Per migliorare le sue propriet\u00e0 meccaniche e fisiche, l'alluminio viene combinato con altri elementi come rame, magnesio, silicio, manganese e zinco, dando vita a una vasta gamma di leghe di alluminio. Queste leghe sono classificate in base al metodo di produzione, al meccanismo di rafforzamento e alla composizione chimica.<\/p>\n\n\n\n

Leghe da costruzione e leghe da colata<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Le leghe di alluminio si dividono in due categorie:<\/p>\n\n\n\n

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  • Leghe battute<\/strong> - Vengono lavorate meccanicamente in forme quali lamiere, piastre, barre ed estrusioni attraverso processi come la laminazione, la forgiatura o l'estrusione. Sono le leghe pi\u00f9 utilizzate nella saldatura e nella fabbricazione di strutture.<\/li>\n\n\n\n
  • Leghe per colata<\/strong> - Prodotte versando l'alluminio fuso in stampi, queste leghe sono comunemente utilizzate per forme complesse nei componenti automobilistici e aerospaziali. Le leghe di fusione sono generalmente pi\u00f9 difficili da saldare rispetto alle leghe battute, ma alcune possono essere unite con successo con processi specializzati.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Leghe trattabili termicamente vs. leghe non trattabili termicamente<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Le leghe battute sono ulteriormente classificate in due gruppi in base al modo in cui raggiungono la resistenza:<\/p>\n\n\n\n

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    • Leghe non trattabili termicamente<\/strong>: Si rafforzano principalmente attraverso l'indurimento da deformazione (work hardening). Si basano sulla deformazione meccanica per aumentare la durezza e la resistenza alla trazione. Ne sono un esempio le serie 1xxx, 3xxx e 5xxx. Queste leghe mantengono generalmente le loro propriet\u00e0 dopo la saldatura, rendendole altamente saldabili.<\/li>\n\n\n\n
    • Leghe trattabili termicamente<\/strong>: Rafforzato attraverso l'indurimento per precipitazione (trattamento termico in soluzione seguito da invecchiamento). Il trattamento termico consente la formazione di precipitati fini che aumentano la resistenza. Ne sono un esempio le serie 2xxx, 6xxx e 7xxx. Sebbene queste leghe possano raggiungere livelli di resistenza molto elevati, spesso perdono le propriet\u00e0 meccaniche nella zona interessata dal calore durante la saldatura.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Serie di leghe di alluminio (leghe battute)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

      Il Associazione Alluminio (AA)<\/strong> utilizza un sistema di numerazione a quattro cifre per classificare le leghe battute:<\/p>\n\n\n\n

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      • Serie 1xxx (alluminio essenzialmente puro)<\/strong>: contenuto di alluminio \u226599%, eccellente resistenza alla corrosione, buona conducibilit\u00e0 elettrica e termica, ma bassa resistenza. Molto saldabile.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 2xxx (leghe di alluminio-rame)<\/strong>: Alta resistenza, utilizzata nel settore aerospaziale, ma scarsa saldabilit\u00e0 a causa di cricche a caldo e perdita di resistenza.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 3xxx (leghe di alluminio-manganese)<\/strong>: Buona resistenza alla corrosione e saldabilit\u00e0, resistenza moderata, utilizzata per coperture, rivestimenti e attrezzature chimiche.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 4xxx (leghe di alluminio-silicio)<\/strong>: Resistente all'usura, saldabilit\u00e0 moderata, spesso utilizzata come materiale d'apporto piuttosto che come lega di base.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 5xxx (leghe di alluminio-magnesio)<\/strong>: Eccellente resistenza alla corrosione, saldabilit\u00e0 eccezionale, ampiamente utilizzata in applicazioni marine e strutturali.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 6xxx (leghe di alluminio-magnesio-silicio)<\/strong>: Media resistenza, buona resistenza alla corrosione, saldabile ma perde forza nella ZTA; comune nel settore automobilistico e nelle condutture.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 7xxx (leghe di alluminio e zinco)<\/strong>: Resistenza estremamente elevata, ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale, ma scarsa saldabilit\u00e0, ad eccezione di qualit\u00e0 specifiche come 7005 e 7039.<\/li>\n\n\n\n
      • Serie 8xxx (leghe varie)<\/strong>: Spesso utilizzato per materiali da imballaggio come i fogli di alluminio; le applicazioni di saldatura sono limitate.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        2. Sfide generali nella saldatura dell'alluminio<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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        Sebbene l'alluminio sia ampiamente utilizzato nelle applicazioni strutturali, automobilistiche e aerospaziali, la sua saldatura pone sfide uniche rispetto all'acciaio o ad altri metalli tecnici comuni. Le caratteristiche fisiche e chimiche dell'alluminio creano spesso difficolt\u00e0 durante il processo di saldatura che, se non affrontate correttamente, possono compromettere la qualit\u00e0 della saldatura, la resistenza meccanica e le prestazioni di servizio. La comprensione di queste difficolt\u00e0 \u00e8 essenziale prima di scegliere leghe, metalli d'apporto e processi di saldatura.<\/p>\n\n\n\n

        Alta conducibilit\u00e0 termica<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        L'alluminio conduce il calore circa quattro o cinque volte pi\u00f9 velocemente dell'acciaio. Questa propriet\u00e0 fa s\u00ec che il calore di saldatura si disperda rapidamente nel metallo di base circostante. Di conseguenza, i saldatori spesso faticano a creare e mantenere un bagno di saldatura fuso, soprattutto su lamiere sottili, dove possono verificarsi surriscaldamento e bruciatura. Su sezioni pi\u00f9 spesse, il rapido trasferimento di calore richiede correnti di saldatura pi\u00f9 elevate e un controllo preciso dell'apporto di calore per garantire la piena penetrazione ed evitare i cold laps o la mancanza di fusione.<\/p>\n\n\n\n

        Bassa temperatura di fusione<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        Il punto di fusione dell'alluminio puro \u00e8 di circa 660\u00b0C (1220\u00b0F), significativamente inferiore a quello dell'acciaio (circa 1500\u00b0C \/ 2730\u00b0F). Questo stretto margine tra la temperatura di fusione del metallo di base e l'elevato apporto di calore richiesto a causa della conducibilit\u00e0 termica rende l'alluminio particolarmente sensibile alla distorsione e alla deformazione durante la saldatura. Il saldatore deve bilanciare l'energia sufficiente per ottenere la fusione senza surriscaldare o far collassare il giunto.<\/p>\n\n\n\n

        Formazione del film di ossido<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        L'alluminio forma naturalmente un sottile e resistente strato di ossido (Al\u2082O\u2083) sulla sua superficie quando \u00e8 esposto all'aria. Questo ossido ha una temperatura di fusione molto pi\u00f9 alta (circa 2050\u00b0C) dell'alluminio stesso e pu\u00f2 impedire all'arco di penetrare nel metallo di base. Se non viene adeguatamente rimosso o interrotto, il film di ossido provoca una scarsa fusione, inclusioni e giunti deboli. Per questo motivo, la rimozione dell'ossido mediante pulizia meccanica, mordenzatura chimica o pulizia dell'arco (polarit\u00e0 AC nella saldatura TIG) \u00e8 fondamentale prima della saldatura.<\/p>\n\n\n\n

        Porosit\u00e0<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        La porosit\u00e0 \u00e8 un difetto comune nelle saldature di alluminio. L'alluminio fuso ha un'elevata solubilit\u00e0 per l'idrogeno, ma quando si solidifica la sua solubilit\u00e0 diminuisce drasticamente. L'idrogeno intrappolato nel bagno fuso forma sacche di gas (porosit\u00e0) all'interno del metallo saldato. Le fonti di idrogeno sono l'umidit\u00e0, i lubrificanti, gli oli, lo sporco e gli ossidi idrati. La porosit\u00e0 riduce la resistenza meccanica, la resistenza alla fatica e l'affidabilit\u00e0 complessiva della struttura saldata. Le misure preventive comprendono un'accurata pulizia della superficie, il preriscaldamento e l'uso di gas di protezione e filo d'apporto asciutti.<\/p>\n\n\n\n

        Cricca a caldo (cricca di solidificazione)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        Alcune leghe di alluminio, in particolare quelle ad alto contenuto di rame o zinco (ad esempio, le serie 2xxx e 7xxx), sono soggette a cricche a caldo durante la solidificazione. Ci\u00f2 si verifica a causa di ampi intervalli di congelamento, segregazione degli elementi di lega e tensioni residue nel bagno di saldatura. Le cricche a caldo spesso iniziano lungo i confini dei grani e sono difficili da rilevare finch\u00e9 la saldatura non viene testata sotto carico. Per ridurre il rischio di cricche \u00e8 necessario scegliere correttamente il metallo d'apporto, progettare il giunto e controllare il processo.<\/p>\n\n\n\n

        Perdita delle propriet\u00e0 meccaniche nella zona termicamente alterata (HAZ)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        Per le leghe di alluminio trattabili termicamente (come le serie 6xxx e 7xxx), la saldatura pu\u00f2 degradare le propriet\u00e0 meccaniche nella ZTA. L'apporto di calore dissolve o coagula i precipitati di rinforzo, portando a una riduzione della resistenza alla trazione, del carico di snervamento e della durezza. Mentre le leghe non trattabili termicamente (ad esempio, serie 5xxx) mantengono in gran parte le loro propriet\u00e0 dopo la saldatura, le leghe trattabili termicamente spesso richiedono un trattamento termico post-saldatura o una progettazione eccessiva delle strutture per compensare il rammollimento della ZTA.<\/p>\n\n\n\n

        Distorsione e sollecitazione residua<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

        A causa del suo elevato coefficiente di espansione termica, l'alluminio si espande e si contrae in modo significativo durante il riscaldamento e il raffreddamento. Ci\u00f2 pu\u00f2 causare distorsioni, deformazioni e tensioni residue negli assemblaggi saldati, soprattutto nelle strutture a pareti sottili. Per ridurre al minimo questi problemi sono spesso necessari accorgimenti, preriscaldamento, sequenze di saldatura controllate e tecniche a basso apporto di calore.<\/p>\n\n\n\n

        3. Saldabilit\u00e0 delle serie di leghe di alluminio<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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        Serie 1xxx (alluminio essenzialmente puro)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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        • Esempi<\/strong>: 1100, 1350.<\/li>\n\n\n\n
        • Caratteristiche<\/strong>: Eccellente resistenza alla corrosione, elevata duttilit\u00e0, bassa resistenza.<\/li>\n\n\n\n
        • Saldabilit\u00e0<\/strong>: Eccellente<\/strong> - L'alluminio puro non presenta quasi nessun problema di fessurazione. Si salda facilmente con TIG o MIG.<\/li>\n\n\n\n
        • Applicazioni<\/strong>: Attrezzature chimiche, facciate architettoniche, attrezzature per la lavorazione degli alimenti.<\/li>\n\n\n\n
        • Svantaggio<\/strong>: La bassa resistenza limita l'uso strutturale.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          Serie 2xxx (leghe di alluminio-rame)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
            \n
          • Esempi<\/strong>: 2024, 2219.<\/li>\n\n\n\n
          • Caratteristiche<\/strong>: Alta resistenza, ampiamente utilizzata nel settore aerospaziale.<\/li>\n\n\n\n
          • Saldabilit\u00e0<\/strong>: Povero<\/strong> - Altamente suscettibile alle cricche a caldo e alla perdita di propriet\u00e0 meccaniche nella ZTA. Il 2219 \u00e8 in qualche modo saldabile e viene utilizzato nei serbatoi aerospaziali.<\/li>\n\n\n\n
          • Applicazioni<\/strong>: Aerospaziale, difesa.<\/li>\n\n\n\n
          • Il verdetto<\/strong>: In generale, non \u00e8 raccomandato per la saldatura, tranne in casi speciali con il 2219, utilizzando procedure controllate.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            Serie 3xxx (leghe di alluminio-manganese)<\/strong><\/h3>\n\n\n\n