Quando si decide di usare la saldatura di perni per ancorare un sistema di identificazione, ci sono due acquisti: la saldatrice — che si ammortizza in anni — e i perni, che sono il materiale di consumo utilizzato in ogni operazione. La scelta della macchina determina quale processo è possibile; la scelta del perno determina se l'unione resiste alle condizioni di servizio e se il sistema di fissaggio dell'etichetta funziona correttamente. Questa guida tratta la seconda decisione.
Cos'è il perno di saldatura come materiale di consumo
Un perno di saldatura è un pezzo metallico di piccole dimensioni — generalmente tra M3 e M25 di diametro — che si unisce metallurgicamente a una superficie metallica tramite un processo ad arco elettrico o a scarica di condensatori. A differenza di un perno filettato convenzionale che si avvita, il perno di saldatura fonde parzialmente e resta integrato nel materiale di base: non può essere rimosso senza taglio o molatura.
Anatomia del perno: punta, stelo e testa
Tutti i perni di saldatura condividono la stessa struttura di base. La punta è l'estremità che entra in contatto con il substrato: presenta una geometria speciale — conica, con flussante di alluminio nei modelli ad arco — che concentra l'energia dell'arco o della scarica e garantisce una fusione controllata. Lo stelo è il corpo del perno, la cui lunghezza varia in base all'applicazione. La testa è l'estremità opposta alla saldatura, ed è la parte che determina come si fissa l'etichetta: può essere filettata, liscia o a filettatura interna.
Norma di riferimento
I perni di saldatura sono normalizzati dalla EN ISO 13918, che definisce geometrie, tolleranze e proprietà meccaniche. Quando si specifica un perno, la referenza include il tipo (PT, UT, IT, PD…), il diametro nominale e la lunghezza prima della saldatura. Dopo la saldatura, il perno perde tra 1 e 3 mm di lunghezza per la fusione della punta, motivo per cui le specifiche indicano sempre la lunghezza prima della saldatura.
Il perno di saldatura è permanente. Una volta saldato, l'ancoraggio è metallurgico e irreversibile. Se l'identificazione deve poter essere spostata o sostituita, il sistema corretto è un gancio o una fascetta, non un perno.
Tipi di perno: testa, processo e applicazione
Il tipo di perno si definisce principalmente in base alla forma della sua testa — che determina come si collega l'etichetta o il supporto — e al processo di saldatura per cui è progettato, che definisce l'intervallo di diametri e materiali compatibili.
Perno filettato (PT / PD): il più comune nell'identificazione
Il perno filettato ha una filettatura esterna sulla testa, come una vite. È il tipo più frequente nei sistemi di identificazione: si salda il perno al pezzo e sulla filettatura si avvita un dado o un supporto portaetichette. Permette di sostituire l'etichetta senza toccare l'ancoraggio. Il modello PT è progettato per il processo a scarica di condensatori (Ø 2–10 mm); il modello PD corrisponde al processo ad arco con ceramica (Ø 2–25 mm). Per la maggior parte delle applicazioni di identificazione industriale, l'intervallo M4–M8 copre il 90% dei casi.
Perno liscio (UT / UD): per ganci e spine
Il perno liscio non ha filettatura: è uno stelo cilindrico che si salda al pezzo e funge da punto di aggancio. Su di esso si posiziona un gancio, un anello o si fa passare il filo di un'etichetta pendente. È l'alternativa quando non si vuole la filettatura — perché la zona è sporca o si teme che si riempia di ossido o proiezioni — o quando il sistema di fissaggio dell'etichetta è un gancio che semplicemente scorre sul perno. Il modello UT è per la scarica di condensatori; l'UD per l'arco con ceramica.
Perno a filettatura interna (IT): ancoraggio pulito sulla superficie
Il perno a filettatura interna presenta una filettatura femmina sulla testa: dopo la saldatura, la superficie resta praticamente piana e la vite o il supporto entra dall'alto. È il tipo adatto quando lo spazio sopra la superficie è ridotto, quando si desidera una finitura visivamente più pulita o quando il supporto dell'etichetta si fissa con vite dall'esterno invece di avvitarsi su uno stelo. Disponibile per il processo a scarica di condensatori.
Tabella riassuntiva: tipi di perno e compatibilità di processo
| Tipo | Codice | Processo | Diametro | Uso nell'identificazione |
|---|---|---|---|---|
| Filettatura esterna | PT (CD) / PD (ARC) | CD / ARC | Ø 2–25 mm | Supporti filettati, portaetichette, dadi |
| Liscio | UT (CD) / UD (ARC) | CD / ARC | Ø 2–25 mm | Ganci, anelli, etichette pendenti |
| Filettatura interna | IT (CD) | CD | Ø 2–10 mm | Supporti fissati con vite dall'alto |
Materiale del perno: quando usare ciascuna lega
Il materiale del perno deve essere compatibile con il materiale del substrato. Un'unione tra materiali incompatibili può essere fragile, generare corrosione galvanica nella zona di saldatura o semplicemente non fondere correttamente. Sono disponibili quattro opzioni in base al processo.
Acciaio (4.8) ramato — l'opzione standard
È il materiale più comune e il più economico. Il rivestimento di rame facilita l'innesco dell'arco e migliora la conducibilità elettrica nella zona di contatto. Si salda sull'acciaio al carbonio senza alcuna complicazione. Le sue proprietà meccaniche (Rm ≥ 420 N/mm², limite elastico ≥ 340 N/mm²) sono sufficienti per qualsiasi applicazione di identificazione industriale. Non è la scelta corretta in ambienti con umidità prolungata, acidi o cicli di lavaggio, dove l'acciaio non protetto può ossidarsi nella zona di saldatura.
Acciaio inossidabile 1.4301/03 (A2-50) — per ambienti corrosivi
L'inossidabile A2-50 (equivalente all'AISI 304) è la scelta quando l'ambiente comporta umidità prolungata, esposizione ad acidi diluiti, ambienti marini, impianti con pulizia frequente o industria alimentare. Le sue proprietà meccaniche sono superiori all'acciaio standard (Rm ≥ 500 N/mm², Rp0,2 ≥ 210 N/mm²). Si salda bene sull'acciaio inossidabile; può anche essere saldato sull'acciaio al carbonio quando la resistenza alla corrosione è richiesta solo nella zona superficiale.
Ottone CuZn37 — conducibilità e applicazioni speciali
L'ottone è disponibile esclusivamente per il processo a scarica di condensatori e in diametri piccoli (fino a circa M8). Il suo uso principale nell'identificazione industriale è nei sistemi di messa a terra o quando il pezzo identificato richiede un ancoraggio elettricamente conduttivo. Si usa anche in ambienti in cui l'aspetto visivo dell'ancoraggio è importante, poiché l'ottone non si ossida in modo apprezzabile in interni.
Alluminio (Al99,5 / AlMg3) — solo per substrati di alluminio
I perni in alluminio sono necessari quando il substrato è alluminio. Saldare un perno in acciaio su alluminio non è fattibile: i coefficienti di dilatazione sono incompatibili e l'unione metallurgica non si forma correttamente. L'alluminio Al99,5 (purezza elevata, più duttile) e l'AlMg3 (lega con magnesio, maggiore resistenza meccanica: Rm ≥ 230 N/mm²) coprono i due intervalli di applicazione. Si saldano preferibilmente per scarica di condensatori; il loro uso con attrezzature ad arco richiede configurazione e gas di protezione specifici — ci contatti.
⚠ Compatibilità tra materiali
Non saldare mai un perno in acciaio su alluminio né un perno in alluminio su acciaio. L'unione non si forma correttamente e c'è rischio di corrosione galvanica accelerata. Allo stesso modo, su substrati zincati o con rivestimenti speciali, verificare la compatibilità prima di selezionare il materiale del perno.
Tabella di compatibilità: substrato × materiale del perno × processo
| Substrato | Materiale del perno | Processo consigliato | Osservazione |
|---|---|---|---|
| Acciaio al carbonio | Acciaio (4.8) | CD / SC / ARC | Combinazione standard, massima economia |
| Acciaio al carbonio (corrosivo) | Inox A2-50 | CD / SC | Resistenza alla corrosione nella zona di saldatura |
| Acciaio inossidabile | Inox A2-50 | CD / SC | Evita la corrosione galvanica; possibile anche ARC |
| Alluminio | Alluminio Al99,5 / AlMg3 | CD | Obbligatorio; punta speciale per alluminio |
| Acciaio zincato | Acciaio o inox A2-50 | SC | Il ciclo corto penetra meglio il rivestimento |
Abbreviazioni di processo: CD = Scarica di Condensatori (Ø 2–10 mm, tempi < 10 ms, senza zona termicamente alterata visibile); SC = Short Cycle / Ciclo Corto (variante ad arco con tempo ridotto, Ø 3–12 mm, adatta a substrati con rivestimenti); ARC = Arco Elettrico con anello ceramico (Ø 2–25 mm, maggiore penetrazione e diametri grandi).
Come specificare un perno: i quattro dati
Quando si ordinano perni di saldatura, la specifica completa include: (1) il tipo di perno secondo EN ISO 13918 (PT, UT, IT, PD…); (2) il diametro nominale in mm o equivalente metrico (M4, M5, M6…); (3) la lunghezza prima della saldatura in mm — ricordando che dopo la saldatura si perdono tra 1 e 3 mm; e (4) il materiale (acciaio, inox, ottone, alluminio). Un esempio completo sarebbe: perno PT M6 × 20 acciaio 4.8, per scarica di condensatori. Con questi quattro dati si può verificare la referenza a catalogo e garantire la compatibilità con l'attrezzatura di saldatura disponibile.
“Specificare il perno corretto non significa solo scegliere il diametro: significa assicurarsi che il tipo di testa sia adeguato al sistema di fissaggio dell'etichetta e che il materiale resista alle condizioni dell'ambiente senza degradare l'unione.”
Ha bisogno di perni di saldatura per il suo sistema di identificazione o non sa quale referenza specificare?
Richiedi informazioniRiepilogo
Per la maggior parte delle applicazioni di identificazione industriale in acciaio — etichetta con supporto filettato su lamiera di 1–4 mm — il perno PT M5 o M6 in acciaio ramato per scarica di condensatori copre il caso d'uso più frequente. L'inossidabile A2-50 entra in gioco quando l'ambiente è corrosivo. L'alluminio è obbligatorio se il substrato è alluminio. Il perno liscio UT è l'alternativa quando il supporto dell'etichetta si aggancia invece di avvitarsi.
I perni sono forniti in scatole o vassoi per processo e materiale. Se ha bisogno di una consulenza sul tipo, diametro o materiale adeguato per la sua applicazione, ci indichi il substrato, lo spessore approssimativo della lamiera e il sistema di fissaggio dell'etichetta che utilizza.