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Principali fattori che influenzano la qualità della saldatura
Dopo la saldatura, lo strato protettivo originale di stagno sul cordone di saldatura viene completamente rimosso, lasciando solo il ferro di base.
Pertanto, deve essere ricoperto con un rivestimento organico ad alto peso molecolare per impedire la corrosione dovuta al contatto tra il ferro e il contenuto e per evitare lo scolorimento causato dalla corrosione.
1. Tipi di rivestimenti
I rivestimenti di riparazione possono essere suddivisi in rivestimenti liquidi e rivestimenti in polvere. Ogni tipologia ha proprietà uniche dovute a differenze di composizione, applicazione e processi di polimerizzazione.
1. Rivestimenti liquidi
Tra questi rientrano rivestimenti epossidici, fenolici, acrilici, poliestere, organosol e pigmentati, adatti alla riparazione delle saldature nella maggior parte delle lattine per alimenti e bevande.
▶ Rivestimenti epossifenolici: presentano pochi micropori, un'eccellente resistenza chimica e alla sterilizzazione, ma richiedono temperature di cottura elevate. Una cottura insufficiente porta a una polimerizzazione incompleta, causando lo sbiancamento del rivestimento dopo la sterilizzazione, compromettendo le prestazioni e la sicurezza alimentare. Una cottura eccessiva riduce la flessibilità e l'adesione, rendendo il rivestimento fragile e soggetto a crepe.
▶ Rivestimenti acrilici e poliestere: offrono eccellente adesione, flessibilità, resistenza chimica e resistenza alla sterilizzazione. Tuttavia, i rivestimenti acrilici possono assorbire i coloranti alimentari e hanno una resistenza limitata alla corrosione da solfuri.
▶ Rivestimenti organosol: caratterizzati da un elevato contenuto di solidi, formano rivestimenti spessi sui cordoni di saldatura senza bolle, con eccellente flessibilità e lavorabilità. Richiedono meno calore di cottura rispetto ad altri rivestimenti, ma hanno una scarsa resistenza alla penetrazione e sono soggetti a corrosione da solfuri, il che li rende inadatti agli alimenti contenenti zolfo.
▶ Rivestimenti pigmentati: in genere realizzati aggiungendo biossido di titanio o polvere di alluminio a rivestimenti organosol, epossidici o poliestere per mascherare i punti di corrosione sotto la pellicola, adatti per la riparazione delle saldature in lattine come la carne in scatola.
2Rivestimenti in polvere
I rivestimenti in polvere formano pellicole spesse e complete, offrendo la migliore protezione per i cordoni di saldatura. Non producono emissioni di solventi durante la lavorazione, riducendo l'inquinamento ambientale, e sono ampiamente utilizzati nelle lattine per alimenti e bevande con elevati requisiti di resistenza alla corrosione. I rivestimenti in polvere si dividono in termoplastici e termoindurenti.
▶ Rivestimenti termoplastici: composti principalmente da polvere di poliestere, biossido di titanio, solfato di bario, ecc. La formazione del film è un semplice processo di fusione, quindi durante la cottura dopo la spruzzatura a bomboletta piena, quando la temperatura raggiunge il punto di fusione del rivestimento in polvere, il rivestimento di riparazione si rifonde e si forma. Questi rivestimenti sono altamente flessibili e resistono a vari processi meccanici, ma hanno una resistenza chimica inferiore rispetto ai rivestimenti termoindurenti, assorbendo facilmente i coloranti alimentari. La loro adesione al rivestimento di base è inferiore rispetto al cordone di saldatura, con conseguente forma ad arco a ponte.
▶ Rivestimenti termoindurenti: composti principalmente da resina epossidica/poliestere, si induriscono in composti ad alto peso molecolare tramite polimerizzazione dopo il riscaldamento, formando pellicole più sottili rispetto ai rivestimenti termoplastici con un'eccellente resistenza chimica ma una lavorabilità inferiore.
I rivestimenti di riparazione possono essere suddivisi in rivestimenti liquidi e rivestimenti in polvere. Ogni tipologia ha proprietà uniche dovute a differenze di composizione, applicazione e processi di polimerizzazione.
1. Rivestimenti liquidi
Tra questi rientrano rivestimenti epossidici, fenolici, acrilici, poliestere, organosol e pigmentati, adatti alla riparazione delle saldature nella maggior parte delle lattine per alimenti e bevande.
▶ Rivestimenti epossifenolici: presentano pochi micropori, un'eccellente resistenza chimica e alla sterilizzazione, ma richiedono temperature di cottura elevate. Una cottura insufficiente porta a una polimerizzazione incompleta, causando lo sbiancamento del rivestimento dopo la sterilizzazione, compromettendo le prestazioni e la sicurezza alimentare. Una cottura eccessiva riduce la flessibilità e l'adesione, rendendo il rivestimento fragile e soggetto a crepe.
▶ Rivestimenti acrilici e poliestere: offrono eccellente adesione, flessibilità, resistenza chimica e resistenza alla sterilizzazione. Tuttavia, i rivestimenti acrilici possono assorbire i coloranti alimentari e hanno una resistenza limitata alla corrosione da solfuri.
▶ Rivestimenti organosol: caratterizzati da un elevato contenuto di solidi, formano rivestimenti spessi sui cordoni di saldatura senza bolle, con eccellente flessibilità e lavorabilità. Richiedono meno calore di cottura rispetto ad altri rivestimenti, ma hanno una scarsa resistenza alla penetrazione e sono soggetti a corrosione da solfuri, il che li rende inadatti agli alimenti contenenti zolfo.
▶ Rivestimenti pigmentati: in genere realizzati aggiungendo biossido di titanio o polvere di alluminio a rivestimenti organosol, epossidici o poliestere per mascherare i punti di corrosione sotto la pellicola, adatti per la riparazione delle saldature in lattine come la carne in scatola.
2. Rivestimenti in polvere
I rivestimenti in polvere formano pellicole spesse e complete, offrendo la migliore protezione per i cordoni di saldatura. Non producono emissioni di solventi durante la lavorazione, riducendo l'inquinamento ambientale, e sono ampiamente utilizzati nelle lattine per alimenti e bevande con elevati requisiti di resistenza alla corrosione. I rivestimenti in polvere si dividono in termoplastici e termoindurenti.
▶ Rivestimenti termoplastici: composti principalmente da polvere di poliestere, biossido di titanio, solfato di bario, ecc. La formazione del film è un semplice processo di fusione, quindi durante la cottura dopo la spruzzatura a bomboletta piena, quando la temperatura raggiunge il punto di fusione del rivestimento in polvere, il rivestimento di riparazione si rifonde e si forma. Questi rivestimenti sono altamente flessibili e resistono a vari processi meccanici, ma hanno una resistenza chimica inferiore rispetto ai rivestimenti termoindurenti, assorbendo facilmente i coloranti alimentari. La loro adesione al rivestimento di base è inferiore rispetto al cordone di saldatura, con conseguente forma ad arco a ponte.
▶ Rivestimenti termoindurenti: composti principalmente da resina epossidica/poliestere, si induriscono in composti ad alto peso molecolare tramite polimerizzazione dopo il riscaldamento, formando pellicole più sottili rispetto ai rivestimenti termoplastici con un'eccellente resistenza chimica ma una lavorabilità inferiore.
2. Spessore del rivestimento
3. Integrità del rivestimento
1. Qualità della saldatura
L'integrità dei rivestimenti liquidi per riparazioni dipende in larga misura dalla forma geometrica del cordone di saldatura. Se il cordone di saldatura presenta punti di schizzi, estrusione accentuata o una superficie ruvida, i rivestimenti liquidi non possono coprirlo completamente. Inoltre, lo spessore del cordone di saldatura influisce sull'effetto del rivestimento; generalmente, lo spessore del cordone di saldatura dovrebbe essere inferiore a 1,5 volte lo spessore della lamiera. Per il ferro laminato a freddo secondario o il ferro ad alta durezza, lo spessore del cordone di saldatura è compreso tra 1,5 e 1,8 volte lo spessore della lamiera.
Le saldature realizzate senza protezione con azoto possono presentare una scarsa adesione del rivestimento di riparazione a causa di strati di ossido eccessivi, che provocano crepe nel rivestimento durante i processi successivi come flangiatura, restringimento e bordatura, compromettendo l'integrità del rivestimento di riparazione.
I rivestimenti in polvere, grazie al loro spessore sufficiente, possono risolvere perfettamente i problemi di esposizione del metallo causati da difetti di saldatura, garantendo un'eccellente protezione del cordone di saldatura.
2. Bolle
Formulazioni di solventi non appropriate nei rivestimenti liquidi per riparazioni possono comprometterne l'integrità. Quando i rivestimenti liquidi contengono più solventi a basso punto di ebollizione, o se la temperatura aumenta troppo rapidamente durante la cottura, o se la temperatura del cordone di saldatura è troppo elevata, una grande quantità di solvente evapora durante la cottura, lasciando filamenti di bolle o micropori nel rivestimento, riducendo la copertura e l'effetto protettivo sul cordone di saldatura.
4. Cottura e stagionatura
1. Processo di polimerizzazione dei rivestimenti di riparazione
La cottura e la polimerizzazione dei rivestimenti liquidi possono essere suddivise approssimativamente nelle seguenti fasi: il rivestimento livella e bagna prima il cordone di saldatura e le aree vuote (circa 1-2 secondi), seguita dall'evaporazione del solvente per formare un gel (che dovrebbe essere completata entro 3-5 secondi; altrimenti, il rivestimento colerà via dal cordone di saldatura) e infine dalla polimerizzazione. Il rivestimento deve ricevere calore totale sufficiente, il che influisce significativamente sullo spessore e sulle prestazioni del rivestimento di riparazione. Come accennato in precedenza, un rapido aumento della temperatura durante la cottura può facilmente causare bolle, mentre un aumento lento della temperatura può causare una polimerizzazione insufficiente a causa del breve mantenimento della temperatura di picco.
I diversi rivestimenti presentano tempi di picco variabili durante la cottura; i rivestimenti epossifenolici richiedono tempi più lunghi rispetto ai rivestimenti organosol, il che significa che necessitano di più calore per la cottura.
Per quanto riguarda i rivestimenti in polvere, i rivestimenti termoplastici si fondono semplicemente durante la cottura, senza polimerizzazione, formando una pellicola, mentre i rivestimenti termoindurenti subiscono una polimerizzazione per addizione dopo la prepolimerizzazione e la fusione, per reticolare in composti ad alto peso molecolare. Pertanto, il calore di cottura è strettamente correlato alle prestazioni del rivestimento di riparazione.
2. Impatto del grado di polimerizzazione sulle prestazioni del rivestimento
I rivestimenti di riparazione possono mostrare le loro caratteristiche solo una volta completamente cotti e induriti. Una cottura insufficiente porta alla formazione di numerosi micropori e a una scarsa lavorabilità; ad esempio, i rivestimenti in polvere termoplastici non cotti a sufficienza possono raggrinzirsi durante la flangiatura. Una cottura eccessiva influisce sull'adesione; ad esempio, i rivestimenti epossifenolici sovracotti diventano fragili e soggetti a cricche durante la flangiatura, la strizione e la bordatura. Inoltre, un raffreddamento adeguato dopo la cottura è fondamentale per le prestazioni del rivestimento di riparazione. Ad esempio, se i rivestimenti in polvere termoplastici non vengono raffreddati rapidamente a temperatura ambiente dopo la cottura, il rivestimento potrebbe creparsi durante la flangiatura. L'aggiunta di un dispositivo di raffreddamento dopo il forno può prevenire problemi di cricche nel rivestimento di riparazione durante la flangiatura.
In sintesi, per garantire la qualità del rivestimento di riparazione, ovvero bassa porosità e buona lavorabilità, è essenziale controllare lo spessore e il grado di indurimento del rivestimento.
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Data di pubblicazione: 16-07-2025