COLLEGAMENTI FISSI: PROCESSI DI SALDATURA

SCHEDA DI LEZIONE 3
PROCESSI DI SALDATURA

MIG- MAG
Il processo di saldatura a filo continuo viene ampiamente utilizzato per l'elevata produttività e per la sua applicabilità ai sistemi di automazione.E' un processo di saldatura autogena in cui l'arco scocca tra il pezzo ed il filo fusibile.Il dispositivo di avanzamento del filo provvede ad alimentare il bagno con continuità (al contrario della bacchetta ad elettrodo che, una volta terminata, deve essere rimpiazzata con una nuova bacchetta).La protezione gassosa viene fornita, direttamente sul bagno fuso, da un gas di supporto.

Schema tecnologia di saldatura a filo pieno e filo animato

Posizione corretta ed avanzamento di saldatura .

Per una corretta esecuzione della saldatura occorre posizionare correttamente la torcia o, per essere più precisi, il filo saldatura.Nei due schemi seguenti sono indicate la posizione e l'avanzamento della saldatura in base alla tecnologia di saldatura a filo pieno e a filo animato su un giunto ad angolo.
Modalità di trasferimento del materiale d'apporto.
In base all'impostazione dell'apparecchiatura di saldatura, e di conseguenza dell'impostazione dei parametri di tensione (V) e di corrente (A), si possono ottenere differenti condizioni di trasferimento del materiale.
Spray Arc (Arco Spray): flusso continuo di piccole gocce libere. Utilizzato con valori di corrente alta, buona qualità e buon aspetto, condizione di arco stabile.
Globular Arc (Arco Globulare): grosse gocce libere con frequenza più bassa, ottenuto con correnti medie e distaccamento della goccia a causa del campo magnetico a forbice, saldatura non bella d'aspetto.Short Arc (Arco Corto): grosse gocce che si distaccano per corto circuito; ottenuta con correnti basse, utilizzata per saldature in posizione e per riempimento.
Vantaggi della saldatura MIG MAG
Si saldano quasi tutti i tipi di materiali ferrosi ed anche materiali non ferrosi.
Si ha un'elevata qualità delle saldature.
Utilizzabile in tutte le posizioni di saldatura.
Non produce scoria.
Elevata produttività.
Tecnica di facile apprendimento
Svantaggi della saldatura MIG - MAG
Apparecchiature ingombranti
Ridotta protezione del bagno rispetto ai procedimenti ad elettrodo o sotto protezione di flusso
Sensibile alle correnti d'aria.
Elevati costi dei gas protettivi

Per approfondire

http://it.wikipedia.org/wiki/Saldatura_MIG/MAG

TIG
Generalità
Il processo di saldatura TIG, è un processo di saldatura per fusione, autogeno. L'arco elettrico scocca tra l'elettrodo infusibile, che si trova sotto protezione gassosa, ed il materiale da saldare. L'elettrodo del TIG è in Tungsteno, materiale ad alta temperatura di fusione e con ottime proprietà di emissione termoionica.Il processo di saldatura TIG può essere manuale: con lunghezza d'arco ed elettrodo controllati dal saldatore; semiautomatico: lunghezza d'arco ed elettrodo controllati dalla macchina, mentre il saldatore sposta l'elettrodo lungo la saldatura; automatico: tutte le operazioni sono effettuate dal Robot.
Si ha un arco stabile che consente un buon controllo del bagno di fusione. Tuttavia il TIG è un processo poco produttivo, utilizzato per piccoli spessori. Si possono saldare tutte le tipologie di metalli e non metalli utilizzando come materiale d'apporto una bacchetta o addirittura, grazie all'arco ad energia molto concentrata, solo affiancando le due estremità da saldare, senza utilizzare materiale d'apporto.
ElettrodiGli elettrodi impiegati per il processo di saldatura TIG sono di quattro tipi:
Elettrodi di tungsteno puro
Elettrodi di tungsteno addizionato di ossido di thorio
Elettrodi di tungsteno addizionato di zirconio
Elettrodi di tungsteno con strisce di tungsteno thoriato

Protezione gassosa aggiuntiva
Soprattutto nei procedimenti di saldatura del Titanio, bisognerebbe prendere delle precauzioni aggiuntive che consentano di proteggere il cordone da eventuali ossidazioni superficiali. La "scarpetta" è un sistema aggiuntivo di protezione gassosa che copre un certo tratto del cordone in fase di raffreddamento.Nel caso di saldature di tubi in acciaio inossidabile, bisognerebbe proteggere la prima passata creando un'atmosfera inerte all'interno del tubo stesso mentre, nel caso di saldature di testa, bisognerebbe creare un supporto gassoso sul rovescio.
Tali protezioni gassose aggiuntive, come detto, vengono tutte utilizzate allo scopo di proteggere il cordone di saldatura dai possibili attacchi di agenti atmosferici.


Vantaggi
E' possibile saldare quasi tutti i tipi di materiali ferrosi ed anche materiali non ferrosi
Elevata qualità delle saldature
Utilizzabile in tutte le posizioni di saldatura
Non produce scoria
Svantaggi
Ridotta protezione del bagno rispetto ai procedimenti ad elettrodo o sotto protezione di flusso
Sensibile alle correnti d'aria
Elevati costi dei gas protettivi
Bassa produttività
Tecnica di difficile apprendimento
Difetti tipici del processo TIGI tipi di difetti tipici che andremo a riscontrare con il processo TIG sono:
Inclusioni di tungsteno
Ossidazione del cordone al rovescio (nel caso in cui non siano state adottate le precauzioni di protezione gassosa).
Inclusioni di gas, dovute alla scarsa pulizia dei lembi e a tecnica operativa scadente nel movimento della torcia e della bacchetta.
Contaminazione del gas di protezione.



Per approfondire
http://it.wikipedia.org/wiki/Saldatura_TIG

ELETTRODO RIVESTITO
Principi generali
La saldatura con elettrodo rivestito è il procedimento di saldatura più utilizzato tanto nelle costruzioni meccaniche quanto in carpenteria metallica, è indicato per la saldatura di quasi tutte le leghe metalliche ferrose e non ferrose ad eccezione delle leghe di alluminio. Si tratta di un procedimento molto versatile nel quale viene prodotto un arco elettrico tra un elettrodo "consumabile", opportunamente rivestito, ed il pezzo da saldare. Le gocce di metallo fuso provenienti dall'elettrodo vengono trasferite, mediante l'arco, nel bagno di fusione mentre i gas prodotti dal rivestimento le proteggono dall'atmosfera. La scoria fusa che galleggia sopra il bagno di fusione lo protegge dall'atmosfera durante la solidificazione.Il procedimento di saldatura con elettrodo ben si presta alla saldatura in tutte le posizioni e, grazie alla semplicità dell'apparecchiatura, all'impiego in molte situazioni, anche in cantiere o in spazi limitati. A fronte di indubbi vantaggi operativi dobbiamo tuttavia registrare una scarsa produttività, infatti, l'elettrodo ha una lunghezza ridotta e deve quindi essere frequentemente sostituito.




Per approfondire
http://it.wikipedia.org/wiki/Saldatura_a_elettrodo_rivestito

FIAMMA OSSIACETILENICA
GENERALITA'
E' un processo di saldatura autogena tramite fiamma. Il gas utilizzato è una miscela di acetilene e ossigeno che permette di raggiungere una temperatura molto elevata (3030 °C).Nonostante sia un sistema di saldatura piuttosto semplice, molto utilizzato nelle officine ed in cantiere perché l'attrezzatura necessaria è poco ingombrante e permette di eseguire saldature in posizioni piuttosto scomode, su tubazioni in prima passata.Con questa tecnica si ha una buona distribuzione di calore sulla superficie da saldare inoltre la fiamma è rigida e quindi ben orientabile.Di contro l'elevato e diffuso calore, genera zone termicamente alterate molto ampie e ritiri termici elevati. Il processo si applica limitatamente alla saldatura di spessori ridotti, viene quindi utilizzato per saldature di tubi non ripresi di piccoli spessori e lamiere di spessore compreso tra 6 e 8 mm.
ATTREZZATURA
Ossigeno ed acetilene sono forniti da bombole collegate al cannello ossiacetilenico mediante tubi flessibili muniti di valvole di sicurezza. L'afflusso è regolato da rubinetti posti all'estremità dell'impugnatura, all'interno della quale i gas si miscelano nelle proporzioni richieste per poi passare attraverso la lancia e uscire dal beccuccio: quest'ultimo è intercambiabile in modo da poterne adattare il calibro al tipo di fiamma voluto.La combustione dei due gas avviene all'uscita del cannello; la fiamma deve essere regolata in base al materiale da saldare ad alla protezione atmosferica gassosa da applicare.

La fiamma può essere suddivisa in tre zone:



Una prima zona è quella immediatamente adiacente all'ugello del cannello; qui avviene la prima combustione detta appunto combustione primaria. L'acetilene reagisce con l'ossigeno fornito dalla bombola e forma monossido di carbonio e idrogeno che, in questa fase, non partecipa ad alcuna reazione. In questa prima reazione, a causa della insufficiente quantità di ossigeno che esce dal cannello, non avviene la completa combustione dell'acetilene, e la reazione esotermica fornisce circa un terzo del calore totale generato dalla combustione completa dell'acetilene. La comustione primaria è visibile sotto forma di piccolo cono denominato "dardo" in cui la temperatura è di circa 1200 °C.
La combustione completa avviene nelle immediate vicinanze del dardo grazie all'ossigeno che circonda la fiamma stessa determinando una combustione secondaria che evidenzia una nuova zona della fiamma denominata zona riducente; qui il monossido di carbonio liberato dall'acetilene reagisce di nuovo con l'ossigeno, che questa volta deriva dall'ambiente circostante, per formare anidride carbonica mentre l'idrogeno, anch'esso liberato nel primo stadio, reagisce con l'ossigeno atmosferico per formare acqua. Anche queste reazioni sono esotermiche e sono responsabili dei due terzi del calore totale generato dalla combustione completa dell'acetilene. In questa zona la temperatura è di circa 3100 °C.
Lo sviluppo di calore mantiene poi i prodotti finali ad elevata temperatura dando luogo ad una maggiore luminosità dei gas e vapori prodotti fino a quando, con i calare della temperatura l'effetto svanisce; tale area viene detta pennacchio, ed è caratterizzata da una temperatura prossima ai 2400°C.



Cannello

Conclusioni

Il presupposto alla base di questo progetto didattico è quello di dare agli studenti, attraverso l’uso di un Pc, l’opportunità di apprendere in modo attivo e non formalizzato.

Lo studente, infatti, può essere facilitato a comprendere anche concetti complessi ed astratti purchè abbia a disposizione strumenti che gli consentano di manipolare in modo operatorio e concreto. Una conoscenza che si costruisce attivamente. In questo modo si può far si che l’insegnamento si possa adattare al processo di apprendimento degli studenti e non sia più soltanto qualcosa da imparare, bensì da usare. La facilità d’uso da parte dei ragazzi di un Pc è sfruttata in chiave didattica: mostrare che le cose che sanno fare sono importanti, puntare sulle loro competenze per ottenere coinvolgimento e risultati apprezzabili, apprezzare l’impegno e la partecipazione, sono armi per migliorare gli apprendimenti e la relazione. Si ritiene inoltre che il lavoro di gruppo con il PC sia particolarmente congeniale alle strategie di “apprendimento collaborativo” in cui lo studente viene posto al centro di una comunità di apprendimento e l’insegnante ha ruolo di indirizzo e di facilitazione dell’apprendimento. Il lavoro di un gruppo che apprende costruendo, scambiando, condividendo e che valorizza le capacità di ognuno dei suoi componenti, è l’attività didattica più indicata da realizzare con l’ausilio dei Pc. Si favorisce così il passaggio da un insegnamento trasmissivo, verticale ad uno più partecipato, orizzontale. Non deve esserci più solo trasmissione “verticale” dei saperi ma anche scambio “orizzontale” degli stessi; fattore che impone la necessità e il potenziamento della comunicazione.

Spero che questo lavoro dia i risultali attesi.

Grazie per l'attenzione Ing. Vincenzo Sciarra

Bibliografia

Teknomech-Caligaris, Fava, Tomaselli--Hoepli

Lezioni di disegno di macchine-Barsotti, Barsali, Rosa--Editrice S. Marco

LINK UTILI

http://it.wikipedia.org/wiki/Saldatura

expo sulle saldature http://www.exposaldatura.com/stand.htm

saldatrici in commercio

http://www.cebora.it/indexp.htm
http://www.decaweld.com/default.asp?idA=34&idC=3&cmd=searchProd

http://www.salteco.it/roboteco/default.asp

saldature speciali

saldatrici da banco http://www.tre-ci.com/produzione.htm

saldature per plastica ad ultrasuoni http://www.ffm.it/

VIDEO

http://it.youtube.com/watch?v=TKU5MYNq7aw

http://it.youtube.com/watch?v=bo6oMMhuGlA

COLLEGAMENTI FISSI : SALDATURA

SCHEDA DI LEZIONE 2
SALDATURA

GENERALITÀ
La saldatura è un processo che consente di unire due pezzi metallici, mediante l'azione del calore, realizzan­done la continuità. La saldatura può essere ottenuta con o senza materia­le di apporto, che può essere fornito in modo diverso nei vari processi utilizzati.
Nel linguaggio comune con il termine saldatura si indica anche la zona dove si realizza il collegamento dei pezzi. La saldatura ha avuto in questi ultimi anni un notevole sviluppo, sostituendosi quasi completamente alla chio­datura (nelle strutture metalliche), a complicate opera­zioni di fusione, di fucinatura e di stampaggio (nei ban­cali di macchine e nei pezzi con forme geometriche difficili) e ad alcune lunghe lavorazioni alle macchine utensili (nei pezzi flangiati).

Vantaggi della saldatura
Le unioni saldate presentano i seguenti vantaggi rispet­to a quelle chiodate:
-maggiore velocità, in quanto la preparazione dei lembi da saldare è più facile dell'esecuzione dei fori per la chiodatura

-minor peso e minor costo
-maggior robustezza (i fori dei chiodi indeboliscono la struttura)
-facilità di modifica (rinforzo con aggiunta di elementi anche in opera).
Le strutture saldate presentano i seguenti vantaggi rispetto a quelle fuse:
-si ottengono strutture complesse senza la necessità del modello, sempre necessario per le fusioni
-si possono ottenere strutture con parti di spessore diverso, senza generare fessurazioni o cricche.
-si possono creare pezzi con parti costituite da mate­riali aventi caratteristiche diverse.
-l'operazione di saldatura è più veloce, meno pesante, meno pericolosa e meno inquinante dell'operazione di fusione.
Con le nuove tecnologie è possibile saldare tutti i mate­riali comunemente impiegati nelle costruzioni, come ad esempio acciaio, ghisa, alluminio e sue leghe, rame e sue leghe, zinco, piombo.
Generalmente viene garantita una resistenza di collega­mento pari a quella posseduta da un pezzo intero costruito con lo stesso materiale.
I pezzi complessi ottenuti con procedimento di saldatura vengono di solito sottoposti al successivo trattamento termico di distensione e normalizzazione, per togliere le tensioni interne che nascono durante il raffreddamento dei giunti.

CLASSIFICAZIONE DEI PROCESSI DI SALDATURA
(UNI 1307-1a parte)
Si riportano in forma schematica i vari processi di saldatura esposti nella tabella UNI 1307-1a parte. Secondo tale norma, i processi di saldatura si possono dividere in due grandi famiglie:
saldature autogene, quelle in cui il collegamento avviene per fusione parziale dei lembi da unire, con l'e­ventuale aggiunta di altro materiale d'apporto.
In queste saldature viene realizzata la continuità struttu­rale tra i pezzi da saldare.
saldature eterogene, (brasature saldobrasature), quelle in cui il collegamento avviene per fusione del solo materiale d'apporto che si frappone tra i lembi da unire, i quali non fondono neanche parzialmente.
In queste saldature non viene realizzata la continuità strutturale tra i pezzi da saldare.
Una classificazione più dettagliata dei procedimenti di saldatura prevede una loro suddivisione nelle quattro categorie di seguito riportate.

Saldature per fusione
ad arco
- con elettrodi fusibili ad aria libera, ad arco sommer­so, in gas protettivo

MIG (Metal Inerte Gas), MAG (Metal Active Gas), elettrogas
- con elettrodi non fusibili TIG (Tungsten Inert Gas)
- al plasma (arco trasferito)
a gas
ad elettroscopia
a luce focalizzata
- a laser
- a luce d'arco

Saldature per resistenza
a punti
a scintillio
a rulli
ad alta frequenza
a rilievi
a induzione
testa a testa
a scintillio

Saldature per pressione
a ultrasuoni
per diffusione
ad attrito
per pressione a gas
per bollitura
per pressione a freddo
a esplosione
a scarica elettrica

Brasature
brasatura forte
brasatura dolce
saldobrasatura

Come si può notare, i procedimenti di saldatura sono tanti e diversificati, al punto da costituire una parte importante della tecnologia, peraltro ancora in piena evoluzione.

TIPI DI GIUNTI SALDATI
(UNI 1307- 2a parte)
Si definisce giunto saldato la zona in cui avviene il collegamento dei pezzi mediante saldatura.
Le superfici minori dei pezzi, vicine e interessate alla saldatura, sono dette lembi o teste o bordi, quelle mag­giori sono dette facce.
La posizione relativa dei pezzi da saldare definisce il tipo di giunto, la cui scelta viene fatta in base alle esi­genze costruttive o alla funzionalità complessiva dell'in­sieme saldato.
I principali tipi di giunti sono riportati nella fig. 2.1

Fig. 2.1 Tipi di giunti saldati

Nelle saldature per fusione, la superficie esterna del cor­done di saldatura può essere convessa, piana o conca­va, come rappresentato in fig.2.2

Fig. 2.2 Forme della superficie esterna del cordone Convessa, Piana, Concava

RAPPRESENTAZIONE SIMBOLICA DELLE SALDATURE
(UNI EN 22553)
La rappresentazione simbolica delle saldature nei disegni tecnici è definita dalla tabella UNI EN 22553. Ad essa si fa riferimento in questa trattazione, anche se è possibile che nelle officine continuino a circolare dise­gni con indicazioni delle saldature secondo le vecchie norme.
La conoscenza della nuova normativa, più dettagliata e completa, consente comunque l'interpretazione di tutte le vecchie designazioni.
La rappresentazione simbolica delle saldature comprende:
un segno grafico elementare
un segno grafico supplementare
una quotatura convenzionale
una serie di indicazioni complementari
Le indicazioni vengono espresse come rappresentato in fig. 2.3





Fig. 2.3 Rappresentazione delle saldature


Si può notare che la rappresentazione è molto ricca, anche se può essere utilizzata in modo non completo. Con riferimento alla fig. 2.3 si analizzano ora, le singole indicazioni.

1 Linea di freccia
Fig. 2.4 Relazione tra linea di freccia e giuntoLa linea di freccia è una linea di richiamo con freccia terminale che serve a indicare il giunto su cui deve esse­re eseguita la saldatura. Tra la linea di freccia e il giunto esiste una relazione che porta a identificare il lato freccia e il lato opposto alla linea di freccia, o altro lato del giunto, secondo le modalità rappresentate nella fig. 3.3 Pertanto, la linea di freccia, indicando il giunto, può essere posta in una posizione qualunque. Il modo con cui verranno espresse le indicazioni preciserà se la sal­datura sarà effettuata sul lato freccia o sul lato opposto.



Fig. 2.4 Relazione tra linea di freccia e giunto

2a Doppia linea di riferimento
La doppia linea di riferimento è costituita da una linea continua sottile che si congiunge con la linea di freccia e da una linea a tratti sottile 2b
Le due linee devono essere di preferenza tracciate parallelamente al bordo inferiore del disegno o, in alter­nativa, perpendicolarmente.
Per saldature simmetriche si usa la sola linea di riferi­mento continua. Le linee di riferimento, continua e a tratti, possono essere poste indiffe­rentemente sotto o sopra.

3 Segni grafici elementari e supplementari
Il segno grafico elementare, tracciato con linea conti­nua grossa (tipo A UNI 3868), caratterizza ciascun tipo di saldatura, richiamando la forma della sezione del cor­done senza far riferimento al procedimento esecutivo adottato fig. 2.3 . Questo segno grafico elementare può essere completa­to con un segno grafico supplementare, con il quale viene indicato il profilo esterno del cordone di saldatu­ra: piano, convesso o concavo. L'assenza del segno sup­plementare significa che il profilo esterno non necessita di essere precisato.

Posizione dei segni grafici
Il segno grafico della saldatura va posto sulla linea di riferimento continua, quando la saldatura va effettuata sul lato freccia fig. 2.5 e sulla linea di riferimento a tratti, quando la saldatura viene effettuata sul lato opposto alla linea di freccia fig. 2.5

Fig. 2.5 Posizione sul lato opposto della freccia

Indicazioni complementari

Il simbolo usato per la rappresentazione schematica delle saldature nei disegni tecnici può conte­nere altre indicazioni complementari, aventi lo scopo di specificare ulteriori caratteristiche delle saldature stesse.
Un cerchio posto sull'intersezione tra linea di freccia e di riferimento indica che la saldatura deve essere eseguita in tutto il perimetro di un particolare.
Una banderuola posta sull'intersezione tra linea di freccia e di riferimento indica che la saldatura è da eseguire in opera o in cantiere.
Un simbolo numerico scritto entro una forcella posta all'estremità della linea di riferimento indica il proce­dimento di saldatura impiegato.
Una sigla posta all'estremità della linea di riferimento, dopo il simbolo numerico indicante il procedimento di saldatura (qualora tale simbolo sia prescritto), indica il tipo di controllo non distruttivo richiesto.
L'elenco dei procedimenti di saldatura e dei relativi simboli numerici previsto dalla UNI EN ISO 4063 è riportato nella tabella F3.3.
Le sigle da utilizzare sono le seguenti:
RX - Controllo radiografico
RF - Controllo mediante rivelazione di fughe
MS - Controllo magnetoscopico
US - Controllo con ultrasuoni
LP - Controllo con liquidi penetranti
CI - Controllo con correnti indotte.

PREPARAZIONE DEI GIUNTI DI SALDATURA
(UNI 11001)
La tabella UNI 11001 presenta il codice di pratica per la preparazione dei lembi nella saldatura per fusione di strutture di acciaio. Questo codice fornisce una guida per la scelta delle lavorazioni da effettuare sui bordi delle lamiere, con lo scopo di:
assicurare una buona penetrazione del bagno di fu­sione
facilitare l'operazione di saldatura per i vari pro­cedimenti adottati
ottenere un corretto posiziona mento reciproco delle lamiere costituenti il giunto, anche dopo la saldatura
Le lavorazioni da effettuare sui bordi da saldare sono:
la cianfrinatura: operazione di preparazione dei bordi da unire con superficie sagomata;
la smussatura: operazione di preparazione dei bordi da unire con superficie piana.
Con riferimento alle fig. 2.9 si possono dare le seguenti definizioni.
Cianfrino: spazio esistente tra i lembi da saldare, desti­nato a essere riempito dal materiale d'apporto.
Profilo: sezione trasversale del cianfrino.
Lembi: superfici delle lamiere che delimitano il cianfrino.
Vertice: zona dove viene fatta la prima passata di sal­datura, quella più distante dal saldatore.
Spalla: porzione del lembo che delimita il cianfrino in prossimità del vertice, parallela al corrispondente tratto dell'altro lembo.

Fig. 2.9 Preparazione dei bordi smussati

COLLEGAMENTI FISSI: CHIODATURA

SCHEDA DI LEZIONE 1
CHIODATURA
La chiodatura: è un processo che consente di unire elementi in modo stabile e definitivo mediante l'uso di chiodi.
L'operazione consiste nel praticare dei fori sugli ele­menti da collegare, dentro i quali verranno infilati i chiodi;il collegamento viene realizzato dalla ribaditura del gambo sporgente.
La ribaditura può essere effettuata a caldo o a freddo. L'operazione di chiodatura, tecnologicamente laboriosa è dunque costosa, viene effettuata nei casi in cui la saldatura crea problemi di tipo strutturale (impossibilità di trattamenti termici sui pezzi saldati).
Le chiodature possono essere di tre tipi.
Le chiodature di forza e di tenuta sono eseguite su contenitori (serbatoi ad alta pressione, caldaie, autocla­vi, condotte forzate) e hanno il compito di sostenere sforzi considerevoli e di garantire la tenuta.
Le chiodature di tenuta sono adatte a garantire la tenuta in presenza di piccoli sforzi (serbatoi a bassa pressione, gassometri, camini).
Le chiodature di forza vengono eseguite quando è necessario sistemare sforzi considerevoli senza problemi di tenuta (costruzioni metalliche di carpenteria, tralicci, tettoie, ponti).

Il chiodo è un organo meccanico costituito da due parti fondamentali: la testa e il gambo.
La testa è disponibile nelle forme previste dall'unifica­zione; il gambo tronco-conico è sporgente, rispetto agli elementi da unire, di una parte destinata ad essere riba­dita (a caldo o a freddo) per formare l'altra testa.

Fig.1.1 Chiodo prima e dopo la ribaditura


I chiodi si distinguono in:
chiodi (propriamente detti), quando il gambo ha il diametro maggiore a 8 mm; vengono ormalmente ribaditi a caldo.
ribattini (o rivetti), quando il gambo ha il diametro inferiore a 8 mm; vengono ribaditi a freddo.

Testa Le dimensioni e le forme della testa caratterizzano i vari tipi di chiodi, riportati nella tabella F3.1 con i relativi fo­ri di preparazione, da realizzare sugli elementi da unire, nel lato testa e nel lato ribaditura.
Gambo Il gambo è tronco-conico (conicità 1:50) per facilitare la sua introduzione nei fori.La ribaditura a caldo del chiodo genera la compressione fra le due teste degli elementi da unire; tale effetto viene successivamente esaltato dalla contrazione del gambo durante il raffreddamento. Pertanto i chiodi non sono sollecitati solo a taglio, ma anche a trazione lungo il loro asse e il giunto trasmette gli sforzi tra i due ele­menti mediante attrito.
Le tabelle UNI prevedono per i chiodi i seguenti diame­tri, espressi in mm:
8 - 10 - 13 - 16 - 19 - 22 - 25 - 28 - 31 - 34 - 37 - 40
Materiale I chiodi sono costruiti in acciaio extra dolce, avente ele­vata capacità di deformazione plastica (allungamento alla rottura pari al 25%).
È importante comunque che il materiale non sia fragile né temprabile. Per questo motivo si usano anche chiodi di rame, di ottone o di leghe leggere.
Fori Il diametro del foro è leggermente più grande (di 0,5÷1 mm) del gambo del chiodo. Il foro sugli elementi da unire può essere ottenuto per punzonatura o per trapanatura. La punzonatura è più economica perché più veloce, ma danneggia il materiale deformando il contorno del foro. La trapanatura, associata alla smussatura degli spigoli, è indispensabile per le chiodature di tenuta.
Forme di chiodatura L'unione di due elementi mediante chiodatura può essere realizzata nei seguenti modi, ognuno dei quali ha le proprie formule pratiche di dimensionamento:
chiodatura a semplice sovrapposizione
- con una fila di chiodi (fig. F 1.2)
- con due file di chiodi affacciati (F 1.3)
- con due file di chiodi sfalsati chiodatura a semplice coprigiunto (poco usata)
- con una fila di chiodi
- con due file di chiodi sfalsati.


Fig. 1.2 Chiodatura a semplice con una fila di chiodi
Fig. 1.3 Chiodatura a semplice con due file di chiodi

Designazione dei chiodi
La designazione dei chiodi comprende:
- la parola Chiodo (non obbligatoria)
- il diametro d
- la lunghezza l del gambo prima della
- il materiale.

esempio di designazione dei chiodi
Chiodo 13 x45 UNI 2514 - C10
Chiodo a testa svasata con calotta ridotta
diametro del gambo d=13 mm
lunghezza del gambo l=45 mm
materiale acciaio C10.


Chiodi speciali
Nelle applicazioni in serie che richiedono rapidità di montaggio e non necessitano di grandi sforzi di chiusu­ra meccanica, vengono utilizzati chiodi speciali (vedi tabella F3.1), come i chiodi a intagli a testa tonda (UNI 7591) e a testa svasata (UNI 7592) o i chiodi ad alta resistenza con testa a bottone e collare di serraggio, previsti dalla recente tabella UNI 8646 (fig. 1.4)


Fig. 1.4 Chiodo speciale con collare di serraggiosi

Le fasi di applicazione del chiodo con collare di serraggio sono le seguenti:
1) si inserisce il chiodo nei fori degli elementi da unire
2) si infila il collare nella parte sporgente del gambo
3) si mette in tensione il chiodo, afferrandolo dalla coda con un apposito attrezzo
4) si pressa e si deforma il collare fino a impegnarlo sal­damente sulle scanalature di serraggio
5) si strappa la coda di trazione, provocandone la rottu­ra in corrispondenza dell'apposita scanalatura

Ribattini
I ribattini sono chiodi con diametro del gambo normal­mente inferiore a 8 mm, sempre ribaditi a freddo.
La ribaditura a freddo genera la compressione fra le due teste degli elementi da unire. Rispetto ai chiodi manca, in questo caso, l'apporto alla compressione, dovuto alla contrazione del gambo.
Le tabelle UNI prevedono per i ribattini i seguenti dia­metri, in millimetri:
0,8-1-1,2-1,4-1,7-2­2,3 - 2,6 - 3 - 3,5 - 4 - 5 - 8
Il materiale con cui vengono costruiti i ribattini può essere acciaio dolce, alluminio, rame, ottone, leghe leg­gere. Alcuni ribattini portano nella testa un contrasse­gno di specificazione del materiale (fig. 1.5),
La designazione dei ribattini viene effettuata con le stesse indicazioni già viste per i chiodi.
Molto usati, anche se non ancora unificati, sono i ribat­tini a espansione. Essi hanno la prerogativa di poter rea­lizzare la chiusura tra elementi che non consentono l'accesso alla parte del gambo da ribadire, che viene invece divaricato usando tecniche diverse (fig. 1.6)

Fig. 1.5 Contrassegni di specificazione del materiale sui ribattini

Fig. 1.6 Ribattino con divaricamento a espansione

Per approfondire:

http://it.wikipedia.org/wiki/Chiodatura
http://it.wikipedia.org/wiki/Rivetto