Lavorazione del titanio

Sul web si possono trovare molte tecniche di lavorazione e di saldatura del titanio e altrettante opinioni al riguardo, ma è meglio fare un pò di chiarezza sull’argomento per non indurre in errore i neofiti.
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 continua a leggereCi sono diverse classificazioni del titanio, usate per diverse lavorazioni, ma le più comuni in campo ciclistico sono il titanio grado 5 e il titanio grado 9.

Grado 1: titanio commercialmente puro, con basso contenuto di ossigeno. Questa qualità ha basso carico di rottura ed alta duttilità, viene utilizzato per il profondo stampaggio ed è adatta alla deformazione a freddo.

Grado 2: titanio commercialmente puro, con più alto contenuto di ossigeno e maggiore resistenza del Grado 1. E’ il titanio commercialmente puro più largamente utilizzato e offre il miglior compromesso di resistenza, saldabilità e formabilità.

Grado 3: titanio commercialmente puro, con contenuto di ossigeno ancora maggiore del Grado 1 e 2 (> resistenza < duttilità), è ben saldabile. Viene utilizzato per la costruzione di recipienti in pressione.

Grado 4: titanio commercialmente puro, con le caratteristiche di resistenza più elevate. Viene utilizzato per organi di trasmissione e nell’industria aereonautica.

Grado 5: (Ti 6AL – 4V) è la lega di titanio più utilizzata, ha altissimo carico di rottura ma relativamente bassa duttilità. Viene utilizzata principalmente nell’industria aereonautica ed aerospaziale. E’ una lega saldabile.

Grado 9: (Ti 3AL – 2,5V) la lega di titanio con il 3% di alluminio ed il 2,5% di vanadio. Ha alto carico di rottura e resistenza alla corrosione. Questa lega, anch’essa saldabile, è specifica e standardizzata per le tubazioni.

Per quanto riguarda le ultime due leghe, la prima è caratterizzata da un 6% di alluminio e un 3% di vanadio; la seconda è caratterizzata da un 3% di alluminio e un 2,5% di vanadio. Sono le più utilizzate perchè hanno un elevatissimo carico di rottura, però un basso grado di duttibilità, quindi le forme che si possono dare ai telai sono piuttosto semplici. Sul web si possono trovare telai in titanio con forme molto particolari, per esempio a “spirale”, a cui si associa un titanio di grado 5 o 9: se la forma è troppo elaborata allora quest’informazione è sicuramente sbagliata, più probabile che si tratti di un titanio di grado 2.

Detto ciò, bisogna aggiungere le tecniche di saldatura del titanio che, a seconda della tecnica utilizzata, danno dei risultati sostanzialmente differenti.

Una di queste tecniche è effettuata all’interno di una campana nella quale è dapprima creato il vuoto e vengono successivamente immessi gas inerti (Argon). Questa metodologia è raccomandata nei settori automobilistici ed aeronautici e che richiede, oltre a sofisticate e costose apparecchiature, una particolare perizia nell’effettuare saldature, ma che consente allo stesso tempo di ottenere risultati obiettivamente non raggiungibili con gli altri procedimenti di saldatura del titanio. La saldatura in atmosfera completamente inerte, qual è quella ottenibile nella campana di saldatura, permette di effettuare saldature con un cordone di sezione di 6-7 mm; durante la saldatura la zona di fusione si estende ad una sezione di 20 mm, risultato reso possibile dall’atmosfera satura di gas argon che non innesca alcuna reazione tale da pregiudicare le caratteristiche del titanio.

Il metodo più diffuso tra i procedimenti alternativi consiste invece nell’accompagnare la saldatura con il semplice accorgimento di riempire con gas (Argon) i tubi da saldare. Si tratta indubbiamente di una tecnica più facilmente accessible, presenta però una saldatura con una sezione di soli 3 mm. Durante la saldatura, la zona di fusione non deve superare la sezione di 5 mm, altrimenti divengono inevitabili fenomeni di reazione del titanio con l’ossigeno che compromettono le caratteristiche meccaniche del materiale.

Le saldature inoltre influenzano le prestazioni della bicicletta: con la fusione in campana si ottengono telai con migliori caratteristiche meccaniche, infatti a parità di ogni altra condizione, la flessione fra i due tubi saldati con questo procedimento diminuisce del 35% rispetto ai risultati conseguibili con metodi alternativi, come è dimostrato da analisi e prove condotte in laboratorio.

In questo modo il telaio della bicicletta risulta come un “monoscocca” e quindi resta più rigido di un telaio in titanio realizzato in saldatura esterna. Ha una resistenza alla fatica rispetto ad un telaio in alluminio o carbonio e la struttura del telaio non “invecchia”.

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