Morsetti a ginocchiera per saldatura: come sceglierli, posizionarli e proteggerli
Un'attrezzatura di saldatura ha un solo compito: mantenere ogni pezzo nella stessa posizione mentre il calore cerca di spostarlo altrove. I morsetti a ginocchiera per saldatura sono il modo più rapido per ottenerlo, a patto che siano del tipo giusto, montati nel punto giusto e protetti da spruzzi e corrente di saldatura.
La saldatura è uno degli impieghi più gravosi per un morsetto a ginocchiera. Il morsetto deve tenere i pezzi saldamente contro i riferimenti, resistere a spruzzi e calore radiante, compiere centinaia di cicli per turno e contrastare il ritiro del cordone mentre il metallo si raffredda.
Il morsetto a ginocchiera si blocca grazie a un cinematismo che supera il punto morto →: mantiene il serraggio senza alcuno sforzo continuo e si apre con un solo movimento. È esattamente ciò che serve in una cella di saldatura di produzione.
Questa guida spiega quali morsetti a ginocchiera sono adatti alla saldatura, dove montarli, quanta forza di ritenuta prevedere e quali sono i tre fattori che mettono fuori uso i morsetti nelle celle di saldatura: spruzzi, calore e correnti vaganti.
Perché i morsetti a ginocchiera per saldatura sono così efficaci
- Velocità. Come ogni bloccaggio rapido, il morsetto blocca o rilascia il pezzo con un solo movimento della leva: i tempi di carico e scarico restano brevi nelle saldature ripetitive.
- Ripetibilità. Una volta regolata l'altezza della vite di pressione, il morsetto chiude nella stessa posizione e con la stessa forza a ogni ciclo, quindi ogni pezzo viene bloccato allo stesso modo.
- Nessuna alimentazione necessaria. I morsetti a ginocchiera manuali non richiedono linee pneumatiche o elettriche vicino all'arco: le attrezzature restano semplici e si spostano facilmente da un banco di saldatura all'altro.
- Bloccaggio positivo. Oltre il punto morto, il morsetto resiste all'apertura forzata da parte del carico: il pezzo resta in posizione mentre la saldatura si raffredda.
Quale tipo di morsetto a ginocchiera per quale lavoro di saldatura
Il morsetto va scelto in base alla direzione in cui il pezzo deve essere trattenuto e allo spazio disponibile attorno al giunto. La nostra guida completa ai tipi di morsetti a ginocchiera → approfondisce l'argomento. Ecco come i principali morsetti per dime e attrezzature si applicano alla saldatura.
Morsetti a leva verticale
Sono i morsetti più utilizzati sul banco di saldatura. La leva verticale è facile da afferrare anche con i guanti e la vite di pressione spinge verso il basso, tenendo lamiere e staffe in piano contro il banco o le piastre di appoggio. Sono ideali sulle attrezzature aperte superiormente, con spazio libero sopra il pezzo. Consulti la gamma a leva verticale →.
Morsetti a leva orizzontale
In posizione di chiusura la leva piatta resta bassa, lontana dal percorso della torcia e dall'ingombro di bracci robotizzati o di accessi dall'alto. Sono la scelta giusta quando lo spazio sopra il pezzo è ridotto o quando il saldatore deve lavorare da un lato all'altro dell'attrezzatura. Veda la gamma a leva orizzontale → oppure il confronto leva orizzontale e verticale →.
Morsetti a spinta (a movimento rettilineo)
Uno stantuffo che avanza in linea retta spinge i pezzi lateralmente contro i riscontri. È la soluzione ideale per chiudere il gioco di accostamento, accostare due tubi testa a testa o tenere un pezzo contro un riferimento laterale. Scopra la gamma a spinta / movimento rettilineo →.
Morsetti a gancio (a trazione)
Un gancio avvicina due superfici e le blocca in chiusura. Sono utili per tenere chiusi gli sportelli incernierati dell'attrezzatura, le barre di serraggio o le due metà di un'attrezzatura attorno al pezzo.
Posizionamento: dove si monta il morsetto conta quanto la scelta del morsetto
Nelle dime di saldatura ben progettate, come in ogni buona attrezzatura, si separano due funzioni: i riferimenti posizionano il pezzo e i morsetti lo tengono contro i riferimenti. Non si deve affidare al morsetto il compito di trovare la posizione del pezzo: il pezzo va spinto contro riscontri, perni o piastre fissi, e il morsetto lo mantiene lì.
- Serrare sopra un appoggio. Posizionare la vite di pressione direttamente sopra una piastra di riferimento o un supporto solido, così che la forza di serraggio non pieghi le lamiere sottili né deformi una flangia.
- Serrare vicino al giunto. Più il morsetto è vicino alla saldatura, meglio trattiene il metallo nel punto in cui nasce la deformazione. Lasciare comunque spazio sufficiente per l'inclinazione della torcia e l'accesso del materiale d'apporto.
- Serrare in modo da contrastare il ritiro. Il ritiro della saldatura tende a sollevare i pezzi e a tirarli verso il giunto. Orientare i morsetti in modo che si oppongano a questo movimento, anziché trovarsi di traverso rispetto a esso.
- Lasciare spazio alla leva. Verificare che ogni leva possa compiere l'intera corsa e che un morsetto aperto non interferisca con il pezzo in uscita dall'attrezzatura.
- Montaggio rigido. Fissare il morsetto con bulloni in tutti i fori di montaggio su una piastra piana e rigida. La nostra guida all'installazione → spiega i dettagli.
Quanta forza di ritenuta serve a un'attrezzatura di saldatura?
I carichi di saldatura sono più difficili da prevedere rispetto a quelli di taglio. Raffreddandosi, il cordone si ritira e tira i pezzi circostanti; su sezioni spesse e cordoni lunghi questa trazione può essere notevole. Le vibrazioni dovute a molatura o martellatura tra una passata e l'altra si sommano al carico.
L'approccio pratico è lo stesso che adottiamo per qualsiasi attrezzatura: stimare la forza che tende a spostare il pezzo, applicare un fattore di sicurezza e scegliere un morsetto la cui forza di ritenuta nominale superi ampiamente il totale. La nostra guida alla forza di serraggio → illustra il calcolo. Per la saldatura in particolare:
- Utilizzare più morsetti di dimensioni minori lungo un cordone lungo, anziché un unico morsetto grande all'estremità: un vincolo distribuito controlla meglio la deformazione.
- Sezioni più spesse e cordoni più lunghi generano una trazione di ritiro maggiore: dimensionare i morsetti di conseguenza.
- Regolare la forza tramite l'altezza della vite di pressione, quindi provare su una saldatura reale. Se il pezzo si sposta o si solleva, aggiungere vincoli o riposizionare i morsetti prima di aumentare la forza.
Vincolo e tensioni residue. Bloccare rigidamente un pezzo saldato limita la deformazione, ma il ritiro deve comunque scaricarsi da qualche parte: rimane nel pezzo sotto forma di tensioni residue. Conviene intervenire sulla procedura di saldatura (sequenza, schema di puntatura, pre-deformazione) anziché cercare di contrastare tutta la deformazione con la sola forza di serraggio.
I tre nemici dei morsetti in una cella di saldatura
1. Spruzzi di saldatura
Gli spruzzi di saldatura si depositano su viti di pressione, filettature e snodi, e poi induriscono. Le filettature si bloccano e la vite non si può più regolare; gli snodi incrostati rendono la leva dura e accelerano l'usura dei perni.
- Posizionare morsetti e leve fuori dalla traiettoria diretta degli spruzzi, quando possibile, e proteggerli con una semplice piastra di schermatura se devono stare vicino all'arco.
- Vicino alla saldatura utilizzare una vite di contatto metallica o un puntale temprato: i puntali in gomma o plastica non resistono agli spruzzi caldi.
- Un prodotto antispruzzo sulle filettature della vite e sul puntale di contatto facilita la pulizia. Mantenere gli snodi puliti e leggermente lubrificati, come indicato nella nostra guida alla manutenzione →.
2. Calore
I morsetti vicini all'arco assorbono calore per irraggiamento e per conduzione. I puntali morbidi e le impugnature delle leve si degradano, e i pezzi d'acciaio caldi trasmettono calore direttamente alla vite di pressione. Se il layout dell'attrezzatura lo consente, è consigliabile tenere il corpo del morsetto fuori dalla zona di calore immediata e raggiungere il pezzo con la vite di pressione anziché con il braccio. Gli operatori devono poter azionare le leve agevolmente anche con i guanti da saldatore.
3. Correnti di saldatura vaganti
Un morsetto a ginocchiera non è un morsetto di massa. Se il cavo di massa è collegato male, la corrente di saldatura può trovare un percorso attraverso la vite di pressione, i perni e gli snodi del morsetto, provocando archi tra le articolazioni, vaiolatura dei perni e persino la saldatura di parti del cinematismo. Il cavo di massa va sempre collegato saldamente al pezzo o a un punto di massa dedicato sull'attrezzatura, con un contatto solido e pulito, in modo che la corrente non debba mai passare attraverso un morsetto.
Checklist dei morsetti per attrezzature di saldatura
| Controllo | Cosa fare | Se si trascura… |
|---|---|---|
| Tipo | Leva verticale per attrezzature aperte superiormente, leva orizzontale per spazi ridotti, morsetto a spinta per carichi laterali | Le leve ostacolano la torcia o il pezzo non può essere trattenuto nella direzione necessaria |
| Riferimenti | Riscontri fissi posizionano il pezzo; i morsetti si limitano a trattenerlo | A ogni ciclo i pezzi finiscono in una posizione leggermente diversa |
| Posizionamento | Sopra un appoggio, vicino al giunto, contro la direzione del ritiro | Le parti sottili si piegano sotto il morsetto, oppure la saldatura sposta il pezzo |
| Forza | Forza di ritenuta nominale superiore al carico di ritiro più un margine di sicurezza; ripartita su più morsetti | I pezzi si sollevano o si spostano mentre la saldatura si raffredda |
| Spruzzi | Puntali metallici vicino all'arco, schermature, antispruzzo sulle filettature | Le viti di pressione si bloccano e gli snodi si irrigidiscono |
| Massa | Cavo di massa sul pezzo o su un punto di massa dedicato dell'attrezzatura — mai attraverso un morsetto | Gli archi danneggiano i perni e compromettono il cinematismo |
Conclusione
I morsetti a ginocchiera giusti rendono un'attrezzatura di saldatura rapida da caricare, ripetibile e precisa: scegliere il tipo in base alla direzione di ritenuta e allo spazio disponibile, lasciare che i riferimenti posizionino il pezzo e che i morsetti lo trattengano, montare i morsetti sopra un appoggio e vicino al giunto, dimensionare la forza di ritenuta per il ritiro di saldatura con un margine, e proteggere ogni morsetto da spruzzi, calore e correnti vaganti. In questo modo l'attrezzatura tratterrà lo stesso pezzo nello stesso modo, saldatura dopo saldatura.
Domande frequenti
Qual è il tipo di morsetto a ginocchiera più adatto alla saldatura?
I morsetti a leva verticale sono la scelta più comune per i banchi di saldatura, perché la leva è facile da azionare con i guanti e la vite di pressione tiene i pezzi in piano contro l'attrezzatura. I morsetti a leva orizzontale sono adatti alle attrezzature con poco spazio sopra il pezzo, i morsetti a spinta spingono i pezzi lateralmente contro i riscontri per chiudere il gioco di accostamento, e i morsetti a gancio tengono chiusi gli sportelli o le due metà dell'attrezzatura.
Dove vanno posizionati i morsetti a ginocchiera su un'attrezzatura di saldatura?
Direttamente sopra una piastra di riferimento o un appoggio solido, il più vicino possibile al giunto compatibilmente con l'accesso della torcia, e orientati in modo da contrastare la direzione in cui la saldatura tirerà il pezzo durante il raffreddamento. I riferimenti fissi posizionano il pezzo; i morsetti lo tengono contro di essi.
È possibile collegare la massa della saldatrice tramite un morsetto a ginocchiera?
No. Un morsetto a ginocchiera non è progettato per condurre la corrente di saldatura. La corrente che attraversa la vite di pressione e i perni degli snodi può generare archi tra le articolazioni, danneggiare i perni e persino saldare il cinematismo. Il cavo di massa va collegato saldamente al pezzo o a un punto di massa dedicato sull'attrezzatura.
Come si proteggono i morsetti a ginocchiera dagli spruzzi di saldatura?
Tenendo i morsetti fuori dalla traiettoria diretta degli spruzzi quando possibile, schermando quelli che devono stare vicino all'arco, utilizzando viti di contatto metalliche o puntali temprati al posto della gomma vicino alla saldatura e applicando un prodotto antispruzzo su filettature e puntali. Occorre inoltre rimuovere regolarmente gli spruzzi e mantenere gli snodi leggermente lubrificati.
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