Giunzioni tra acciai dissimili per temperature di servizio ≤ 300°C;
(nessun trattamento termico post saldatura)
In molti campi della tecnica si impiegano acciai diversi all’interno dello stesso impianto in funzione della relativa sollecitazione. La loro scelta si basa sulle proprietà meccaniche, chimico-corrosive o termiche richieste. Qui di seguito sono
descritte le particolarità da osservare e la procedura da seguire nella scelta del materiale di apporto.
Il diagramma di Schaeffler
Osservazioni di base
Lo schema riportato a tergo può aiutare a prevedere quale materiale di apporto è più adatto per una determinata giunzione
mista.
In una costruzione saldata si impiegano di solito i metodi di
saldatura standard: la saldatura a elettrodo manuale, MAG,
GTAW e saldatura ad arco sommerso. Per questo motivo ci limiteremo qui a queste tecniche.
Nella scelta del materiale di apporto si deve rispondere alle
seguenti domande:


Diluizione




Lo svantaggio fondamentale di un metodo di saldatura per fusione, se utilizzato per saldare acciai diversi, consiste nel fatto
che i materiali di base si fondono e si mescolano con il materiale di apporto fuso. A condizioni sfavorevoli, nel cordone si
può formare una lega critica, accompagnata da una diminuzione indesiderata della tenacità. Per evitare questo fenomeno
è opportuno fondere meno materiale di base possibile e aggiungere sempre abbastanza materiale di apporto: in questo
modo le proprietà del cordone sono influenzate essenzialmente dalla lega del materiale di apporto della saldatura.
La proporzione del materiale di base fuso e del materiale di
apporto fuso è chiamato rapporto di diluizione. Esso dipende
essenzialmente dalla forma del cordone, dallo spessore del
pezzo da lavorare, dai parametri di saldatura e dalla posizione
di saldatura.

32
0%

Il cordone di saldatura, che è composto dai due materiali di
base fusi e dal materiale di apporto, è abbastanza tenace e
poco soggetto a criccatura?
La struttura del cordone di saldatura mantiene a lungo la
sua stabilità alla temperatura di servizio?
Il diverso comportamento di dilatazione termica dei
materiali di base e del cordone di saldatura provoca
tensioni inaccettabili?
Il giunto di saldatura deve essere resistente alla corrosione?
Come procedere per prevedere la struttura del cordone di
saldatura per una giunzione mista S355J2 con 1.4571:
Calcola in base all’analisi del materiale di base il cromoequivalente e il nichel-equivalente per l’acciaio non legato,
p.e. 355J2, e inserisci nel diagramma il punto di intersezione dei due valori (punto 1).
Calcola in base all’analisi del materiale di base il cromoequivalente e il nichel-equivalente per l’acciaio altamente
legato, p.e. 1.4571, e inserisci nel diagramma il punto di
intersezione dei due valori (punto 2).
Collega i due punti e dividi la linea nel centro (punto 3).
(Nota: se si saldassero i due materiali senza materiale di
apporto, p.e. tramite GTAW, si otterrebbe in questa zona
una struttura in campo martensitico e quindi molto fragile.
Questo deve essere evitato a tutti i costi).
Calcola in base all’analisi del materiale di apporto per la
saldatura, il cromo-equivalente e il nichel-equivalente per il
materiale di apporto, per esempio l’elettrodo Fox CN
23/12-A, e inserisci nel diagramma il punto di intersezione
dei due valori (punto 4).
Collega il punto 4 con il punto 3. Per un grado di diluizione
p.e. del 20% (Fox CN 23/12-A = 15-25%) la struttura del
cordone di saldatura si trova sul punto 5 (tra punto 3 e
punto 4) ed è quindi composta di austenite con un 9% di
ferro delta. (Osservazione: poiché in caso di diluizione del
20% la struttura del cordone di saldatura è composta al
20% dal materiale di base e all’80% dal materiale di
apporto, la struttura del cordone si trova sulla linea di
collegamento tra punto 3 e punto 4, ma più vicino al punto
4 che al punto 3).
Valori di riferimento per i rapporti di
diluizione
SMAW, elettrodo basico
SMAW, elettrodo rutile
GMAW, filo
GMAW, impulso, filo
GTWA, baccetta
SAW, filo/flusso
20-30%
15-25%
20-30%
10-25%
10-100%
30-60%
28
Austenite
26
24
20
A+F
16
A+M
14
%
80
4
5
10
3
%
100
8
A+M+F
6
M
+
F
1
Martensitico
M+F
Ferrite
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Cromo-equivalente = %Cr + %Mo + 1,5x%Si + 0,5x%Nb(Cb) + 2x%Ti
04.01 Giunzioni tra acciai dissimili per temperature di servizio ≤ 300°C;
Hertistrasse 15, Postfach, CH-8304 Wallisellen, T. +41 (0)44 832 88 55, F. +41 (0)44 832 88 58
Email: [email protected] / www.voestalpine.com/welding
zertifiziert nach ISO 9001:2000
2
12
2
%
10
%
40
18
4
5%
%
20
22
0
voestalpine Böhler Welding Schweiz AG
Fe
rr
ite
30
Nichel-equivalente = %Ni + 30x%C + 0,5x%Mn
INFO PER L‘UTILIZZATORE | Non è pubblicità,
siate cortesi e trasmetterlo alla technica

Le parti di materiale di base fuso e di materiale di apporto fuso
si miscelano in modo praticamente omogeneo nel bagno di
fusione. La struttura del cordone di saldatura che ne deriva
può essere stimata approssimativamente con l’aiuto del diagramma di Schaeffler.
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Situazione: 2014-12-23
A seconda dei materiali di base da collegare e delle proprietà
richieste dalla saldatura, si può scegliere tra diverse leghe
come materiale di apporto per giunzioni di acciai dissimili.
L’immagine su questa pagina mostra il diagramma di Schaeffler su cui sono indicate le strutture delle diverse leghe per
materiali di apporto. Nel decidere quale lega sia la più adatta
bisogna considerare l’effetto di diluzione con i materiali di
base ed evitare possibilmente che nel cordone di saldatura si
formi una struttura martensitica (fragile) o interamente austenitica (esposta a cricche a caldo).
Oltre alle leghe austenitiche per materiali di apporto qui indicate esistono anche i materiali di apporto a base di nichel.
Questi materiali vengono impiegati per giunzioni di acciai dissimili che dopo la saldatura devono essere ricotte a bassa tensione o per le quali la temperatura di servizio è superiore a
+300°C. Questi casi sono spiegati in un’apposita scheda informativa.
Utensile per determinare il materiale di apporto adeguato per le giunzioni tra accai dissimili
valido fino 0,2%C, 4,0% Mn, 1,0% Si, 3,0% Mo, 1,5% Nb
Materiale di base 1
Cr + Mo + 1,5xSi + 0,5xNb + 2xTi
Cr-equivalente
Analyse
Valori in %
Fattore
Materiale di base 2
Analyse
Valori in %
equivalente
Ni + 30xC + 0,5xMn
equivalente
Fattore
Cr
x 1,0 =
x 1,0 =
x 1,0 =
Mo
x 1,0 =
x 1,0 =
x 1,0 =
Si
x 1,5 =
x 1,5 =
x 1,5 =
Nb
x 0,5 =
x 0,5 =
x 0,5 =
Ti
x 2,0 =
x 2,0 =
Somma: Cr-equivalente
Ni-equivalente
Fattore
Materiale di apporto
Analyse
Valori in %
le materiali di apporto non
contencono del Titanio
Somma: Cr-equivalente
Somma: Cr-equivalente
Ni
x 1,0 =
x 1,0 =
x 1,0 =
C
x 30,0 =
x 30,0 =
x 30,0 =
Mn
x 0,5 =
x 0,5 =
x 0,5 =
Somma: Ni-equivalente
Somma: Ni-equivalente
Somma: Ni-equivalente
0%
32
Fe
rr
ite
Nichel-equivalente = %Ni + 30x%C + 0,5x%Mn
30
28
Austenite
26
%
20
22
20
%
40
18
A+F
A+M
14
%
80
23 13 2 L
18 8 Mn
12
23 12 L
29 9
10
%
100
8
A+M+F
6
4
2
0
5%
%
10
24
16
Martensitico
M
+
F
M+F
Ferrite
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Cromo-equivalente = %Cr + %Mo + 1,5x%Si + 0,5x%Nb(Cb) + 2x%Ti
04.01 Giunzioni tra acciai dissimili per temperature di servizio ≤ 300°C;
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Situazione: 2014-12-23
Queste informazioni sono indicative per l‘artigiano. Essi descrivono delle circostanze tecniche fondamentali semplificate e non sono esaustive.
La garanzia delle qualifiche per ogni utilizzo/messa in opera richiede un accordo scritto anticipatamente.
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zertifiziert nach ISO 9001:2000
equivalente