Saldatura e rivettatura: Qual è la soluzione migliore per i progetti di fabbricazione del metallo?

Avete due pezzi di metallo. È necessario che rimangano incastrati tra loro.

A questo punto bisogna fare una scelta: fonderli insieme (saldatura) o fissarli (rivettatura).

Ho passato anni in officina a fabbricare di tutto, dai pesanti telai in acciaio ai delicati pannelli in alluminio. So per esperienza che la scelta del metodo sbagliato può rovinare il materiale e sprecare il denaro.

Oggi non stiamo costruendo un'astronave. Stiamo valutando ciò che è meglio per i vostri specifici progetti di bricolage, il vostro budget e il vostro attuale livello di abilità.

In questa guida vi spiegherò esattamente come funziona ogni metodo e i pro e i contro di ciascuno. Inoltre, vi fornirò una lista di controllo semplice e senza fronzoli per aiutarvi a scegliere lo strumento giusto per il vostro lavoro.

Cos'è la saldatura (il metodo "a caldo")

La saldatura è il legame permanente per eccellenza. Non si tratta solo di incollare due pezzi di metallo. Li state fondendo in modo che diventino un unico pezzo solido.

Se la colla è una stretta di mano, la saldatura è un patto di sangue.

Come funziona

Il processo è intenso. In genere si utilizza un calore elevato generato dall'elettricità o dal gas per fondere i bordi delle parti metalliche.

Quando il metallo diventa liquido, di solito si aggiunge alla pozzanghera un materiale di "riempimento", come un filo o un tondino. Questo aiuta a colmare il divario.

Quando il calore cessa, tutto si raffredda e si solidifica. Una volta che ciò accade, la saldatura è permanente. Non è possibile svitare una saldatura in un secondo momento.

I grandi vantaggi

Perché fare tanta fatica con il calore e l'elettricità? Ecco perché la saldatura è il re dell'officina:

• Forza: È praticamente indistruttibile. In molti casi, il giunto saldato è più resistente del metallo originale che lo circonda.
• Aspetto: È possibile smerigliare una saldatura in piano. Quando ci si dipinge sopra, scompare. Sembra un pezzo di acciaio liscio e continuo.
• Sigillatura: Dato che chiude la giuntura, non passa nulla. È impermeabile all'acqua e all'aria. Ecco perché si salda un serbatoio di gas invece di imbullonarlo.

La saldatura è potente, ma comporta molto calore e attrezzature costose. A volte non si vuole fondere il progetto. Vediamo un'alternativa più fredda.

Che cos'è la rivettatura? (Il metodo "a freddo")

La rivettatura è un metodo meccanico per unire le parti. Non si basa sulla chimica o sul calore. Pensate a un rivetto come a una vite molto forte e permanente per la quale non serve un cacciavite.

Tiene insieme le cose con la forza, non con la fusione.

Come funziona

Il processo è molto più semplice della saldatura. Si svolge in tre fasi:

1. Trapano: Si allineano i due pezzi di metallo e si pratica un foro attraverso entrambi.
2. Inserire: Si spinge il perno del rivetto attraverso il foro.
3. Morsetto: Si utilizza uno strumento (come una pistola per rivetti) per tirare il perno o schiacciare l'estremità posteriore.

Quest'azione fa sì che la coda del rivetto si incastri contro la parte posteriore del metallo. In questo modo, le lamiere vengono fissate saldamente e bloccate in posizione.

I grandi vantaggi

La rivettatura può sembrare una vecchia scuola, ma presenta alcuni enormi vantaggi per il fai-da-te domestico:

• Non c'è calore: Poiché non c'è fuoco, il progetto non si deforma e non si fonde. La vostra bella lamiera piatta rimane piatta.
• Mescolare e abbinare: Questo è il superpotere della rivettatura. È possibile unire l'alluminio all'acciaio, o anche materiali diversi come metallo e plastica. La saldatura richiede generalmente che i metalli siano dello stesso tipo.
• Facile da imparare: La curva di apprendimento è quasi piatta. Se siete in grado di usare un trapano elettrico, potete installare un rivetto.

Quindi, un metodo utilizza il calore estremo e l'altro la forza meccanica. Ma qual è il metodo migliore per il vostro progetto specifico? Mettiamoli insieme sul ring.

💡 Dalla fabbrica:
Produciamo spesso involucri per l'elettronica industriale in cui la sensibilità al calore è un problema importante. Un cliente doveva fissare un delicato dissipatore di calore in alluminio preverniciato a un telaio in acciaio zincato. La saldatura era impossibile: avrebbe incollato con successo i metalli, ma avrebbe distrutto la costosa verniciatura e deformato le alette del dissipatore. Abbiamo invece utilizzato dei rivetti ciechi. Questo ci ha permesso di unire istantaneamente i metalli dissimili senza alcun danno termico, preservando la finitura e risparmiando al cliente ore di mascheratura e riverniciatura in post-produzione.

La resa dei conti: Confronto tra i due

Ora che sappiamo come funzionano, mettiamoli uno contro l'altro per capire quale sia il più adatto alle vostre esigenze. Ecco un'istantanea di come si posizionano:

Forza e flessibilità

• Saldatura: È la scelta migliore per i carichi pesanti. Poiché la saldatura fonde il metallo in un unico pezzo, è estremamente rigida. È per questo che si salda il telaio di un rimorchio o un banco da lavoro pesante.
• Avvincente: Questo vale per gli oggetti che vibrano. Si pensi all'ala di un aereo o allo scafo di una barca in alluminio. Secondo il Linee guida della FAA sulla struttura degli aeromobiliI rivetti sono essenziali perché non si rompono sotto sforzo come potrebbero fare le saldature rigide. I rivetti hanno un minimo di "elasticità". Se queste parti fossero saldate rigidamente, le vibrazioni costanti potrebbero causare crepe nel tempo.

Curva di apprendimento e padronanza

• Saldatura: La curva di apprendimento è elevata. Ci vuole molta pratica per fare un cordone sicuro e di bell'aspetto. Una cattiva saldatura potrebbe reggere oggi e rompersi domani.
• Avvincente: La curva di apprendimento è molto bassa. È difficile sbagliare un rivetto. Se riuscite a praticare un foro dritto, l'utensile fa il resto del lavoro per voi.

Costo di ingresso

• Saldatura: Preparatevi a spendere un po' di soldi. Sono necessari una saldatrice, bombole di gas di protezione, un casco di sicurezza specifico e guanti ignifughi.
• Avvincente: È economico. È possibile acquistare una rivettatrice manuale e un sacchetto di elementi di fissaggio in ferramenta per meno del costo di un pranzo.

Ma il prezzo non è l'unico costo. Bisogna anche considerare i rischi fisici per il materiale e per se stessi. Esaminiamo i vincoli di produzione del mondo reale.

Fattori di applicazione pratica

Distorsione termica e deformazione

I professionisti lo chiamano "distorsione termica". Lo chiamo il motivo per cui molti principianti rovinano il loro primo progetto di lamiera.

Il problema:
Quando si salda una lastra di metallo piatta, la si sottopone a un forte calore. Questo fa sì che il metallo si espanda e si contragga rapidamente. Sull'acciaio spesso, questo non è un grosso problema. Su lamiere sottili, invece, è un disastro.

Il risultato:
Il vostro bel pezzo di metallo piatto finisce per assomigliare a una patatina ondulata. Si piega e si contorce. Una volta che questo accade, martellare di nuovo il pezzo piatto è quasi impossibile.

La soluzione:
La rivettatura non richiede calore.

Essendo un processo a freddo, il metallo rimane perfettamente piatto e dritto. Questo è il motivo per cui gli aeroplani sono rivettati. Se lavorate su pannelli o pelli della carrozzeria, utilizzate i rivetti per evitare la deformazione.

Il metallo deformato è fastidioso, ma un errore a cui non si può rimediare è costoso. Vediamo cosa succede quando le cose vanno male.

💡 Dalla fabbrica:
Una volta abbiamo ricevuto un ordine per 50 grandi pannelli architettonici in alluminio. Per mantenere la faccia "pulita", abbiamo deciso di saldare a TIG i rinforzi sul retro invece di rivettarli. Fu un disastro. Il calore ha causato un'immediata 'inscatolamento dell'olio' (onde visibili trasversalmente) la superficie piatta. Il cliente ha rifiutato l'intero lotto durante il controllo qualità. Questa singola decisione ci è costata migliaia di euro in materiale di scarto e ha ritardato la spedizione di due settimane. Per la ristampa siamo passati ai rivetti strutturali e i pannelli sono risultati perfettamente piani.

Reversibilità e rielaborazione

Siamo onesti. I principianti commettono errori. La maggior parte delle guide parla di "manutenzione", ma ciò che vi interessa veramente è correggere un errore.

Rivincita è indulgente.
Se si mette un rivetto nel punto sbagliato, è fastidioso, ma si può risolvere. Basta prendere il trapano e forare il centro della testa del rivetto. Il rivetto viene fuori e il foro è pronto per un nuovo rivetto. Nessun danno.

Saldatura è un incubo da annullare.
Se si saldano due pezzi storti, non si possono semplicemente svitare. Bisogna tagliare il metallo con una smerigliatrice angolare o una sega. Poi, bisogna smerigliare la vecchia saldatura fino a renderla di nuovo piatta. Ci vuole molto tempo e spesso si perde materiale nel processo.

Il verdetto: Se non siete sicuri del vostro progetto o se state solo facendo un prototipo, rivettatelo prima.

Dopo aver trattato i rischi materiali, parliamo del fattore più importante: la vostra sicurezza personale.

Sicurezza in garage 101

La maggior parte delle guide parla di fumi industriali. Ma se state lavorando in un garage di casa, avete bisogno di conoscere i pericoli immediati.

Rischi della saldatura

• Bruciatura da raggi UV: Utilizzare un casco adeguato. L'arco elettrico è luminoso come se si guardasse direttamente il sole. Se lo si guarda a occhi nudi, si rischia di danneggiarli. Può anche scottare la pelle esposta.
• Fuoco: La saldatura sprigiona scintille calde ovunque. Non si può assolutamente saldare vicino a bombole di gas, cataste di legna o bidoni della spazzatura pieni. Una scintilla vagante può bruciare il vostro negozio.

💡 Dalla fabbrica:
Non bisogna mai sottovalutare la distanza percorsa dalle scorie calde. Una volta un saldatore stava lavorando su un ordine urgente e non ha chiuso completamente le tende di sicurezza. Una singola scintilla calda è volata per 6 metri ed è finita in un bidone di cartone da imballaggio. Si è creato un incendio fumante che abbiamo sentito solo 10 minuti dopo. Abbiamo quasi fatto scattare gli sprinkler, che avrebbero rovinato tonnellate di magazzino. Ora, applichiamo rigorosamente un 'Zona libera di 35 piedi' per tutte le saldature non schermate.

Rischi avvincenti

• Occhi e orecchie: I rischi maggiori sono rappresentati dai frammenti di metallo che volano durante la foratura e dal rumore "pop" della pistola.
• Protezione: Sono sufficienti occhiali di sicurezza standard e tappi per le orecchie economici.

Tempo di decisione: scenari specifici

Quando scegliere la saldatura

Quando è necessario affrontare il calore e i costi aggiuntivi?

Scegliete la saldatura quando la resistenza è la vostra priorità principale. Se state costruendo qualcosa che deve sostenere un peso elevato, come un banco da lavoro pesante, il telaio di un rimorchio o di un'automobile, dovete saldarlo.

Ecco gli scenari specifici in cui la saldatura è vincente:

• Si lavora con metallo spesso. Una buona regola è che tutto ciò che è di spessore pari o superiore a 1/8 di pollice.
• È necessaria una finitura senza soluzione di continuità. Poiché la saldatura fonde il metallo, è possibile smerigliare il giunto e verniciarlo. La giunzione diventa invisibile.
• Deve essere a prova di perdite. Se state costruendo un serbatoio di carburante o un contenitore d'acqua, la saldatura è l'unico modo per ottenere una tenuta perfetta.

Quando scegliere la rivettatura

Allora, quando è il caso di prendere la pistola per rivetti?

Scegliete la rivettatura per lavori delicati o quando avete bisogno di flessibilità. Spesso è la scelta più intelligente per i progetti che non richiedono forza bruta.

Ecco quando la rivettatura è la strada da percorrere:

• Si lavora con lamiere sottili. Se si cerca di saldare un metallo molto sottile, è probabile che si faccia un buco. I rivetti lo mantengono intatto.
• Si stanno unendo due tipi di metallo diversi. Non è possibile saldare facilmente l'alluminio all'acciaio. La chimica non funziona. I rivetti non si preoccupano della chimica, ma incollano qualsiasi materiale.
• Non avete accesso all'energia pesante. I saldatori hanno spesso bisogno di prese elettriche speciali. I rivettatori manuali lavorano ovunque.
• Volete un look "industriale". A volte, vedere le teste dei dispositivi di fissaggio è una scelta di stile. Ha un aspetto duro e meccanico.

Ora conoscete le basi, i rischi e i costi. È il momento di prendere una decisione definitiva.

Ancora indecisi? Utilizzate questo foglio informativo per scegliere il metodo giusto per il vostro lavoro specifico:

Conclusione

In sintesi, la scelta si riduce al materiale e all'obiettivo.

Saldatura è il più pesante. Utilizzatelo per ottenere la massima resistenza e ogni volta che lavorate con strutture metalliche spesse che devono essere a tenuta stagna.

Rivincita è l'amico flessibile. È la scelta migliore per le lamiere delicate, per unire materiali misti e per mantenere le superfici piatte e pulite.

Il mio consiglio finale?

Se si tratta di prototipi in garage, si può iniziare con una semplice pistola per rivetti. È il modo più sicuro per imparare.

Tuttavia, se si passa da un prototipo alla produzione su larga scala, la posta in gioco diventa molto più alta. Non è il caso di scoprire l'"inscatolamento dell'olio" o la distorsione termica su un lotto di 500 unità.

È qui che entriamo in gioco noi.

A ShincoFabOgni giorno ci occupiamo di queste decisioni di produzione per clienti di tutto il mondo. Se il vostro progetto richiede una saldatura TIG ad alta precisione o una rivettatura strutturale, il nostro team con sede in Cina fornisce i servizi professionali di fabbricazione di lamiere di cui avete bisogno per crescere senza stress.

Voi vi concentrate sul design, noi ci occupiamo della connessione.