INDICE:

• SALDABILITÀ DEI PRINCIPALI MATERIALI METALLICI

• EFFETTI TERMICI DELLA SALDATURA

• CARATTERISTICHE METALLURGICHE DEL GIUNTO SALDATO

• Ritiri, Deformazioni e Tensioni Interne

• CENNI SUI CONTROLLI DELLE SALDATURE

ACCIAI – se contengono poco carbonio (acciai dolci) sono facilmente saldabili per pressione o altro metodo; se contengono molto carbonio (acciai duri) si saldano con difficoltà perché sono soggetti al surriscaldamento (penetrazione in superficie degli ossidi). L’aggiunta di 0,6 ¸ 0,7% di manganese nell’acciaio elimina l’ossidazione del carbonio a vantaggio della saldabilità. Nel caso di saldatura ossiacetilenica vengono utilizzati acciai dolci e come metallo d’apporto acciaio a bassissimo tenore di carbonio, esente da zolfo. Per gli acciai dolci non occorrono disossidanti poiché l’ossido fonde a temperatura più bassa dell’acciaio ed ha massa volumica minore. Le proprietà meccaniche vengono migliorate sottoponendo il giunto ad una leggera martellatura a caldo. Per annullare le tensioni interne che si originano nella zona saldata durante il raffreddamento si sottopongono i pezzi a normalizzazione.

GHISA – la saldatura risulta difficoltosa perché fonde senza attraversare uno stato pastoso e per il notevole ritiro al raffreddamento. La saldatura viene limitata alla riparazione di oggetti ottenuti per fusione. Per evitare rotture conseguenti alle tensioni interne prodotte dal ritiro è necessario preriscaldare i pezzi a 700 ¸ 800 °C e farli raffreddare lentamente in forno. Nel caso di saldatura ossiacetilenica si usa come materiale d’apporto ghisa grigia ad alto tenore di silicio che ostacola la formazione della ghisa bianca (molto dura e fragile) e come disossidante miscele a base di carbonato di sodio, silicio, borace. La ghisa bianca non è saldabile.

RAME – si salda meglio quello che non contiene ossigeno, perché l’ossido di rame che si forma durante l’operazione di saldatura determina delle zone scarsamente resistenti alla corrosione. È consigliabile adottare tecniche di saldatura veloci (TIG) o ad arco elettrico con elettrodo rivestito. Si consiglia di preriscaldare il materiale prima dell’operazione e per aumentare la resistenza martellare i cordoni a saldatura ultimata. Nel caso di saldatura ossiacetilenica si usano cannelli potenti (il rame ha elevata conducibilità termica) e come disossidanti si usano miscugli di cloruro di sodio e borace.

Per l'OTTONE bisogna operare con rapidità per evitare la volatilizzazione dello zinco. Come disossidante usare borace.

Per il BRONZO bisogna preriscaldare (circa 650°C) ed operare con rapidità per evitare la separazione dello stagno. Come disossidante usare miscele di borace e cloruro di sodio.

ALLUMINIO – la saldatura è difficoltosa per la formazione dell’ossido d’alluminio che ha maggiore massa volumica dell’alluminio e fonde a temperatura molto più elevata del metallo (circa 2200 °C). Tale ossido rimane incluso nel bagno rendendo difettosa la saldatura. Per tale motivo si impiegano disossidanti a base di miscele di cloruri e fluoruri. Le superfici da saldare esigono un’accurata pulizia e un preriscaldamento a circa 250 °C.

Dopo il raffreddamento, le superfici vanno accuratamente lavate con acqua bollente e soda caustica per eliminare i residui della polvere disossidante che favorirebbe la corrosione.

Per aumentare la resistenza si procede alla martellatura del giunto, operando con moderazione.

Nel caso di saldatura ossiacetilenica, la potenza del cannello deve essere grande per l’elevata conducibilità termica dell’alluminio. Come metallo d’apporto si utilizza alluminio purissimo.

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Durante la saldatura, il materiale vicino al cordone di saldatura è soggetto ad una variazione di temperatura chiamata CICLO TERMICO. Esso consiste in un riscaldamento, in una permanenza ad alta temperatura e in un raffreddamento. I cicli termici sono dei trattamenti termici che possono produrre variazioni della struttura metallografica e quindi delle caratteristiche meccaniche e tecnologiche dei pezzi saldati. I cicli termici possono essere:

SEVERI quando il riscaldamento e il raffreddamento sono rapidi;

DOLCI quando il riscaldamento e il raffreddamento sono lenti.

- Posizione: punti vicini al cordone subiscono lo stesso ciclo termico del cordone di saldatura, ma in tempi diversi; punti lontani subiscono riscaldamenti e raffreddamenti più lenti e una permanenza a temperatura inferiore.

- Procedimento di saldatura: un elevato apporto di calore causa un ciclo termico dolce in quanto è grande la quantità di calore che il giunto deve smaltire. La saldatura in arco sommerso ha cicli dolci per l’elevato apporto termico, la saldatura ad arco manuale ha cicli severi, quella a gas ha caratteristiche intermedie per la bassa velocità di saldatura.

- Spessore e tipo di giunto: maggiore è lo spessore dei pezzi, più grande è la velocità di raffreddamento, poiché la maggior parte del calore viene smaltito per conduzione attraverso i pezzi saldati. Inoltre la velocità di raffreddamento dipende dal tipo di giunto.

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- CONTROLLI DISTRUTTIVI: sono prove di laboratorio (di trazione, durezza , resilienza) tendenti a rilevare le proprietà meccaniche dei pezzi saldati; tali prove distruggono il pezzo su cui si fa la prova, pertanto può essere fatta solo su pezzi campione e non su tutta la produzione.

- CONTROLLI NON DISTRUTTIVI: sono prove tendenti ad accertare l’integrità del cordone di saldatura (mancanza di fessure esterne, inclusioni di ossidi o altre materie estranee, fessure interne). I difetti possono essere all’esterno e quindi più o meno visibili, a seconda delle dimensioni, o interni e quindi non visibili dall’esterno.

- Controlli non distruttivi per difetti esterni

 a. Il CONTROLLO VISIVO a occhio nudo o con lente d’ingrandimento; tale metodo permette di rilevare solo difetto macroscopici del cordone di saldatura (grosse fessure).

b. Il CONTROLLO CON LIQUIDI PENETRANTI; tale metodo permette di rilevare difetti anche microscopici (piccolissime fessure) purché affioranti in superficie.

Le fasi per effettuare il CONTROLLO CON LIQUIDI PENETRANTI sono le seguenti:

Si cosparge la superficie con un sottile strato di talco; questo risucchia il liquido colorato rimasto dentro le fessure e lo cosparge in una zona molto più ampia del difetto (sviluppo), per cui segnala il difetto stesso.

Un esperto osservatore interpreta e valuta la gravità del difetto.

Il METODO RADIOGRAFICO è un controllo che utilizza i raggi X (onde elettromagnetiche di frequenza variabile da 3 ´ 1012 a 3 ´ 1015 MHz e lunghezza d’onda molto piccola variabile da 10-10 a 10-13 m).

Grazie alla piccola lunghezza d’onda hanno un elevato potere di penetrazione nella materia. Il pezzo da sottoporre a controllo viene fatto attraversare da tali raggi che, uscendo dalla parte opposta, impressionano una pellicola fotografica sensibile ai raggi X. Quando i raggi attraversano materiali diversi o una discontinuità (per esempio una inclusione di ossido o una fessura) subiscono un diverso assorbimento e conseguentemente impressioneranno la lastra con sfumature diverse. Queste permettono di segnalare il difetto all’interno del cordone di saldatura. I difetti che segnala con più evidenza sono quelli abbastanza grandi (con dimensioni maggiori di circa il 2% dello spessore del pezzo) e posizionati parallelamente alla direzione dei raggi.

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