Saldatura a punti: come funziona, parametri e saldatrici per lamiera e batterie

In sintesi: nella saldatura a punti (a resistenza) due elettrodi in rame stringono le lamiere sovrapposte e fanno passare una corrente di migliaia di ampere per una frazione di secondo: il calore che si sviluppa nel punto di contatto fonde un piccolo nocciolo che unisce i due pezzi, senza materiale d’apporto. È il processo delle carrozzerie e della lamiera sottile: per l’acciaio da 1 mm servono indicativamente 8–10 kA per 0,2–0,3 s con una forza di qualche kN, e il nocciolo deve misurare circa 5 × √spessore. Le saldatrici a punti per batterie sono macchine diverse, a scarica, che uniscono le lamelle di nichel alle celle.

Basta guardare una scocca d’auto per capire quanto conta questo processo: migliaia di punti tengono insieme lamiere spesse un millimetro, senza un filo di saldatura in più e senza deformazioni visibili. La stessa tecnica si usa per mobili metallici, quadri elettrici, elettrodomestici, griglie e reti. In piccolo, le puntatrici da banco e le saldatrici portatili per batterie l’hanno portata anche nei laboratori e nei garage.

Qui trovi come funziona, quali parametri contano, cosa si salda e cosa no, come si controlla un punto, la differenza con la “puntatura” ad arco e come scegliere una puntatrice per carrozzeria o una saldatrice per pacchi batterie. Per il quadro generale di tutti i processi parti dalla guida alla saldatura.

Come funziona la saldatura a punti

Il principio è l’effetto Joule: una corrente che attraversa una resistenza produce calore, in misura proporzionale al quadrato della corrente, alla resistenza e al tempo. Nel pacco formato da elettrodo, lamiera, lamiera, elettrodo, il punto con la resistenza più alta è il contatto tra le due lamiere. Lì si concentra il calore, lì il metallo fonde e si forma il nocciolo. Gli elettrodi in lega di rame, che conducono molto bene e sono raffreddati ad acqua, restano freddi e non si attaccano.

Un ciclo di saldatura ha quattro fasi:

  1. Accostamento: gli elettrodi si chiudono e mettono in pressione le lamiere.
  2. Saldatura: passa la corrente, di solito per pochi decimi di secondo.
  3. Mantenimento: la pressione resta mentre il nocciolo solidifica, così non si formano porosità o cricche.
  4. Rilascio: gli elettrodi si aprono.
Disegno tecnico della saldatura a punti a resistenza: elettrodi in rame, lamiere sovrapposte, nocciolo fuso, regola d = 5 radice di t e prova di strappo
Tav. 14 – Due elettrodi in rame stringono le lamiere e fanno passare migliaia di ampere: al centro si forma il nocciolo fuso che le unisce.

Nella norma ISO 4063 il processo ha il numero 21; fanno parte della stessa famiglia la saldatura a rilievi (23), usata per dadi e perni saldati, e quella a rulli (22), che fa cordoni continui a tenuta su serbatoi e lamiere.

I parametri che contano

Parametro Valori tipici su acciaio dolce da 1 mm Cosa succede se sbagli
Corrente 8–10 kA Poca: nocciolo piccolo o assente. Troppa: espulsione di metallo, segni profondi
Tempo 0,2–0,3 s (10–15 periodi a 50 Hz) Troppo lungo: zona calda larga, elettrodi che si consumano
Forza degli elettrodi 2–3 kN Poca: scintille ed espulsioni. Troppa: nocciolo piccolo, impronte profonde
Diametro punta elettrodo 5–6 mm Punta schiacciata: la densità di corrente cala e il punto si indebolisce
Passo tra i punti almeno 20–25 mm Troppo vicini: la corrente passa dal punto precedente (effetto shunt)

La regola pratica per il controllo è il diametro del nocciolo: circa 5 volte la radice quadrata dello spessore della lamiera più sottile. Su lamiera da 1 mm il punto buono ha un nocciolo di circa 5 mm, su 2 mm di circa 7 mm. Le punte degli elettrodi vanno ravvivate con l’apposita fresa quando si allargano: è la manutenzione che fa la differenza tra punti ripetibili e punti a caso.

Cosa si salda a punti

Materiale Saldabilità Note
Acciaio dolce Ottima Il materiale ideale
Acciaio zincato Buona Serve più corrente; lo zinco consuma in fretta gli elettrodi
Acciaio inox Buona Conduce poco: bastano correnti più basse
Acciai ad alta resistenza (carrozzerie moderne) Buona con macchine adeguate Servono inverter potenti e forze elevate
Alluminio Difficile Conduce troppo bene: correnti altissime e macchine industriali
Rame e ottone Scarsa Conducono quanto gli elettrodi

Lo spessore massimo dipende dalla macchina: le puntatrici da banco a 230 V gestiscono di solito due lamiere da 0,5–1,5 mm, le puntatrici inverter per carrozzeria arrivano a 2+2 o 3+3 mm.

Come si controlla un punto

A occhio un punto ben fatto ha un’impronta regolare, leggermente incavata, senza schizzi e senza bruciature. Ma l’unico controllo che dice davvero com’è il punto è distruttivo: la prova di strappo. Si saldano due strisce di prova con gli stessi parametri e si separano con una pinza o uno scalpello: il punto buono non si stacca sul piano di unione, ma strappa un “bottone” di lamiera intera dal pezzo. Il diametro del bottone, misurato con un calibro, si confronta con la regola dei 5√t. Nelle produzioni si fanno prove di strappo a inizio turno e a ogni cambio di elettrodi.

Saldatura a punti in carrozzeria

Nelle riparazioni strutturali delle auto moderne i costruttori indicano spesso proprio la saldatura a punti a resistenza per sostituire montanti, longheroni e pannelli, perché riproduce i punti originali e scalda poco gli acciai ad alta resistenza. Servono però puntatrici inverter con pinze a C o a X, correnti elevate e forze di diversi kN: le piccole puntatrici da banco non bastano. Dove la pinza non arriva si usa la saldatura MIG a tappo o la saldobrasatura, seguendo le indicazioni del costruttore. Per approfondire la saldatura sulle lamiere zincate vedi la guida alla brasatura e saldobrasatura.

Puntatura ad arco: non è la stessa cosa

Molti chiamano “saldatura a punti” anche i punti di imbastitura fatti con il filo, l’elettrodo o il TIG per tenere in posizione i pezzi prima del cordone. Il nome giusto è puntatura (in inglese tack welding): sono brevi tratti di saldatura ad arco, con materiale d’apporto, che servono a fissare il giunto. Non hanno niente a che vedere con la saldatura a resistenza, se non il nome. Per farli bene vedi la guida alla saldatura a filo.

Saldatrici a punti per batterie

Le saldatrici a punti per batterie uniscono le lamelle di nichel ai poli delle celle (le 18650 e 21700 dei pacchi delle bici elettriche, degli utensili e dei monopattini). Lavorano con una scarica brevissima, di pochi millisecondi, da condensatori o da batterie interne, così il calore non arriva alla cella. Sono molto diverse dalle puntatrici per lamiera: elettrodi a penna affiancati sullo stesso lato, correnti di centinaia o poche migliaia di ampere, impulsi regolabili in energia.

  • Lamelle: nichel puro da 0,1–0,2 mm per correnti alte, acciaio nichelato solo per correnti basse perché scalda di più.
  • Doppio impulso: un primo impulso pulisce il contatto, il secondo salda. Riduce schizzi e punti deboli.
  • Mai saldare a stagno le celle: il calore prolungato danneggia la cella e la rende pericolosa.
  • Sicurezza: lavora su un piano isolante, senza anelli o orologi metallici, e verifica le polarità prima di chiudere il pacco. Un cortocircuito su un pacco al litio può provocare un incendio.

Come scegliere una puntatrice

Uso Macchina Cosa guardare Prezzo indicativo
Pacchi batterie Saldatrice portatile a scarica o a supercondensatori Energia regolabile, doppio impulso, penne con cavo robusto da alcune decine a poche centinaia di euro
Lamiera sottile, hobby Puntatrice a pinza a 230 V Lunghezza bracci, timer regolabile, spessore massimo dichiarato da circa 150 a 500 €
Carrozzeria professionale Puntatrice inverter con pinze a C e a X Corrente (10–14 kA), forza, programmi per acciai alto-resistenziali da diverse migliaia di euro
Produzione Puntatrice a colonna o robot Controllo della corrente costante, monitoraggio dei punti su progetto

Tre attrezzi con lo stesso nome

Sotto il nome “puntatrice” si vendono tre attrezzi molto diversi, e confonderli è l’errore più comune. Prima di guardare i modelli conviene capire quale serve davvero.

Tipo Cosa fa Per chi
Puntatrice a pinza stringe due lamiere tra due elettrodi e le salda a resistenza carrozzeria, lattoneria, piccola carpenteria in lamiera
Spotter o tirabolli salda rondelle e chiodini sulla lamiera da un solo lato, per tirare fuori le ammaccature carrozzeria, riparazione bolli
Puntatrice per batterie impulsi brevissimi per saldare il nastro di nichel sulle celle pacchi batterie 18650 e 21700, e-bike, monopattini

Puntatrice a pinza per lamiera

È la puntatrice vera e propria. Le monofase da garage saldano due lamiere da circa 1 mm l’una, qualcosa di più con bracci corti. Contano la lunghezza dei bracci (più sono lunghi, meno forza e corrente arrivano agli elettrodi), la regolazione del tempo e la possibilità di cambiare le punte. Il punto critico è l’alimentazione: queste macchine assorbono picchi altissimi. La VEVOR saldatrice a punti portatile, per esempio, dichiara una potenza di ingresso di 8 kVA e 6.500 A in uscita: con un contratto domestico da 3 kW e un interruttore da 16 A è facile che scatti tutto. Prima di comprarla verifica la linea a cui la collegherai.

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Spotter per carrozzeria

Molti cercano “puntatrice per carrozzeria” intendendo lo spotter: un generatore di impulsi con una pistola che salda per un istante rondelle, chiodini o anelli sulla lamiera ammaccata, che poi si tirano con un martello a scorrere. Non unisce due lamiere, serve a riportare in forma un pannello quando dietro non ci si arriva. Il kit VEVOR da 3 kW ha sei modalità di lavoro e il produttore indica una saldatura su un solo lato fino a 1,2 mm di spessore; la versione VEVOR Dent Puller da 3.500 A ha due pistole, una per tirare e una per saldare, così non si cambia attrezzo a ogni passaggio. Si comprano in kit con martello e materiali di consumo.

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Puntatrice per batterie

Per assemblare o riparare pacchi di celle al litio non si usa il saldatore a stagno, che scalda troppo le celle: serve una puntatrice a impulsi, che con correnti alte per pochi millisecondi salda il nastro di nichel da 0,1–0,2 mm. Le versioni da banco a supercondensatori, come la AWithZ UF20B (99 livelli di potenza, pedale e penna inclusi), sono più costanti; quelle portatili a batteria, come la AWithZ H2 (picco di 1.000 A, nichel puro fino a 0,20 mm dichiarato), bastano per riparazioni e piccoli pacchi. Il nastro deve essere di nichel puro, non acciaio nichelato, se il pacco deve reggere correnti importanti.

Lavorare sulle batterie al litio richiede attenzione: un cortocircuito su un pacco carico può provocare un incendio. Isola sempre i poli che non stai saldando e lavora su un piano non infiammabile.

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Domande frequenti

Come funziona la saldatura a punti?
Due elettrodi in rame stringono le lamiere e fanno passare una corrente molto alta per pochi decimi di secondo. Il calore prodotto dalla resistenza di contatto fonde un piccolo nocciolo tra le lamiere, che le unisce senza materiale d’apporto.

Che spessore si può saldare a punti?
Con una puntatrice da banco a 230 V di solito due lamiere da 0,5–1,5 mm; con una puntatrice inverter per carrozzeria fino a 2+2 o 3+3 mm.

Si può saldare l’alluminio a punti?
Sì, ma servono correnti molto più alte che per l’acciaio e macchine industriali dedicate. Le puntatrici da hobby non saldano l’alluminio.

Che differenza c’è tra saldatura a punti e puntatura?
La saldatura a punti è un processo a resistenza, senza materiale d’apporto. La puntatura è fatta ad arco (filo, elettrodo o TIG) per fissare i pezzi prima del cordone.

Come si controlla un punto di saldatura?
Con la prova di strappo: separando due lamiere di prova, il punto buono strappa un bottone di lamiera di diametro pari a circa 5 volte la radice dello spessore.

Si possono saldare a stagno le batterie al litio?
È sconsigliato: il calore prolungato del saldatore danneggia la cella. Le lamelle si fissano con una saldatrice a punti a scarica.

Quanta corrente serve per saldare a punti?
Sull’acciaio dolce da 1 mm indicativamente 8–10 kA per 0,2–0,3 secondi, con una forza degli elettrodi di 2–3 kN.

Conclusioni

La saldatura a punti è rapida, pulita e non deforma: per la lamiera sottile di acciaio è difficile fare meglio. Il risultato dipende dall’equilibrio tra corrente, tempo e forza, e dagli elettrodi tenuti in forma. Controlla i parametri con una prova di strappo prima di lavorare sul pezzo vero, rispetta il passo minimo tra i punti e non confondere la puntatrice per lamiera con la saldatrice per batterie: sono attrezzi diversi, per lavori diversi.

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