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Principali fattori che influenzano la qualità della saldatura
Dopo la saldatura, lo strato protettivo di stagno originale presente sul cordone di saldatura viene completamente rimosso, lasciando solo il ferro di base.
Pertanto, deve essere rivestito con un rivestimento organico ad alto peso molecolare per prevenire 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 si dividono in rivestimenti liquidi e rivestimenti in polvere. Ciascun tipo presenta proprietà uniche dovute alle differenze di composizione, applicazione e processi di polimerizzazione.
1. Rivestimenti liquidi
Tra questi figurano rivestimenti epossifenolici, 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, con conseguenti ripercussioni sulle prestazioni e sulla sicurezza alimentare. Una cottura eccessiva riduce la flessibilità e l'adesione, rendendo il rivestimento fragile e soggetto a screpolature.
▶ Rivestimenti acrilici e in poliestere: offrono un'eccellente adesione, flessibilità, resistenza chimica e resistenza alla sterilizzazione. Tuttavia, i rivestimenti acrilici possono assorbire coloranti alimentari e presentano una resistenza limitata alla corrosione da solfuri.
▶ Rivestimenti organosol: Caratterizzati da un elevato contenuto di solidi, formano rivestimenti spessi sulle saldature senza bolle, con eccellente flessibilità e lavorabilità. Richiedono temperature di cottura inferiori rispetto ad altri rivestimenti, ma presentano una scarsa resistenza alla penetrazione e sono soggetti a corrosione da solfuri, il che li rende inadatti per alimenti contenenti zolfo.
▶ Rivestimenti pigmentati: tipicamente 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 quelle per carne in scatola.
2Vernici in polvere
Le vernici in polvere formano pellicole spesse e uniformi, offrendo la migliore protezione per le saldature. Non producono emissioni di solventi durante il processo, riducendo l'inquinamento ambientale, e sono ampiamente utilizzate nelle lattine per alimenti e bevande che richiedono un'elevata resistenza alla corrosione. Le vernici in polvere si dividono in termoplastiche e termoindurenti.
▶ Rivestimenti termoplastici: Composti principalmente da polvere di poliestere, biossido di titanio, solfato di bario, ecc. La formazione del film avviene tramite un semplice processo di fusione, quindi durante la cottura successiva alla spruzzatura a pieno carico, 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 minore resistenza chimica rispetto ai rivestimenti termoindurenti, assorbendo facilmente i coloranti alimentari. La loro adesione al rivestimento di base è inferiore rispetto a quella al cordone di saldatura, con conseguente formazione di una struttura ad arco simile a un ponte.
▶ Rivestimenti termoindurenti: Composti principalmente da resina epossidica/poliestere, polimerizzano per riscaldamento trasformandosi in composti ad alto peso molecolare, formando pellicole più sottili rispetto ai rivestimenti termoplastici, con un'eccellente resistenza chimica ma una lavorabilità inferiore.
I rivestimenti di riparazione si dividono in rivestimenti liquidi e rivestimenti in polvere. Ciascun tipo presenta proprietà uniche dovute alle differenze di composizione, applicazione e processi di polimerizzazione.
1. Rivestimenti liquidi
Tra questi figurano rivestimenti epossifenolici, 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, con conseguenti ripercussioni sulle prestazioni e sulla sicurezza alimentare. Una cottura eccessiva riduce la flessibilità e l'adesione, rendendo il rivestimento fragile e soggetto a screpolature.
▶ Rivestimenti acrilici e in poliestere: offrono un'eccellente adesione, flessibilità, resistenza chimica e resistenza alla sterilizzazione. Tuttavia, i rivestimenti acrilici possono assorbire coloranti alimentari e presentano una resistenza limitata alla corrosione da solfuri.
▶ Rivestimenti organosol: Caratterizzati da un elevato contenuto di solidi, formano rivestimenti spessi sulle saldature senza bolle, con eccellente flessibilità e lavorabilità. Richiedono temperature di cottura inferiori rispetto ad altri rivestimenti, ma presentano una scarsa resistenza alla penetrazione e sono soggetti a corrosione da solfuri, il che li rende inadatti per alimenti contenenti zolfo.
▶ Rivestimenti pigmentati: tipicamente 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 quelle per carne in scatola.
2. Vernici in polvere
Le vernici in polvere formano pellicole spesse e uniformi, offrendo la migliore protezione per le saldature. Non producono emissioni di solventi durante il processo, riducendo l'inquinamento ambientale, e sono ampiamente utilizzate nelle lattine per alimenti e bevande che richiedono un'elevata resistenza alla corrosione. Le vernici in polvere si dividono in termoplastiche e termoindurenti.
▶ Rivestimenti termoplastici: Composti principalmente da polvere di poliestere, biossido di titanio, solfato di bario, ecc. La formazione del film avviene tramite un semplice processo di fusione, quindi durante la cottura successiva alla spruzzatura a pieno carico, 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 minore resistenza chimica rispetto ai rivestimenti termoindurenti, assorbendo facilmente i coloranti alimentari. La loro adesione al rivestimento di base è inferiore rispetto a quella al cordone di saldatura, con conseguente formazione di una struttura ad arco simile a un ponte.
▶ Rivestimenti termoindurenti: Composti principalmente da resina epossidica/poliestere, polimerizzano per riscaldamento trasformandosi in composti ad alto peso molecolare, 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 di riparazione dipende in larga misura dalla forma geometrica del cordone di saldatura. Se il cordone di saldatura presenta punti di spruzzo, forte estrusione o una superficie ruvida, i rivestimenti liquidi non possono coprirlo completamente. Inoltre, lo spessore del cordone di saldatura influisce sull'effetto del rivestimento; in genere, lo spessore del cordone di saldatura dovrebbe essere inferiore a 1,5 volte lo spessore della lamiera. Per la ghisa laminata a freddo secondaria o la ghisa ad alta durezza, lo spessore del cordone di saldatura è compreso tra 1,5 e 1,8 volte lo spessore della lamiera.
Le saldature eseguite senza protezione di azoto possono presentare una scarsa adesione del rivestimento di riparazione a causa di strati di ossido eccessivi, con conseguente formazione di crepe nel rivestimento durante le fasi successive come flangiatura, restringimento e bordatura, compromettendo l'integrità del rivestimento di riparazione.
Le vernici in polvere, grazie al loro spessore adeguato, possono risolvere perfettamente i problemi di esposizione del metallo causati da difetti di saldatura, fornendo un'eccellente protezione per il cordone di saldatura.
2. Bolle
Formulazioni di solventi non idonee nei rivestimenti liquidi per riparazioni possono compromettere l'integrità del rivestimento stesso. Quando i rivestimenti liquidi contengono una quantità eccessiva di 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 indurimento dei rivestimenti di riparazione
La cottura e la polimerizzazione dei rivestimenti liquidi possono essere approssimativamente suddivise nelle seguenti fasi: il rivestimento inizialmente livella e bagna la saldatura e le aree vuote (circa 1-2 secondi), seguito dall'evaporazione del solvente per formare un gel (che dovrebbe completarsi entro 3-5 secondi; altrimenti, il rivestimento si staccherà dalla saldatura) e infine dalla polimerizzazione. Il rivestimento deve ricevere un calore totale sufficiente, 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 produrre bolle, mentre un aumento lento della temperatura può comportare una polimerizzazione insufficiente a causa del breve mantenimento della temperatura di picco.
I diversi rivestimenti presentano tempi di cottura ottimali variabili; i rivestimenti epossifenolici richiedono tempi più lunghi rispetto ai rivestimenti organosol, il che significa che necessitano di temperature di cottura più elevate.
Nel caso delle vernici in polvere, i rivestimenti termoplastici si fondono semplicemente per formare una pellicola durante la cottura senza polimerizzazione, mentre i rivestimenti termoindurenti subiscono una polimerizzazione per addizione dopo la pre-polimerizzazione 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 esprimere le loro caratteristiche solo dopo una cottura e una polimerizzazione complete. Una cottura insufficiente porta alla formazione di numerosi micropori e a una scarsa lavorabilità; ad esempio, i rivestimenti in polvere termoplastica non sufficientemente cotti possono incresparsi durante la flangiatura. Una cottura eccessiva compromette l'adesione; ad esempio, i rivestimenti epossifenolici sovracotti diventano fragili e soggetti a crepe 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 termoplastica non vengono raffreddati rapidamente a temperatura ambiente dopo la cottura, il rivestimento può incrinarsi durante la flangiatura. L'aggiunta di un dispositivo di raffreddamento dopo il forno può prevenire problemi di fessurazione 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 stesso.
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Data di pubblicazione: 16 luglio 2025