Estratto dalla Rivista
LA MECCANICA ITALIANA
n. 194 - 1985
La saldatura dei grossi spessori inox,
le saldature eterogenee, le placcature
Wefding of high thickness stainless steei,
eterogeneous material welding, welding overlais
G. VEZZOLI, T.- MANZOLI
Beiteli, MANTOVA
Summary
Sommario
A rapid overview has been carried out on thè processes most
widely employed in wefding of
thick S.S. sections, both for omogeneous and heterogeneous connections (such as carbon or low
alloy steei with stainless steels
and welding overlays).
Sono stati esaminati i principali
processi di saldatura per le giunzioni di grossi spessori in acciaio
inox, sia nel caso di saldature omogenee che per le saldature eterogenee (giunti misti e placcature
mediante deposito di saldatura).
Typical welding problems — mechanical behaviour end structoral
homogeneity of foints for Istance
— are critidsed from thè point of
view of fabricator of big components for petrochemicaf plants, nuclear power plants and off-shore
construetions.
Some relevant problems of practical value are underlined.
L'analisi prende in considerazione le problematiche tipiche della
saldatura (omogeneità strutturale
e continuità meccanica dei giunti)
dal punto di vista del trasformatore impegnato nella produzione di
grossi componenti destinati ai settori chimico, petrolchimico, nucleare e off-shore.
La memoria vuole dunque avere un immediato valore tecnicopratico, fornendo una panoramica
sull'attuale stato delle conoscenze
e delle tecnologie nel campo della giunzione degli acciai inox.
1. Saldatura dei
grossi spessori di
acciaio inossidabile
1.1. Considerazioni gaherall
La scelta di un limite inferiore
cui riferire t'inizio del grossi spessori per gli acciai inossidabili è
piuttosto arbitraria. È facile comprendere come la tecnologia di
fabbricazione del • materiale base » imponga per prima una sua
limitazione peculiare: laminazione,
estrusione, forgiatura, getto sagomato staticamente o per centrifugazione, danno possibilità significativamente diversificate. Inoltre
la stessa tecnologia da risultati differenti in funzione dell'acciaio, delle caratteristiche impartite all'acciaio dal sistema di produzione,
dalla raffinatezza della tecnologia
di cui si dispone.
4 5 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n' 194
In questa occasione si è fissato
il limite di partenza dei grossi
spessori a 1" circa col solo intento di semplificare, per quanto
possibile, sia la trattazione dell'ar. gomento sia l'integrazione con le
altre relazioni.
Con questa suddivisione si definisce un campo in cui dominano
largamente gli inossidabili austenitici; per questi materiali i limiti
superiori sono dati praticamente
dalla sola tecnologia di fabbricazione disponibile. Oltre i 25 mm
troviamo anche gli inossidabili austenoferrftici, i ferriticf tradizionali ed i martensitici, questi ultimi
per applicazioni speciali legate soprattutto all'impiego a temperature elevate.
Pertanto lo spazio maggiore sarà dedicato alle saldature degli
inossidabili austenitici, che oltretutto — a parità di spessore — coprono ancora oggi quote di mercato superiori agli altri acciai inossidabifi.
1.2. Gli inossidabili austenitici:
valutazioni preliminari
I processi correntemente impiegati presso l'industria costruttrice
di caldareria pesante sono: l'elettrodo in manuale (SMAW), l'elettrodo di tungsteno (GTAW) e l'elettrodo fusibile in protezione gassosa (GMAW) nelle versioni da
manuale ad automatico, l'arco
sommerso (SAW).
In linea di principio i risultati
che si ottengono sono equivalenti
e quindi la scelta è regolata dai
soli criteri di produttività e di adattabilità della tecnologia alle condizioni dì lavoro.
In realtà gli aspetti metallurgici, come ad esempio la criccabilità
e la resistenza alla corrosione del
giunto, già attentamente valutati
nella saldatura degli spessori medio-bassi, diventano ancora più importanti nel caso degli spessori
maggiori.
È noto che all'aumentare del volume delle saldature si accrescono le tensioni e le deformazioni
dovute al ritiro; questi fenomeni
sono molto importanti per ì materiali austenitici a causa del loro
coefficiente di dilatazione che è
— indicativamente — 1,5 volte
quello dei materiali ferritfcl.
La grande deformabilità degli
austenitici, che si traduce in capacità di accomodare i tensionamenti, non da tutti i vantaggi sperati, giacché le tolleranze dimensionali possono risultare compromesse.
Il provvedimento più immediato
è la preparazione adeguata del
cianfrino e dei lembi da unire, così
da ridurre il volume del materiale
d'apporto e prevenire l'effetto delle contrazioni.
A sua volta la criccabilità, sia
in saldatura che nella zona termicamente alterata, è collegata in
modo complesso a numerosi fattori tra i quali ha un peso determinante la composizione chimica; tuttavia anche i cicli termici ed i tensionamenti indotti dall'operazione
di saldatura -giocano un ruolo non
secondario e vanno accuratamente stabiliti di volta in volta su talloni del materiale da saldare in
produzione.
A grandi linee si può dire che
limitazioni in fosforo e zolfo nell'analisi, grano fine ed un moderato tenore dì ferrite nel materiale,
inputs termici contenuti entro tempi brevi sono, di solito, le condizioni per limitare i rischi. In realtà le cose si presentano in modo
più problematico. Ad esempio: nei
grossi forgiati non è facile ottenere un grano sufficientemente affinato; gli inputs termici ridotti si
possono ottenere con li deposito
di piccoli cordoni ma questi ultimi,
a parità di volume di saldatura,
possono dare sollecitazioni maggiori di cordoni a sezione più larga; la presenza di stabilizzanti, come Titanio e Niobio, può compMcare i! quadro a causa di induri-
menti della matrice per precipitazioni e formazione di liquidazioni.
In fine nella valutazione del risultato va tenuta presente anche
l'applicazione finale del prodotto,
sicché talora sono possibili piccoli rilassamenti mentre altre volte
è indispensabile ottenere risultati
strettamente mirati (com'è il caso
dei componenti per la produzione
di Urea, ricordato anche successivamente).
1.3. Condizioni particolari
di esercizio
Prima di vedere i campi di applicazione consueti dei processi
GTAW-GMAW-SAW-SMAW è bene
soffermarci su alcune applicazioni
particolari, che richiedono specifiche cautele nell'operazione di saldatura.
1.3.1. Impieghi in esercizio a
bassa temperatura
(-196°C)
È importante contenere il valore
di ferrite nel deposito di saldatura
ad un valore <4% per garantire
l'ottenimento dei valori richiesti di
tenacità espressi in espansione laterale; pertanto i processi di saldatura dovranno contenere l'apporto termico.
Per lo SMAW, ad esempio, si
controllerà il ROL (Run Out Length),
che da una misura efficace dell'energia, mentre per SAW sì aumenterà la velocità di saldatura
contendendo la temperatura di interpass.
1.3.2. impieghi in esercizio ad
alta temperatura
(>350°C)
È opportuno limitare superiormente il contenuto di ferrite
(<12%), mentre per contenere al
minimo il rìschio di cricche a caldo la ferrite non potrà essere presente in quantità inferiore ad un
determinato valore (tabella 1).
Solitamente per determinate condizioni (temperature >500°C) sì
richiede l'uso di materiali d'appor-
46 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n" 194
TABELLA 1 - Contenuti MIN di ferrite In
F.N. per non avere cricche a
caldo
Tipo zona fusa
FN
16.8.2.
0-5-2
316 L
1,5
308
2
316
2,5
308 L
3
347
6
contenuto MIN di ferrite 5%, nel
2° caso si richiede la prova di corrosione secondo AUTAAS e la prova di resilienza Charpy « U » dopo trattamento di fragilizzazione
700°Cx100h.
Queste ultime verifiche risultano
particolarmente selettive per ta
saldatura SAW del 316 L, mentre
permettono l'uso del GTAW e del
SMAW.
to con C < 0,08; in commercio esistono materiali d'apporto denomij nati Low Carbon (LC) con un tenoI re di carbonio Inferiore allo 0,04%.
Questi ultimi riescono a garantire le medesime prescrizioni previste per i primi secondo SFA 5.4
(ASME IIC).
Ma mentre per i fabbricanti di
materiali di saldatura è relativamente facile produrre dei LC, più
problematica risulta la fabbricazione di materiali con 0,88% > C >
D,04%.
Pertanto, in queste applicazioni,
è bene definire la limitazione inferiore al campo di accettabilità
Jel carbonio.
.3.3. Impieghi in esercizio nei
campo nucleare
Particolari problematiche vengoio evidenziate in funzione del tipo
i centrale, se PWR o BWR o se
ìpo LMFBR (Super PhenixJ, nel
enso che mentre nel 1° caso l'uica richiesta da soddisfare è il
1.3.4. Impieghi In ambienti
altamente corrosivi (UREA)
In questo campo dì solito si fa
uso di 2 materiali: il 316 L Mod ed
il 25.22.2, come da analisi riportata
in tabella 2.
Fig. 1 • Preparazione tipica « Narrow Gap »
del cianfrino per processo SAW.
basico e basico con diametro fino
a 5 mm.
Ambedue soddisfano le richieste
di ferrite tra 0 e 1% ed i requisiti
di corrosione, che sono dell'ordine di 0,3 e 0,1 mm/anno rispettivamente per i due tipi, a garanzia
della durata del componente in
esercizio.
La saldatura manuale consente
di ottenere depositi con ottime
caratteristiche metallurgiche e
meccaniche e con un accettabile
aspetto visivo; vengono inoltre garantiti i normali contenuti di ferrite (4-M2%).
Anche qui i processi qualificati
sono GTAW e SMAW, mentre il
SAW non soddisfa i requisiti.
1.4.2.
La saldatura in arco sommerso
(SAW) è generalmente usata per
spessori maggiori di 10 mm per
tutte le giunzioni che ne consentono l'impiego, giacché si tratta di
un processo con notevole resa in
kg/h (circa 3-H5 kg/h) ed una elevata affidabilità anche In smussi
particolarmente stretti (figura 1).
1.4. Campi di impiego dei
processi in esame
1.4.1,
La saldatura con elettrodi rivestiti (SMAW) è vantaggiosa per
le saldature in posizione, per le
riparazioni e per giunzioni di tronchetti al mantello del componente.
In pratica lo SMAW si impiega in
tutti quei casi nel quali non è possibile usare processi automatici.
Gli elettrodi di maggior impiego
sono a rivestimento rutile, semi-
*8ELLA 2 - Analisi chimica dei materfafl per UREA Service
C
Mn
Cr
Ni
Mo
SI
PeS
3t6L
<O,025
8.5
20
16,5
2.7
0,4
<0,015
X 2 CrNIMo
25.22.2
<0.02
4,5
25
22
2.1
0.1
<0,015
Nel processo SAW, notevole attenzione va posta alla temperatura
di interpass, in quanto le energie
dell'ordine degli 84-10 KJ/cm con
filo da 3,25 mm, possono degradare metallurgicamente la ZÌA (Zona Termicamente Alterata) del materiale base (precipitazione di carburi di cromo).
In questo caso si usano particolari accorgimenti per la dissipazione di calore, con l'ausilio anche
di acqua nebulizzata posta al rovescio rispetto alla parte di cianfrino su cui si eseguono le passate di saldatura; cosi si migliora la
velocità di raffreddamento specialmente in ZTA (è noto che gli ac-
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BES KCV-196'C
Eia RES KCU +20"C
FRAGILIZZATE A
75O"C x lOOh
I—I RES KCU *20»C
FRAGILIZZATE A
65O*C x lOOh
BES XCU +2O'C
combinazioni di materiali di saldatura ha permesso di definire le
scelte più idonee in funzione del
tipo di applicazione.
Nella figura 2 sono sintetizzati i
risultati di una di queste indagini,
intese a verfficare l'effetto del variare dei flussi di saldatura.
JSKERVANENTO A *20*C ffl ROTTURA A +2O'cQsNERVAMENTO
t345»C
2
Flg. 3 - Cianfrino per la saldatura GTAW
manuale semiautomatica e automatica.
500 -
1.4.3.
La saldatura con il processo TIG
(GTAW) può essere divisa in diverse sottosezioni.
300
a) GTAW manuale - II saldatore
usa una torcia ed una bacchetta
di materiale d'apporto; con que^
sto metodo si esegue normalmente la 1° passata a piena penetrazione in cianfrino in cui non è possibile realizzare la ripresa al rovescio.
-
200 _
100 _
ò) GTAW semiautomatico - II saldatore opera con una torcia munita di guidafilo che viene alimentato da uno spingifilo in grado di conFORNITORE
Flg. 2 - Caratterizzazione meccanica di una saldatura al variare del flusso di protezione.
cfaio inox hanno una conducibilità
termica bassa, minore del 40% rispetto all'acciaio al carbonio).
Con ciò si riducono globalmente
anche le tensioni indotte con minori ritiri sui pezzi interessati dalla saldatura; inoltre nei giunti circonferenziali sembra che la dissipazione di calore realizzi uno sta-
to tensionale di compressione In
luogo di uno stato di trazione. Ciò
scongiurerebbe il rischio di stress
corrosion.
La combinazione dei materiali di
apporto, filo e flusso, consente di
ottenere ottimi risultati anche a
bassa temperatura (fino a —196
°C). l'esame comparato di diverse
Fig. 4 - Cianfrino (Narrow Gap) per la saldatura GTAW orbitale.
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trollare e regolare la velocità di
uscita del filo; con il TIG semiautomatico il saldatore esegue normalmente passate di riempimento
in giunti anche di discreto spessore; con un particolare addestramento il saldatore può eseguire
anche la 1° passata come descritto per il GTAW manuale. Con questa tecnica si possono ottenere depositi in kg/b quasi similari a quelli ottenibili nel SMAW con un evidente miglioramento della difettologia e della gestione elettrodi.
e) GTAW automatico a filo freddo o filo caldo - Si usa normalmente con un generatore di corrente
non pulsata, per giunti di pezzi che
possono ruotare; questo tipo di processo è adatto a grosse produzioni in serie ed è una valida alternativa al processo SAW fino a
spessori di 20 miti.
d) GTAW orbitale a filo freddo
per giunti di pezzi che non possono ruotare (foto 1) - È un processo
di tipo speciale che normalmente
usa generatori di corrente pulsata,
con impianti appositamente costruiti che si distinguono in pinze
orbitali ed in macchine orbitali. Le
prime si fissano sul tubo da saldare e fanno ruotare la torcia; le
altre sono costituite da una rotaia
che si aggancia al tubo e sulla
quale ruota tutta la macchina e
quindi anche la torcia (o le torce) che può essere servita da un
solo filo o da due fili.
Nelle macerine orbitali l'AVC
(Are Voltage Control - Controllo
automatico della lunghezza dell'arco) permette una notevole escursione della torcia (80 mm) consentendo giunzioni anche In grossi
spessori.
Passando dalla saldatura manuale alla saldatura automatica si richiede una crescente accuratezza
nella preparazione del giunto di saldatura e nell'operazione di assiema tura.
Con le tecniche manuale e semiautomatica di usano i giunti di
figura 3 e con le tecniche automa-
Foto 1 - Macchina orbitale GTAW.
tiche si preferiscono giunti di figura 4.
e l'Elio, le loro miscele e la miscela di Argon con Idrogeno.
Particolare attenzione va posta
alle tolleranze di fornitura dei tubi quando si intenda saldarli con
questo processo [ 1 ] .
Le miscele consentono una migliore penetrazione e quindi un aumento della velocità di saldatura,
a parità di spessore, con la punta
dei tungsteno al 2% Torlo, 60°.
Infine va detto che se per il
GTAW manuale e semiautomatico
si richiedono saldatori adeguatamente addestrati, per il GTAW automatico occorre un operatore di
saldatura e per II GTAW orbitale un
tecnico operatore con una approfondita conoscenza delle tecniche
di programmazione dell'impianto di
saldatura.
Il processo GTAW ha bisogno
della protezione con gas sia sul lato torcia che al rovescio del cianfrino per eliminare il rischio di ossidazione (bruciatura) della saldatura con conseguente necessaria
riparazione.
Questa ossidazione è ben visibile con esame RT e non è tollerabile in ambiente corrosivo. I gas
alfa torcia possono essere l'Argon
Ponendo Argon = 1 è Ar+10 H2 =
10 si ottiene la seguente graduatoria:
Argon — Argon + 25 He - Argon + 50 He - He +
+ 25 Ar - Av + 5 H2 - Av + 10 H2 .
I gas per protezione al rovescio
possono essere Argon e Azoto. L'azoto ha un costo Inferiore ed è
quindi più conveniente, ma non
sempre è accettato dagli utllizzatori; inoltre ha un peso specifico
inferiore a quelli dell'Argon e dell'Ossigeno e pone dunque del problemi per una corretta protezione.
49 I LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n* 194
1.4.4.
Anche la saldatura con processo
MIG (GMAW) per chiarezza e per
comodità può essere suddivisa in
più parti.
a) GMAW semiautomatica - II saldatore opera con la pistola di saldatura; fi generatore può essere di
tipo a corrente pulsata o non pulsata, ma per impieghi di un discreto impegno dal punto di vista difettologico si preferiscono generatori
di corrente pulsata, meglio se di
tipo sinergico.
b) GMAW automatico per giunti
su pezzi che possono ruotare - È
un processo che consente sia la
1° passata, che normalmente si
esegue con leggera oscillazione,
che il riempimento, che può essere oscillato. I generatori possono
essere del tipi già menzionati.
e) GMAW orbitale per giunti su
pezzi che non possono ruotare Questo processo è realizzabile con
impianti particolari, taluni ancora
in fase dì completa messa a punto, ma comunque di sicuro avvenire specialmente se collegati con
generatori di tipo sinergico.
I gas di protezione possono essere: Argon al 2% di ossigeno oppure Argon con il 2% CO2. Il se-
TABELLA 3 • Riepilogo del campi di maggior impiego dei processi SMAW, SAW, GTAW,
GMAW
PROCESSI
Casi
GTAW
SHAW
Tronchetti/
Mantello
X
Giunti in
posizione
X
Long;« eire
Sp. i 15
X
Long.e eire
Sp.7 15
SAW.
Manuale
Semi
Auto
X
Auto
GHAW
Orbitale
Piping in
posizione
X
Orbitale
X
X
X
Auto
X
X
Piping
riempimento
Auto
X
X
X
Piping:1
passata
Semi
X
X
X
X
condo tipo di gas rende l'aspetto
dei cordone di saldatura più liscio
e brillante esente dai piccoli ossidi
superficiali prodotti dalla prima miscela; il CQz tende però a fare aumentare leggermente II contenuto
di C (0,01%).
Anche per questo processo, come per il processo GTAW, si pas-
X
X
X
X.
X
X
sa dal saldatore agli operatori specializzati.
I campi di impiego del GTAW e
del GMAW, si sovrappongono In
molti casi; per questo la scelta di
un procedimento è talvolta determinata dalla disponibilità di impianti, anche se i! GMAW, quando
ben tarato, ha un rendimento in
•-.*?
Foto 2 - Scambiatore in AISI 304 L Sp. 35 mm.
Foto 3 - Basket di Ammonia Converter In A1SI304 Sp. 25 mm.
50 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n* 194
Foto 5 - Curva In AISI 316 L Sp. 20 mm.
Nelle foto 2, 3, 4, 5 sono riportate le immagini di alcuni apparecchi
e di una curva ottenuti con 1 procedimenti menzionati. La foto 6, 7,
8 evidenziano in particolare te zone saldate con macrograffe del cordone sezionato.
Foto 4 - Pompa per Impianto Super Phenfx 1 In AISI
304 L Sp, 25 mm.
kg/h relativamente maggiore e non
presenta difetti di saldatura. Inoltre il procedimento GMAW bene
si presta alla robustezza delle linee di produzione, essendo facilmente interfacclabile con unità di
controllo automatico programmabili.
La saldatura orbitale, associata
sia al procedimento GTAW come
al procedimento GMAW, è indicata per costruzioni in cantiere dove
le giunzioni sono esclusivamente
in posizione.
La tecnica è particolarmente conveniente per medie e grosse serie
di saldature; per piccole serie o
addirittura per saldature isolate
l'uso di macchine orbitali ha senso quando gli spazi operativi sono
DarticoJarmente angusti e/o remoli, o comunque tali da escludere
'affidabilità della saldatura manuae; in questa ipotesi la tecnica orlitale è conveniente anche in sede
'i prefabbricazione.
Per I processi GTAW e GMAW
possono venire Impiegati fili pieni
di silicio (0,8%) perché ciò migliora la penetrazione; comunque nel
processo GTAW si fa uso anche di
filo normali senza silicio.
Per il processo GMAW ci sono
in commercio anche fili animati il
cui impiego richiede una certa cautela, quando si saldano componenti
a pressione.
Nella tabella 3 si riepilogano I
campi di maggior impiego dei processi SMAW, SAW, GTAW, GMAW.
Tutte le saldature eseguite con
i processi menzionati sono esaminate con il controllo UT (Ultrasonic
Test) il cui uso è facilitato da soluzioni con preparazione di cianfrini stretti e a pareti quasi verticali.
Inoltre ciò riduce la sezione saldata col vantaggio di contenere
sia i tensionamenti sia il costo
di fabbricazione.
1.5. Cenni sulla saldatura degli
acciai inossidabili di
minor impiego sui
grossi spessori
La saldatura degli inossidabili
martensltici non rappresenta problemi significativamente diversi da
quelli, noti, dei martensitici non
inossidabili.
La scelta del processo di saldatura è dettata prevalentemente da
esigenze di produzione e vanno tenute presenti le cautele necessario
in presenza di martenslte; preriscaldo e temperatura di Interpass
accurati e piuttosto elevati; materiali e condizioni di saldatura che
scongiurino il rischio della presenza di idrogeno; eventuali trattamenti termici intermedi; trattamenti
termici finali in modo da eliminare
l'austenite residua.
È chiaro, dal quadro precedente,
che i processi automatici, ed in
particolare il SAW, si fanno in qualche modo preferire.
I materiali d'apporto possono essere sia analoghi al materiale ba-
51 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n' 194
gio di utilizzare condizioni di saldatura meno severe.
L'orientamento di massima è di
impiegare tecnologie che permettono l'input termico più ridotto e la
protezione con gas inerte.
Cenno particolare deve essere
fatto circa gli inossidabili Duplex
(tipo SAF 2205) ed I cossiddetti
« superausteniticf » [tipo AVESTA
254 SMo) secondo l'analisi in tabella 4.
Questi materiali sono normalmente impiegati nella costruzione
di piping e piccoli serbatoi per impianti installati su piattaforme marine.
Foto 6 - Macrografia di un giunto in AISI
3041 Sp. 103 mm saldato con processo
SAW per un apparecchio operante a -125
•C.
se sia austenitici; questi ultimi offrono il vantaggio di ridurre i rìschi di infragilimento da idrogeno e di accomodare le tensioni residue df saldatura.
La saldatura di inossidabili ferritici di grosso spessore può comportare numerosi problemi.
I fenomeni, ben conosciuti, di ingrossamento del grano, perdita di
tenacità, eventuale precipitazione
di carburi ai bordi dei grani finiscono con l'essere esaltati dalla necessità di apportare a più riprese
notevoli quantità di energia termica. A questi meccanismi di infragilimento, che già da soli accrescono i rischi di criccabilità, si aggiunge quello legato al passaggio reiterato tra le temperature
di 300 e 500 °C, con rischi analoghi a quelli largamente studiati
per i ferritici bassolegati.
Quando sia disponibile, si può
utilizzare un materiale d'apporto
omologo che va fuso con la cura
di evitare contaminazioni di carbonio e di azoto. Sono anche impiegati austenitici ad elevato tenore di cromo, che offrono il vantag-
I processi qualificati sono GTAW
e SMAW; i processi SAW e GMAW
possono essere usati con particolari precauzioni, ma non sempre
sono accettati dagli utilizzatoti.
Foto 7 - Macrografta di un giunto in AISI
316 H Sp. 93 mm saldato con processo
SAW per un apparecchio destinato ad un
servizio a +650"C.
L'apporto termico è tale che risulta talvolta difficile raggiungere
in tempi brevi la temperatura di
interpass richiesta; per questo si
fa uso defla tecnfca df raffreddamento tra le passate con aria o
con acqua, badando logicamente
che la saldatura sia perfettamente
asciutta prima di procedere alla
successiva passata. L'analisi dei
metalli d'apporto idonei per la saldatura dei due materiali è riportata
nella tabella 5; si nota che per la
saldatura dell'acciaio superauste-
TABELLA 4 - Composizione chimica di un acciaio Duplex e di un acciaio completamente austenltlco
MARCA
A N A L I S I
TIPO
C
SI
Mn
P
S
Cr
SANDVZK
SAF 2 2 0 5
0.030
1.0
2.0
0.030
0.020 22
AVESTA
2 5 4 SMo
0.02
0.5
0.5
0.015
0.002
Ni
5.5
20
18
Ho
N
3.0
0.14
6.1
0.21
TABELLA 5 - Composizione chimica tipica del metallo df saldatura per acciai Duplex e
completamente austenitici
MATERIAL
BASE
RIVESTI
o
AWS
MENTO
Si
X
X
Mn
X
0.8
O.«
22
9.3
3
/
0.5
2
21
60
9
3.5
SAF 2205 2 2 . 9 . 3 L Seminaste i 0.02
254 SMo
EHICrMo
Basico
A NA L I 5 I
Ni
Mo
Cr
%
X
X
C
0.025
Nb
X
ALTRI
N 015
Fé 7
52 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n° 194
che si vengono a formare nella zona di interfaccia tra l'acciaio al carbonio e la zona fusa.
k
20 .
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IO-
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l««r
—
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O
. 100
0
200
300
100
400
200
500
600
700
800
•F
Si tratta quasi sempre di giunzioni circolari di interconnessione
tra f bocchelli del componente ed
il piping, cosi come di giunzioni tra
i diversi spools che compongono
una linea di piping.
Se per esempio un acciaio Inossidabile tipo 304 viene saldato
sema metallo d'apporto ad un acciaio al carbonio, con diluizione
del 50%, si ottiene in zona fusa
una struttura martensitica la cui
durezza dipende largamente dal
contenuto di C apportato dall'acciaio al carbonio; nel)'esercizio, ad
alta temperatura, un'ulteriore migrazione del carbonio verso la
struttura martensitica rende ancora
più fragile la zona di interfaccia
(figura 7).
Per ottenere le migliori proprietà fisiche e metallurglche di tali
giunti sf devono considerare i diversi coefficienti di dilatazione dei
due materiati base da unire e dei
materiale d'apporto che si intende
adottare (figura 5); inoltre bisogna
prestare attenzione alle strutture
Considerando invece una saldatura con materiate d'apporto del tipo AISI 309 e con diluizioni del lato
acciaio al carbonio del 30+40%
max si ottiene una zona a struttura
ferritico/austenitica con ferrite dal
64-10%. It campo di variabilità delia diluizione ed il campo di varia-
300
400
•C
Fig. 5 - Coefficienti di dilatazione termica al variare della temperatura per alcune leghe
di maggior Impiego,
nitico si fa uso dell'analisi corrispondente all'INCONEL 625.
Particolare cura va posta nel caso di riparazione di questo materiale, giacché si ha un depauperamento di Molibdeno In matrice dovuto ai successivi riscaldi cosi che
le proprietà di resistenza alla corrosione in acqua di mare, possono
risultare compromesse.
2. Saldature eterogenee o
giunti misti
È bene notare che I diversi coefficienti di dilatazione introducono
importanti difformità tra valori di
tensioni residue allo stato di come saldato (figura 6); i successivi
trattamenti termici, quando richiesti, ed anche te temperature di
esercizio a cui lavorerà il giunto,
possono generare altre tensioni
che si compongono con quelle preesistenti accrescendo in taluni casi II rischio di cricche [2, 3].
Si esaminano in questa parte le
giunzioni tra acciai Inossidabili delia serie 300 ed acciai al carbonio
o bassolegati con qualche accenno
alla tecnica dell'imburraggio per
giunti particolari tra acciai bassolegati.
Ouesti casi si presentano nella
costruzione di scambiatori di calore e di piping destinati ai settori
chimico, petrolchimico e nucleare.
I processi di saldatura normalmente usati sono il GTAW per la
1° passata a piena penetrazione e
lo SMAW per il riempimento.
Flg. 6 • Linee equltenslonail In una saldatura eterogenea.
53 ( LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n* 194
bilità della ferrite sono correlati al
tipo di materiale d'apporto utilizzato, come si può osservare dal diagramma di Schaeffler riportato in
figura 8. Il diagramma considera le
sole passate eseguite sull'acciaio
al carbonio (figura 9) che devono
essere « piatte » per contenere la
diluizione del materiale base entro i valori anzidetto
Nel centro della zona fusa la ferrite tende al valore percentuale
contenuto nel materiale di saldatura, che sarà prossimo al 20% per
un 309 MoL; si possono dunque
schematizzare due zone a diverso
contenuto di ferrite come indicato
in figura 10.
21
—
34
-
\
20
N
te
Nel primo caso la via più economica per ottenere giunti misti è
quella che impiega un metallo di
apporto tipo 309 MoL; così facendo si può tollerare una diluizione
dell'acciaio al carbonio relativamente maggiore (figura 8); inoltre il
basso carbonio di questa lega contribuisce a ridurre lo spessore della banda di martenslte comunque
presente all'interfaccia con t'acciaio al carbonio (figura 9).
Quando è richiesto II trattamento sì procede all'imburraggio del
lato acciaio al carbonio o bassolegato con uno strato di 309 MoL ed
uno strato di elettrodo del tipo similare all'AISI da accoppiare, quindi si procede ai trattamento e poi
alla saldatura del giunto, reso in
questo modo omogeneo. Eseguendo
invece prima tutta la saldatura e
dopo it trattamento si possono
creare delle cricche la cui rimozione risulta alquanto problematica
in seguito all'indurimento del deposito. Le cricche insorgono per
l'effetto combinato della disomogeneità delle tensioni residue del
giunto e dell'indurimento delle zone saldate dovute al trattamento
/
\
s
12
/
/
/
a
\
4
''
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«arti
,
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(
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.,00
;
•
» - -
N.
UH f
+ M
^
• F
/
3
0
L'alto valore della ferrite nel centro della zona fusa obbliga a distingui re li caso In cui non è richiesto
trattamento termico di distensione
dal caso in cui è richiesto.
—A M -
N.
F<irtiK|
.
/
0
4
B
Ora ntum Eaubalw4v%Ct>%Mo+t J
12
16
IO
24
28
32
35
40
Flg. 7 - Schaeffler dlagram • Saldatura mista senza materiale d'apporto
NlckBf EqUvalmf %Nl+30i%C+0.SX%l*l
r
2S
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20
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IS
20
24
21
32
»
40
Flg. 8 - Schaeffler diagram - Saldatura mista con materiali d'apporto della famiglia 309
termico che provoca la trasformazione della ferrite in fase sigma.
Dunque, in ultima analisi, la zona
pericolosa di una giunzione mista
è quella situata entro 0,5 mm dall'interfaccia acciaio al carbonio e
bassotegato. In questa zona, sotto
l'azione del trattamento termico e
del funzionamento in esercizio, migra il carbonio formando composti
duri da cui si possono originare
microcricche.
54 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n' 194
3. Placcature mediante
deposito di saldatura
3.1. Considerazioni generali
Solitamente da una placcatura
si richiedono caratteristiche che fi
materiale di supporto non ha, o
possiede solo in misura modesta;
si tratta, generalmente, della resistenza alla corrosione o all'abrasione.
cs.
LPassate
piatte per contenere
I H diluizioni) dal C.S.
Fig. 9 - Saldatura con tecnica dell'lmburragglo.
(1
L'operazione di placcatura deve
avvenire con modalità tali che il
materiale d'apporto conservi le caratteristiche per le quali è stato
scelto. Per questo è importante che
siano realizzate altre condizioni al
contornò affinchè l'operazione sortisca I risultati migliori.
1
VA
\ \
\
X 4L
\
Zona con ferrite a l N 20%
Zona con ferrite dal 6+lOX
Zona d'interfaccia Spnax
O.Sntm
(presenza di martenslta)
Soluzione t,
I-Passata GTM con filo
alnllar*.a.lla placcatur»
2-Saldatura di rieopi«ento in SMV Tp309*)L
FJg. 10 - Zone a diverso contenuto di ferrite fn un giunto misto.
Per superare tutte le problematiche metallurgiche strutturali esposte, nei giunti misti tra F22 e
AISI, si preferisce procede all'imburraggio dell'acciaio bassolegato
con INCONEL (ENiCrFe3J, eseguire il trattamento termico e quindi
completare il giunto.
Un caso particolare di saldatura
eterogenea è quello tra giunti placcati che non possono essere ripristinati al rovescio, ovvero sulla
placcatura. Vi sono tre modi per
procedere e la figura 11 li riassume.
La soluzione C è fa sola a permettere un riempimento con materiale simile al base; ciò consente
di escludere i problemi tipici della
saldatura mista (differenti tensioni,
migrazioni di carbonio, ecc.) ma
non sempre viene accettata dall'en:e tecnico dell'utilizzatore che in
jenere non ha confidenza con lo
itrato dì imburraggio in Fé Armco
itISI Berte 30°
V//////J
AISI S«rl< 300^--'
Nota: L'iftburraulo 1 pud asa«ra eneguito in Intonai nal fluai caso anche
la Hldatura 3 aort in Incolte!
Soluzione B
1-Ioburraggio 1* strato
3O9N0L; 2* strato s l mllara placcatura
2>Paaa«ta OTAW con filo
aInilare alla placcatura
3-SaldaturB di rleepiaonto In SUA* con ans
l i s i •lallar* alla
placcatura
Soluzione C
1-Pasaata GTAH con filo
•ìoilsr^ alla placcatura
2-Strato con ENAV 309L
3-Strato con SlUV in
Farro AHHCO
AISI SerlB_30O
4-RiflBpliMnto SJUH con
anallai s l a l l s r a «1
intarlale bas»
Fig. 11 - Giunti tra materiali placcati.
55 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n' 194
TABELLA 7 • Placcature con deposito monostrato e con deposito mulHstrato
Innanzitutto devono essere mantenute le caratteristiche del materiale base, la cui ZTA può subire
importanti trasformazioni e correre il rischio di cricche a causa delle forti energie In gioco nei processi di placcatura.
MONOSTRATO
308L| 316L |347| UREA
/
SMAW
Il materiale base a sua volta, da
un'impronta al modo con cui il materiale d'apporto « cresce » sopra
di esso, sia attraverso la migrazione degli elementi di lega — e
del carbonio in particolare — sia
mediante il dimensionamento del
grano della placcatura che si « forma » sulla dimensione del grano
del materiale base.
MIJLTIS1PRATO
1* strato
2° iÌ altr
308LÌ 316L| 347 UREA 308L 316L
309
Mo L 308L 316L
309L
SAW filo
SAW nastro
309Ho
L
309L
309
NbL
h
ESW nastro
347 UREA
309 L
308L
316L
347
309 L
UREA 308L
316L
347
309 l
308L
316L
347
UREA
Note:
Con monostrato si depositano mediante 4+5 mm e si garantiscono 3 mm di analisi
non diluita.
Con bistrato si depositano mediamente 8-9 mm e si garantiscono gii ultimi 3 mm di
analisi non diluita.
In termini più concreti: la placcatura di un acciaio a basso carbonio
TABELLA 6 - Processi usati, dati caratteristlcl e campi di Impiego della placcatura per
deposito di saldatura
Kg/h
strtiti
347 UREA
Amp
IMPIEGO
SNAW 0 4
1.5
140
X
X
No
SMAW 0 5
1.7
170
X
X
No
SAW filo 0 3,25
4,50
350
X
X
SAW nastro 30x0,5
7
600
X
SAW anstro 60x0,5
12
700
SAW nastro 90x0,5
22
ESV nastro 60x0,5
X
X
No
X
Si
X
Si
1300
X
Si
22
1200
X
Si
ESW nastro 90x0,5
37
1700
X
Si
GTAW filo 0 X,2
1,2
150
X
GHAW filo 0 1,2
1,64-2
150
X
Sì se con filo caldo
X
X
V
0
0
n
0
u
u
•H
>
•pi
e
+J
u
•H
ti
Q.
•H
K
3
W
3
t-i
•U
•H
•H
DI
0
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4)
a
m
V
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•H
U
•H
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0
•H
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0
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a.
a<o
a.
«
Si se oscillato
0
L, a
e u
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v a
*J
0
v0 e0
rO
s
a
V)
E
calmato con alluminio avrà più probabilità di successo di quella effettuata su un acciaio a carbonio
elevato e calmato con silicio.
Una placcatura ben fatta ha, alla fine, un comportamento meccanico davvero brillante, a volte utilizzato nei giunti tra tubo e piastra tubiera dove la piastra è lavorata in modo da realizzare col
tubo un giunto dì testa che viene
saldato con il processo IBW (Internai Bore Welding - Saldatura TIG
all'interno del foro).
Un momento abbastanza delicato del procedimento di saldatura è
II trattamento termico.
Il trattamento è, di solito, indispensabile per ottenere it rinvenimento e la distensione della ZTA
che, come largamente sperimentato, è il punto più delicato dell'insieme.
Tuttavia le temperature più convenienti per il materiale base cadono spesso nell'ambito delle temperature critiche per il materiale d'apporto. Inoltre, com'è già stato ricordato, durante questi trattamenti si favorisce la diffusione del carbonio che peggiora la situazione
all'interfaccia.
56 f LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n* 194
Per tutto questo, le temperature
di trattamento vengono scelte nell'ambito Inferiore del range consentito ed il trattamento stesso è
fatto talvolta dopo l'applicazione
del primo strato di placcatura, in
modo che il secondo strato — a difesa diretta dall'ambiente ostile —
consèrvi prati camme n te Inalterate
le sue caratteristiche.
sa (10+18%) ed è anche garantita,
in alcuni casi, l'analisi Low Carbon;
con gli altri processi e nelle altre
condizioni è necessario eseguire
sempre almeno due strati In modo
da garantire l'analisi richiesta. Comunque non sèmpre le norme applicabili consentono il monostrato
e talvolta è necessario depositare
più strati, specialmente nel caso di
depositi su piastre tubiere di scambiatori, in cui sia richiesta la saldatura dei tubi o la semplice mandrlnatura di forza.
Normalmente si cerca di effettuare I depositi eseguendo gli stra-
3.2. Procedimenti usati
Sono numerosi i componenti per
l'industria chimica, petrolchimica e
nucleare che richiedono placcature mediante deposito di saldatura
nei vari tipi 308 L, 316 L normale o
modificato Urea, 347 ed in acciaio
Duplex, con uno o più strati.
Normalmente i materiali base sono in Acciaio al Carbonio e bassolegati fino al 3% Cr-1 Mo.
Le tecniche di deposizione sono
molte e cosi i processi, che oltre
allo SMAW-SAW a filo ed a nastro
•— GTAW-GMAW — comprendono
anche II processo ESW (Electro
Slag Welding - Saldatura ad elettroscorlaj a nastro.
La scelta di un processo è condizionata dal tipo di servizio che
t'apparecchio è chiamato a svolgere, dalle richieste della normativa
applicata, dalla tecnica di deposizione, dal processo costruttivo del
componente e, non ultimo, dal fattore economico; a parità di ogni altra condizione si sceglie il processo a pii) alta produttività.
R«aoiaztonc ed alimentazione dai nastra
AUmen tazlonc del flusso
Ganasce partale orpyn te
Scoria solidificata
Scqrla 1i quida
Arco di saldatur
5 ima
passata
Spessore dalla scoria
La tabella 7 evidenzia con quali
processi ed in quali condizioni è
ottenibile i) deposito monostrato:
col processo SAW a nastro si ha
una diluizione relativammente bas-
I Pana in•azione *r
Distanza dell* ganasce dal pezzo
. 25+40 wn
Linea di riferimento del
Direzione della placcatura
metallo base
PROCESSO SAW
Regolazione ed alimentazione del nastro
Alimentazione del flusso
Ganasce portacorrentn
La tabella 6 da un'indicazione del
kg/h pratici, funzione dei vari processi ed I vari campi di Impiego
presi come esempio.
Ora è necessario dare alcune
informazioni sulle varie tecniche
operative, distinguendo tra il deposito monostrato e quello a più
strati.
Spessore della
•Scoria solidificata
Scoria liquida
h-i
ira
Spessore della
isaata«w San
Spessore dalla scoria
ine t ragiona 0.3*0.5 «w
elettroconduttrice liquida lOon*
Distanza delle aanqpce dal
2&+40 mn
Linea di riferimento del
Direziona della placcatura
PROCESSO ESW
metà U n base
Flg. 12 - Schemi di principio del processo SAW e ESW per la placcatura con depositi di
saldatura
a nnotrn
nastro.
oa
Matura a
57
|
LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n* 194
Solo nel transitorio iniziale si
assiste all'innesco dell'arco tra nastro e materiale base.
Foto 8 - Macrografia di un giunto Narrow
Gap con processo SAW tipo 304 L Sp. 65
mm per centrale PWR.
ti nel modo indicato nella tabella
7, facendo uso nel caso de! processo SAW ed ESW di flussi neutri
adatti per tutti i tipi di nastro o di
filo. Con l'impiego di questi flussi
si riducono le tipologie del flussi
a magazzino e non c'è possibilità
di confusione.
Come si può notare nella tabella 6 ì due processi che fanno uso
del nastro sono SAW e ESW (foto
9 e 10), quest'ultimo con una più
alta produttività [ 5 ] ; va da sé che
dovrebbe quindi essere il processo maggiormente utilizzato, È bene
però spendere qualche parola per
dare alcune indicazioni molto sommarie in merito ai due processi e
per fare un po' di storia, anche se
recente, relativa all'impiego di quest'ultimo processo nella costruzione di grossi componenti per l'industria petrolchimica.
L'impianto di saldatura per i due
processi è lo stesso, ma mentre
per II processo SAW si può saldare indifferentemente con la caratteristica del generatore a voltaggio
variabile o costante, con II processo ESW si deve usare solo voltaggio costante in modo che la velocità di uscita del nastro sia sempre costante; Inoltre nel processo
ESW si dovrà togliere la seconda
scarpetta posteriore portaflusso ed
applicare talvolta due bobine magnetiche per K controllo della forma del bagno di deposito.
Il processo ESW è stato da poco
tempo introdotto in Europa ed in
Italia dalla SOUDOMETAL [6]
mentre in Giappone viene usato ormai da parecchi anni sotto il nome
« Shallow penetration process ».
Con questa tecnica I costruttori
giapponesi hanno placcato per deposito parecchi componenti; su alcuni di questi si è però riscontrato
il distacco del deposito dal mate-
Attualmente l'uso del processo è
consigliabile solo quando la diluizione è simile a quella del processo SAW; va comunque rivolta una
particolare attenzione alla dimensione del grano austenitico che si
viene a formare nella prima zona
di deposito austenitico sopra la linea di bonding. Una soluzione innovativa, brevettata in Bellell, risolve il problema del disbonding,
considerando l'impiego di uno strato cuscinetto in Ferro Armco ottenuto sempre per deposito.
3.3. Tecniche di deposito
I ripristini di placcatura sono
eseguiti con le medesima tecnica,
indipendentemente dal processo di
saldatura impiegato per l'esecuzione del deposito; cioè si fanno sempre passate parallele alla preparazione.
La tecnica di placcatura mediante deposito è invece legata al tipo
di processo usato.
Nei SMAW si eseguono longitudinali mentre nel GMAW automatico si effettuano passate circonferenziali a partire da diametri
di 40 mm.
Lo schema di principio, come
funzionamento, dei due processi è
riportato in figura 12.
Anche il SAW a filo utilizza la
passata circonferenziale; il minimo
diametro interno placcarle con
questo metodo è di 150 mm.
Il processo SAW sfrutta l'energia termica sviluppata dall'arco
elettrico per la fusione del nastro
sotto la protezione della scoria prodotta dal flusso.
Nel processo ESW si utilizza invece l'energia termica prodotta per
effetto Joule della corrente elettrica che passa dal nastro al materiale base attraverso la scoria liquida elettroconduttrice.
riale base. Questo fenomeno è chiamato » Disbonding - e la letteratura in merito è assai copiosa in
quanto, da più parti il problema viene analizzato e studiato al fine di
identificarne le cause e di trovarne
il rimedio.
Foto 9 - Deposito monostrato di saldatura
ottenuto con procedimento SAW a nastro
60 x 0.5 mm Tp. 309 NbL.
II SAW a nastro stretto (30 x 0,5
mm) può impiegare passate longitudinali o passate clrconferenziali,
quest'ultima tecnica richiede una
messa a punto relativamente più
difficoltosa ma elimina i tempi morti degli start/stop; inoltre la forma della zona placcata rimane pressocché cilindrica; le passate trasversali modificano invece la geometria interna della virola allonta-
58 j LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n" J94
rispondenza delle saldature longitudinali e circolari del mantello,
nonché la placcatura per deposito
di saldatura delle flange di estremità del mantello.
Il ripristino può essere eseguito
in due diversi modi: con elettrodo
in Tp 309 L per temperature di esercizio inferiori o uguali a 310 °C,
con elettrodi in Inconel per temperature di esercizio maggiori di
310 °C. Per alcune applicazioni Putii izzatore accetta anche ripristini
con elettrodo in 308 L, che vengono eseguiti con ia tecnica dell'imburraggio con II 1° strato in Tp
309 L.
Il deposito sulla flangia può essere in Tp 308 L o Inconel, sempre
in funzione della temperatura di
esercizio dell'apparecchio.
Foto 10 - Deposito monastrato di saldatura ottenuto con procedimento ESW a nastro 60x0,5 inm Tp. 309 L.
nandola dalla forma circolare tanto
più quanto è minore II suo diametro Interno.
Le passate circonferenzialr possono essere ad elica o a slalom;
sui piccoli diametri però fa seconda soluzione può produrre nella
» zona di slalom » delle inclusioni
di scoria che ne sconsigliano l'uso.
Con SAW e ESW a nastro largo
>60 mm) si placcano ampie su>erfici con passate circolari ad eli:a senza interruzioni (bobine fino a
!00 kg). Per diametri superiori ai
00 mm si usa anche la tecnica
la Ioni.
Nella placcatura, indipendenteìente dal processo e dalla tecnica
sata, si devono osservare alcune
indicazioni di carattere generale
quali, l'accurata pulizia della superficie da placcare, il preriscaldo a
100 °C durante l'esecuzione del
1° strato di deposito, il collegamento della massa sul Iato opposto
alla posizione di partenza del deposito.
L'analisi chimica del deposito è
regolata dall'interazione (diluizione) tra il materiale d'apporto e quello di base; la diluizione a sua volta dipende dal processo e dalla
tecnica usati, secondo quanto indicato in tabella 8.
La costruzione di apparecchi placcati per laminazione in acciaro ferritico tipo 405 e 410 S richiede il
ripristino della placcatura In cor-
3.4. Controlli
Normalmente le richieste delle
norme relative ai depositi sono: !
controlli PT e UT come verifica dell'assenza scoria tra le passate nella zona di sormonto ed assenza di
underclad cracking; la prova di piega; l'esame ma ero con misura dell'andamento delle durezze Hv e
l'eventuale Micrografia per la misura della ferrite secondo l'atlante di
riferimento U.S. [ 7 ] ; il controllo
della ferrite magnetica e l'Analisi
Chimica per la garanzia dello spessore resistente alla corrosione.
Prove supplementari sono richieste specialmente per i depositi tipo Urea, tra I quali l'indagine per
ricerca delle cricche secondo il criterio STÀMICARBON e la prova di
corrosione integranulare.
Accorgimenti particolari vanno
presi nel caso di deposito su flange
con sedi di tenuta per anelli tipo
ring joint, in modo da non superare i 12 mm di deposito giacché
durante il successivo trattamento
termico potrebbero formarsi delle
microcrìcche da tensioni per i differenti coefficienti di dilatazione.
Un altro accorgimento riguarda
il caso di deposito multistrato, per
59 | LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n' 194
TABELLA 8 - Relazione tra parametri di saldatura e diluizione
1
f
con
v=cost
Diluizione
Spess.depos.
Poi a rità
• f Testa
sald.
con
I=cost
\
f
Ferrite
f
\
\
r
—\
I
SAW
Submerged Are Weldlng Processo Arco Sommerso;
ROL
Run Out Length • Lunghezza di deposito con un
elettrodo;
ASME
American Society of Mechanical Engfneers;
PWR
Pressure Water Reactor;
BWR
Boilfng Water Reactor;
LMFBR
Liquid Metal Fast Breeder
Reactor;
Zona termicamente alterata;
Are Voltage Control Controllo automatico della lunghezza dell'arco;
Radlographic Test;
Ultrasonic Test;
Internai Bore Welding Saldatura TIG all'interno
foro;
Electro Siag Welding Saldatura ad elettroscoria;
Penetrant Test.
Temp. T
preriscaldo
t
—~
\
ZTA
Legenda :
I
= Intensità di corrente
v
= Velocità di saldatura
.T
f
AVC
RT
UT
IBW
Aumento
Lieve aumento
—*- Nessun cambiamento
V
Lieve diminuzione
I
Diminuzione
ESW
PT
il quale è bene non avere mal più
di uno strato del tipo 309 L; infatti
qualora fosse necessario effettuare riparazioni dopo il trattamento
termico potrebbero nascere problemi a causa deH'infragilfmento
prodotto dalla trasformazione della ferrite del deposito in fase
sigma.
Nel caso di depositi in acciaio
Duplex tipo SAF 2205 è bene eseguire sempre il primo strato con
materiale 309 MoL, come se fosse
un imburraggio.
vono applicare I processi di saldatura oggi maggiormente usati.
Da ciò segue che non si possono esprimere dei crlterl generali
di saldatura, perché ogni particolare applicazione fa storia a sé.
Per questo' l'ottimizzazione del
binomio qualità-costo è qui, più che
altrove, legata al know how del trasformatore; da parte sua non deve
e non può sottrarsi al lavoro di ricerca e di aggiornamento richiesto
da una tecnologia in continua evoluzione, quale è la saldatura degli
acciai inossidabili.
4. Conclusioni
Nella presente memoria abbiamo
inteso riassumere le principali conoscenze relative alla saldatura di
grossi spessori in acciaio inossidabile ed alle giunzioni eterogenee.
Ne è venuto un quadro che, pur
nella sinteticità della trattazione,
evidenzia quanto ampia e complessa sia la casistica alla quale si de-
Legenda
SMAW
Shielded Metal Are Welding - Processo con elettrodo rivestito;
GTAW Gas Tungsten Are Welding • Processo TIG;
GMAW Gas Metal Are Welding Processo MIG;
Bibliografia
[1] T. Msnzoii: • Progettazione di componenti in acciaio inossidabile austenltlco di grosso spessore, alio luce di
conoscenze ed esperienze pratiche
maturate nell'ambito della progettazlono e realizzazione dei giunti saldali • - Convegno AIPI • La progettazione delle strutture saldate », 28
maggio 1985.
[2] • Dissimilar Metal Welds. Transltion
Jolnts li t era ture Revlew by C.D. Lundin > - Welding Journal, feb. 82.
[3] - Austeri (tic Stalnelss Steel -Ferrillc
Steel weld jolnt fallures by FU. Klueh
and J.F. King - - Welding Journal, sept.
82.
[4] • The welding of clad steel from thè
non clad slde by Petrus Van Lent > IIW 1986, AnnuaI Assembly, Warsaw.
[5] T. Msnzoll: « Comparizione procedimenti di deposito SAW e ESW a nastro - - Bellell SpA, non pubblicato,
1983.
[6] A. Van Benst. A. Paolaccl. G. Gregorio: « Nuove applicazioni della placcatura con nastro ad elettroscoria > Rivista Italiana Saldatura, nov.-dlc. 84.
[7] • Atlante di riferimento per la va lutazione comparativa nella zona fusa
dei giunti saldati di acciaio Inox • Pubblicato dall'Istituto Italiano della
Saldatura, Italia 1972.
6 0 I LA MECCANICA ITALIANA novembre/dicembre 1985 n" 194