Abbiamo provato
per voi...
Con questo numero della Rivista prende forma una nuova
Rubrica, secondo il programma di aggiornamento e sviluppo dei
contenuti iniziato nel 2011, che ci auguriamo possa riscuotere
l’interesse dei nostri lettori: come altre Riviste specializzate
ed in collaborazione con alcune delle principali Aziende del
settore, abbiamo iniziato a testare consumabili, apparecchiature
che ci vengono messi a disposizione di volta in volta dalle
Aziende stesse, sulla base dei riferimenti tecnici (normative
internazionali, in particolare) tecnicamente applicabili agli
stessi. Tali test, condotti nel solco della tradizione di terzietà e
del rigore scientifico che da sempre caratterizza l’operato di IIS,
possono essere un interessante momento di confronto per le
Aziende produttrici ed – allo stesso tempo – un banco di prova
significativo per i possibili utilizzatori, che hanno a disposizione,
in questo modo, una serie di riscontri oggettivi, di potenziale
interesse per proprie valutazioni.
ELETTRODO BASICO CONARC® ONE, LINCOLN ELECTRIC
1. Presentazione del prodotto
Inaugura questa nuova Rubrica(*) della
Rivista Italiana della Saldatura l’elettrodo a rivestimento basico “Conarc® One”,
di Lincoln Electric.
Prima ancora di mettere alla prova questo consumabile con i test descritti nei
successivi paragrafi 2 e 3, esaminiamo
la documentazione tecnica disponibile,
che rappresenta un primo, significativo
biglietto da visita per ogni prodotto ed è
fonte di informazioni essenziali, in questo caso specifico, per i suoi utilizzatori.
La brochure di presentazione del consumabile, facilmente reperibile in formato
pdf sul sito web di Lincoln Electric,
è composta da quattro pagine: se le
prime due hanno un taglio di tipo promozionale, le ultime, invece, sono state
strutturate sul piano tecnico. Appena
posiamo lo sguardo sulla copertina leggiamo: “Conarc® One – Saldare con il
“Basico” non è mai stato così facile!”:
nella pagina successiva della brochure,
infatti, vengono elencati i “fatti che
fanno la differenza”, quali la facilità
di utilizzo in ogni condizione operativa
(grazie ad un ampio intervallo di regolazione della corrente di saldatura),
la facilità di rimozione della scoria
(*)Redazione a cura del Settore Formazione IIS,
Dott. Ing. Garbarino.
Prove condotte dal Settore Laboratorio
Saldatura IIS.
ed un rivestimento uniforme e compatto che sopporta la piegatura, insieme
ad un arco particolarmente stabile e
facilmente direzionabile che garantisce,
come da documentazione Lincoln Electric, assenza di spruzzi ed un controllo
del bagno di fusione sempre ottimale.
I tecnici dell’Istituto Italiano della Saldatura, incaricati di testare sul campo
questo consumabile, hanno fornito le
loro impressioni, anche in riferimento
ad altri tipi di elettrodo a rivestimento
basico di ampia diffusione sul mercato
nazionale. Proseguendo nella lettura, si
nota che la tenacità del metallo depositato è garantita sino alla temperatura di
-50 °C rassicurando, pertanto, gli utilizzatori che siano interessati a problematiche di possibile rottura fragile dei
propri prodotti saldati, ad esempio nel
campo degli elevati spessori, del servizio
a bassa temperatura, dell’off – shore.
Nel Laboratorio dell’Istituto Italiano
della Saldatura sono state pertanto condotte prove di resilienza, trazione trasversale e piega laterale (in accordo,
ovviamente, con le vigenti normative
europee), per verificare le proprietà di
resistenza meccanica, duttilità e tenacità dei depositi realizzati con questo
consumabile.
Al termine della prima parte della brochure viene presentata la classificazione
di questo elettrodo secondo AWS A5.1,
in cui è messo in evidenza il simbolo
H4R, indice di un elettrodo a bassissimo
apporto di idrogeno (la norma indica
4 ml ogni 100 g di deposito) e caratterizzato da un rivestimento resistente al
riassorbimento dell’umidità, proprietà
esaltata dalla conservazione di questo
consumabile nella speciale confezione
sottovuoto denominata SRP, acronimo di
“Sahara Ready Pack”.
Anche in questo caso sono state condotte
prove di idrogeno diffusibile nel Laboratorio dell’Istituto Italiano della Saldatura, sia per valutare l’apporto di idrogeno in saldatura da parte del consumabile, appena estratto dalla sua confezione,
sia per valutarne la ripresa di idrogeno
a fronte di una esposizione prolungata
a condizioni di temperature ed umidità
relativa predefinite. La seconda metà
della brochure, come sopra accennato,
fornisce indicazioni di carattere tecnico;
vengono fornite innanzitutto le classificazioni dell’elettrodo sia secondo
AWS A5.1 (E7018-1 H4R) che secondo UNI EN ISO 2560-A (E 42 5 B 32 H5)
e, dopo una breve descrizione generale dove vengono nuovamente messi in
Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012 105
Abbiamo provato per voi...
Figura 1 - Raffigurazione grafica delle posizioni di saldatura riportata sulla brochure del prodotto
Materiali saldabili
Acciai
Acciai per impiego strutturale
Normativa
EN 10025-2
Acciai per impiego navale
Acciai da colata in getti
Tubazioni
ASTM A 131
EN 10213
EN 10216-1
EN 10216-2
EN 10216-3
EN 10208-1
EN 10208-2
Acciai per apparecchi in pressione
Acciai a grano fine
API 5L
EN 10028-2
EN 10025-3
EN 10025-4
Tipo
S185, S235 J0 / J2 / JR, S275 J0 / J2 / JR,
S355 J0 / J2 / JR / K2, S450 J0
Grado A, B, D, E, AH32 - EH40
GP240GH, GP280GH
P195 TR1 / TR2, P235 TR1 / TR2, P265 TR1 / TR2
P195GH, P235GH, P265GH
P275 NL1 / NL2, P355 N / NH / NL1 / NL2,
P460 N / NH / NL1 / NL2
L210GA, L235GA, L245GA, L290GA, L360GA
L245 MB / NB, L290 MB / NB, L360 MB / NB / QB,
L415 MB / NB / QB, L450 MB / QB
X42, X46, X52, X56, X60, X65
P235GH, P265GH, P295GH, P355GH
S275 N / NL, S355 N / NL, S420 N / NL, S460N / NL
S275 M / ML, S355 M / ML, S420 M / ML, S460 M / ML
Figura 2 – Materiali saldabili con il consumabile Conarc® One
evidenza i punti di forza dell’elettrodo,
sono elencate, secondo ISO e ASME, le
posizioni, riportate nella Figura 1, in cui
è possibile saldare con questo consumabile. Viene quindi garantito, e mostrato
con chiarezza attraverso le immagini,
che le posizioni di saldatura in cui è
possibile realizzare un giunto con questo
elettrodo sono la posizione piana (PA/1G),
piana frontale (PB/2F), frontale (PC/2G),
verticale ascendente (PF/3G up), sopratesta (PE/4G) ed infine verticale ascendente
su tubi (PF/5G up).
Proseguendo, vengono mostrate le omologazioni conseguite dall’elettrodo e
la composizione chimica del materiale
d’apporto dove, oltre alla presenza di
0,05% di carbonio, 1,3% di manganese
ed 0,4% di silicio, non sono evidenziati
altri elementi.
Successivamente, la brochure presenta
una serie di tabelle illustrative di diverse
caratteristiche e proprietà del consumabile. La prima descrive le proprietà
meccaniche tipiche del materiale d’apporto secondo le normative ISO 2560-A
e AWS A5.1-91 (riferite, in quest’ultimo
caso, allo stato as welded); la seconda
invece tipo e dimensioni degli imballaggi, la quantità di elettrodi contenuti in
ciascuno di essi ed il peso in funzione
del diametro di elettrodo che varia da
un valore minimo di 2,5 mm ad un valore
massimo di 5,0 mm passando per valori
intermedi di 3,2 mm e 4,0 mm.
Una terza tabella, riportata nella Figura 2, riporta un elenco piuttosto esteso
dei materiali saldabili con questo consumabile (nella sostanza, si tratta di
uno spettro di possibili applicazioni del
consumabile). Conclude questa serie
una quarta tabella
che fornisce alcuni
ulteriori dati, definiti di calcolo, tra
cui: l’intervallo dei
valori dell’intensità
di corrente utilizzabile in funzione del
diametro, il tempo
di arco acceso, il
tasso di deposito
per elettrodo a corrente massima ed il
rapporto tra elettrodi e kg di materiale
depositato, nell’ipotesi (peraltro usuale) di operare in
DC+; questi dati, in
una ulteriore tabella, sono integrati
dai valori di intensità di corrente sug-
106 Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012
geriti, in funzione del diametro e della
posizione di saldatura.
Concludono la brochure le indicazioni
definite di utilizzo (di fatto, di ricondizionamento) secondo le quali è necessario ricondizionare l’elettrodo a 350 °C
per un tempo che va da 2 a 4 ore una
volta aperta la confezione, se quest’ultima é di cartone, mentre non è necessario
alcun ricondizionamento per il già citato involucro sottovuoto denominato SRP.
Questa tipologia di imballaggio è caratterizzata da una particolare struttura
multistrato, schematizzata nella Figura 3.
Il produttore ha ritenuto che tale struttura
garantisse un riassorbimento di idrogeno minimo da parte dei consumabili
contenuti al suo interno, permettendo
quindi l’eliminazione del problema del
ricondizionamento e del mantenimento
senza costi aggiuntivi. Tramite l’impiego di elettrodi EMR, cioè a bassa
igroscopicità, stoccati in una confezione
SRP, viene garantita una penetrazione di
idrogeno nulla fino a 5 anni in condizioni ambientali di 35 °C e 90% di umidità
relativa.
Viene garantito, inoltre, mediante un
grafico esplicativo (Fig. 4), che gli elettrodi EMR lasciati all’interno di una
confezione SRP aperta, mantengano il
livello di idrogeno diffusibile originario
(3÷5 ml/100 g) fino a 12 ore dall’apertura a 27 °C e con l’80% di umidità
relativa.
La confezione SRP (Fig. 5), si presenta
curata e molto compatta, con un peso
Figura 3 - Schema della struttura multistrato
del confezionamento SRP
Abbiamo provato per voi...
Figura 4 - Assorbimento di idrogeno diffusibile caratteristico di elettrodi EMR stoccati in confezione SRP aperta ed esposti in camera climatizzata
che varia da 1,5 kg della confezione da
60 elettrodi, da 2,5 mm di diametro, a
2,5 kg per la confezione contenente 23
elettrodi da 5 mm di diametro.
Il prodotto viene identificato dall’etichetta, presentata nella Figura 6, applicata all’involucro.
La prima colonna dell’etichetta riporta
il nome dell’elettrodo, la sua classificazione (secondo ISO 2560-A ed AWS
A5.1), le omologazioni, il tipo di corrente e relativa polarità utilizzabile ed
infine descrive, analogamente a come
abbiamo visto sulla brochure, le posizioni di saldatura impiegabili con questo
consumabile.
La seconda colonna riporta diametro e
lunghezza dell’elettrodo, il numero di
pezzi contenuti nella confezione e fornisce un intervallo di valori per l’intensità
di corrente utilizzabile in funzione del
diametro.
Nell’ultima colonna, infine, si ritrova il
marchio di conformità CE e tutti i dati
riguardanti la confezione in accordo con
la normativa UNI EN 13479 “Materiali
d’apporto per la saldatura - Norma
generale di prodotto per i metalli d’apporto e per i flussi utilizzati nella saldatura per fusione dei materiali metallici”.
Completano l’etichetta, con il bar code
identificativo, i riferimenti all’item ed
al lotto, con alcuni spazi che possono
essere utilizzati per riportarvi gli estremi del saldatore cui venga affidato il
consumabile, per garantire la completa
rintracciabilità in fase di fabbricazione.
Si può concludere quindi che i dati
presentati sulla confezione appaiono
esaustivi ed intuitivi grazie anche alle
rappresentazioni grafiche utilizzate.
Si riesce infatti da subito ad intuire
quali sono i punti di forza di questo
elettrodo, quali il basso apporto di idrogeno diffusibile in saldatura e la bassa
igroscopicità indicate nel simbolo H4R
della classificazione AWS A5.1, la stabilità dell’arco (in quanto, alla voce
current type, si nota che si può utilizzare
l’elettrodo in corrente alternata o in
corrente continua sia in polarità diretta
che inversa, a differenza di altri elettrodi
basici, i quali vengono di norma proposti per funzionamento in DC+/AC).
Figura 5 – Elettrodo Conarc® One, confezione Sahara Ready Pack (SRP)
Figura 6 – Dettaglio dell’etichetta identificativa del prodotto
Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012 107
Abbiamo provato per voi...
2. Caratterizzazione delle
proprietà del consumabile
Come osservato al precedente paragrafo,
l’elettrodo basico Conarc® One è classificato UNI EN ISO 2560-A E 42 5 B 32 H5
e E 7018-1 H4R secondo AWS A5.1.
Tali classificazioni implicano che il consumabile presenti valori minimi per le
principali proprietà meccaniche (classificate dalle norme di riferimento, sintetizzate nella Figura 7); nel caso della
norma europea, in particolare, le proprietà sono valutate su un deposito di
materiale d’apporto realizzato con il
consumabile da testare in conformità
ad UNI EN 15792-1 “Welding consumables — Test methods. Part 1: Test
methods for all-weld metal test specimens in steel, nickel and nickel alloys”.
Più che confermare i valori forniti dalla
Lincoln Electric, è stato ritenuto interessante valutare le caratteristiche di
duttilità, tenacità e resistenza non del
materiale d’apporto in sé quanto di un
giunto saldato con l’elettrodo Conarc®
One, secondo procedure che potrebbero
poi, in produzione, essere effettivamente
impiegate, ad esempio in sede di qualificazione del procedimento di saldatura,
scegliendo come materiale base uno di
quelli previsti dal produttore e riportati
nella precedente Figura 2.
Per effettuare questa serie di test sono
stati eseguiti due saggi di prova testa
a testa in acciaio UNI EN 10025-2
S275JR, di spessore pari a 12 mm, utilizzando come materiale d’apporto l’elettrodo in oggetto. Le saldature sono state
realizzate in posizione frontale (PC) ed
in posizione verticale ascendente (PF).
Tra queste due posizioni, come noto, vi
sono significative differenze a livello di
tecnica esecutiva, di apporto termico
specifico e di struttura metallurgica correlata con la diversa severità del ciclo
termico. Le specifiche di procedura di
saldatura (WPS) impiegate per l’esecuzione del saggi suddetti sono riportate
nelle Figure 8a ed 8b.
La saldatura in posizione frontale prevede l’esecuzione di passate strette
(string), realizzate cioè con una velocità di avanzamento in proporzione
maggiore al secondo caso (nel caso in
oggetto sono state adottate velocità di
circa 12 cm/min per la prima passata
e 18 cm/min per le passate successive),
in modo che ogni passata faccia da
supporto alla successiva. Come noto,
la velocità di avanzamento, insieme
ai parametri elettrici, determina il
valore numerico dell’apporto termico specifico, definito dalla relazione
(UNI EN 1011-1):
resilienza. Dai saggi saldati con l’elettrodo Conarc® One, sono state ricavate
le provette per eseguire i test di trazione
trasversale, piega laterale, resilienza,
durezza ed analisi macrografica; sono
stati prelevati, inoltre, campioni sui quali è stata eseguita un’analisi micrografica al fine di valutare la microstruttura
del giunto conseguente al ciclo termico
di saldatura.
dove:
• k = efficienza termica del processo
(nel caso dell’elettrodo rivestito la
normativa UNI EN 1011-1 prevede
un valore pari a 0,8)
• V = tensione d’arco [Volt]
• I = intensità di corrente [Ampère]
• vavanzamento = velocità di avanzamento
della sorgente termica [mm/s].
2.1 Resistenza meccanica
Le prove di trazione trasversale, realizzate in accordo alla normativa europea
UNI EN ISO 6892-1, hanno fornito per
entrambi i saggi valori del carico di rottura superiori ai 460 MPa, con frattura
in materiale base.
Questo valore, come già discusso, non
deve essere messo in relazione con i
dati relativi alle caratteristiche del solo
materiale d’apporto forniti dalle normative di riferimento, ma indica che la rottura in materiale base è stata provocata
da una zona fusa più resistente rispetto
al materiale base stesso: pertanto, il
materiale d’apporto - nonostante l’effetto negativo indotto dalla diluizione
con il materiale base - consente di ottenere in saldatura un carico di rottura
superiore a quello del materiale base
utilizzato, fatto che consentirebbe, ad
esempio, di superare i criteri previsti in
sede di qualificazione di procedimento
dalla norma UNI EN ISO 15614-1.
E’ quasi superfluo osservare che – per
riscontrare puntualmente i valori tabellari previsti per il deposito realizzato
con tutto materiale di consumo – si
renderebbe necessario eseguire prove
nelle identiche condizioni oppure saggi
che consentano, considerando comunque le differenze del caso, di ricavare
Nel caso della saldatura in posizione
verticale ascendente, la tecnica esecutiva prevede invece l’esecuzione di passate con un movimento oscillatorio; ciò
comporta una velocità di avanzamento
complessivamente inferiore rispetto al
caso precedente: i giunti, infatti, sono
stati realizzati con velocità comprese tra
i 7,5 ed i 10 cm/min.
Di conseguenza, il ciclo termico di saldatura risulta più severo rispetto alla
saldatura in verticale ascendente; nel
primo caso, pertanto, ci si può aspettare
una microstruttura a grano più fine, con
eventuale presenza di strutture fuori
equilibrio. Nel secondo caso, invece, il
ciclo termico meno severo comporta un
incremento della dimensione media del
grano. E’ quindi lecito attendersi che,
con riferimento alle prove effettuate, la
saldatura eseguita in posizione frontale presenti maggiori valori di durezza,
mentre la saldatura eseguita in posizione verticale ascendente, caratterizzata da una microstruttura a grano più
grossolano, presenti valori inferiori di
AWS A5.1
UNI EN 2560-A
Simbolo
Valore
minimo
Simbolo
Valore
minimo
Carico di
snervamento [MPa]
7018
400
42
420
Carico di rottura
[MPa]
7018
490
42
500 – 640
Allungamento [%]
7018
22
42
20
Resilienza [J]
7018-1
27 a -46 °C
5
47 a -50 °C
Figura 7 – Proprietà meccaniche del consumabile secondo normativa americana ed europea
108 Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012
Abbiamo provato per voi...
Figura 8a – Specifica di Procedura di Saldatura (WPS) impiegata per la realizzazione del saggio saldato in posizione PC
Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012 109
Abbiamo provato per voi...
Figura 8b – Specifica di Procedura di Saldatura (WPS) impiegata per la realizzazione del saggio saldato in posizione PF
110 Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012
Abbiamo provato per voi...
Figura 9 - Provette per la prova di piegamento
laterale
provette per l’esecuzione di trazioni
longitudinali.
2.2Duttilità
La duttilità del consumabile è stata
valutata mediante una prova di piegamento laterale, condotta secondo
UNI EN ISO 5173:2010, nella quale è stata rilevata una buona duttilità
dei giunti saldati. Nella Figura 9 sono
mostrate, a titolo di esempio, le provette
ricavate dal giunto realizzato in posizione PC .
Come già accennato a proposito della resistenza meccanica, per dare un
riscontro quantitativo ai valori di allungamento a rottura dichiarati si renderebbe necessaria un’ulteriore indagine
da condurre su saggi realizzati in accordo alla norma UNI EN 15792-1.
2.3 Tenacità alla fattura
La tenacità alla frattura dei giunti
saldati, valutata mediante prove di
resilienza condotte secondo la norma
UNI EN ISO 148-1 (VWT 0/2), è influen-
Saggio
PC
PF
Figura 10 - Fase di estrazione di una provetta
di resilienza dal criostato
zata - tra l’altro - dalla posizione in cui
sono stati realizzati i saggi di saldatura.
Nel caso della saldatura eseguita in
posizione frontale, il grano risulta essere
in zona fusa meno grossolano rispetto
alla saldatura eseguita in posizione verticale ascendente; la prima situazione,
pertanto, risulta essere meno severa
rispetto alla seconda.
Le prove di resilienza sono state condotte alla temperatura di prova di -50 °C,
raggiunta mantenendo le provette in un
criostato opportunamente termostatato
(Fig. 10). I valori emersi da queste prove
sono estremamente soddisfacenti: nel
caso dei campioni prelevati dalla zona
fusa del saggio realizzato in posizione
frontale si è ottenuto un valore medio
di resilienza pari a 47J. Questo valore
conferma le elevate caratteristiche di
tenacità dell’elettrodo Conarc® One in
quanto, nonostante anche in questo caso
la diluizione con il materiale base sia
un elemento sfavorevole, si è raggiunto
il valore di resilienza garantito per il
solo materiale d’apporto. Anche nel
caso delle prove condotte sui campioni
ricavati dalla zona fusa del saggio realizzato in posizione verticale ascendente
il risultato può essere ritenuto positivo,
nonostante si sia ottenuto un valore inferiore (con una media di 27J) rispetto al
caso precedente, a causa della diversa
microstruttura del giunto. Al riguardo,
giova osservare per completezza che
i valori di riferimento previsti dalle
norma con cui il consumabile è classificato sono relativi a prove eseguite in
posizione piana. Il dettaglio dei valori
ottenuti nei due saggi è riportato nella
Figura 11.
2.4 Esame micrografico
L’analisi micrografica dei giunti, condotta secondo la norma UNI EN 1321,
ha messo in evidenza le differenze tra
la microstruttura del giunto eseguito in
posizione frontale e quella del giunto
saldato in posizione verticale ascendente. Nel primo caso si nota, come era
prevedibile, una zona fusa caratterizzata
da una microstruttura meno grossolana
Posizione
dell’intaglio
Spessore
[mm]
Larghezza
[mm]
Temperatura
di prova [°C]
Energia [J]
KV in VWT 0/2
10
10
-50
48
KV in VWT 0/2
10
10
-50
55
KV in VWT 0/2
10
10
-50
52
KV in VWT 0/2
10
10
-50
26
KV in VWT 0/2
10
10
-50
24
KV in VWT 0/2
10
10
-50
31
Media [J]
52
27
Figura 11 – Valori di resilienza in zona fusa relativi ai due saggi eseguiti
Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012 111
Abbiamo provato per voi...
Figura 12 – Micrografia della zona fusa,
saggio eseguito in posizione PC, (25x)
rispetto al secondo caso (Figg. 12 e 13);
in zona termicamente alterata, come
si può notare dalle immagini riportate
(Figg. 14 e 15), si ha una struttura aciculare con bainite e ferrite al contorno
del grano austenitico primario nel caso
della saldatura in verticale ascendente
ed una struttura con ferrite, carburi ed
isole di bainite nel caso della saldatura
in posizione frontale.
2.5 Prova di durezza
L’assenza di strutture martensitiche è confermata anche dai risultati ricavati dalle
prove di durezza HV10 condotte secondo la
normativa UNI EN ISO 6507-1, le quali
hanno fornito valori non superiori ai
300 HV, ben lontani, pertanto, dal valore
limite di 380 HV, spesso impiegato come
riferimento per la durezza per questa
Figura 13 - Micrografia della zona fusa,
saggio eseguito in posizione PF, (25x)
classe di acciai, ad esempio secondo la
già citata norma UNI EN ISO 15614-1.
Il dettaglio dei risultati delle prove condotte è riportato nelle Figure 16a e 16b.
2.6 Determinazione dell’idrogeno
diffusibile
Abbandonando il campo delle prove
meccaniche ed entrando in quello delle
prove chimico – fisiche, è stato oggetto di approfondimento il contenuto di
idrogeno diffusibile di questo elettrodo
e la sua tendenza ad assorbire umidità
dall’ambiente esterno, aspetto cui il
produttore riserva particolare attenzione, come descritto al Paragrafo 1. La
normativa europea UNI EN ISO 2560-A
con il simbolo H5 limita il contenuto
di idrogeno a 5 ml/100 g; la normativa
americana AWS A5.1, invece con il sim-
Figura 14 - Micrografia del saggio eseguito in
posizione PC, particolare della ZTA (200x)
112 Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012
bolo H4 stabilisce un valore massimo
di 4 ml/100 g. La lettera R che compare
alla fine del simbolo secondo AWS suggerisce che il consumabile è classificato
come elettrodo a bassa igroscopicità,
cioè a basso (Reduced) assorbimento di
umidità dall’atmosfera, una volta estratto dalla confezione.
Anche in questo caso, non tanto allo
scopo di confermare i dati dichiarati
quanto di valutare il comportamento
del consumabile sul campo, sono state
condotte prove non solo per determinare
il livello di idrogeno diffusibile immediatamente dopo l’apertura della confezione, ma si è voluto stimare quanto
ne venga assorbito dal consumabile nel
tempo, una volta estratto dalla confezione, secondo un determinato programma
temporale. Ciò è stato fatto mantenendo un adeguato numero di elettrodi
Figura 15 - Micrografia del saggio eseguito
in posizione PF, particolare della ZTA (200x)
Abbiamo provato per voi...
Figura 16a – Risultati delle prove di durezza eseguiti sul saggio saldato in posizione PC
Conarc® One (diametro 4 mm) in camera
climatizzata (Fig. 17) a 27 °C e 80 di UR
e conducendo prove di determinazione
dell’idrogeno diffusibile, secondo AWS
A4.3 ad intervalli di 12 ore, su un arco
di tempo complessivo di 36 ore.
I dati ottenuti sono stati riportati nella
Figura 18, in cui è facile rilevare l’andamento temporale delle determinazioni
eseguite. Il primo valore rilevato, cioè
il valore di idrogeno diffusibile presente nell’elettrodo appena aperta la
confezione, è assolutamente conforme
alle normative ed in accordo a quanto
garantito dalla brochure di presentazione del prodotto, in quanto pari a circa
3 ml/100 g. Il secondo test, valutato
dopo 12 ore di permanenza degli elettrodi fuori dalla confezione, in camera
climatizzata, ha fornito nuovamente
valori inferiori ai 4 ml/100 g (più
precisamente, 3,8 ml/100 g).
Dopo 24 ore il livello di idrogeno diffusibile è lievemente salito sino a 4,1 per
raggiungere 4,4 ml/100 g dopo 36 ore di
condizionamento, nel corso dell’ultima
determinazione eseguita.
Si può concludere, pertanto, che questi
elettrodi sono in grado di garantire un
tenore di idrogeno diffusibile che rientra
nella classificazione europea H5 anche
dopo 36 ore di mantenimento fuori dalla
confezione, senza necessità di condizionamento o mantenimento in forno,
caratteristica estremamente rilevante
soprattutto nel caso di elettrodi basici, caratterizzati, in genere, da elevata
igroscopicità.
3. Caratteristiche operative: la
parola al saldatore
“Un po’ freddo, ma è un ottimo elettrodo
quando lavora a caldo!”.
Questa la sensazione riportata da uno dei
due saldatori che si sono occupati di provare sul campo l’elettrodo Conarc® One.
Figura 16b – Risultati delle prove di durezza eseguiti sul saggio saldato in posizione PF
Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012 113
Abbiamo provato per voi...
Figura 18 – Andamento temporale dei valori di idrogeno diffusibile rilevato
Figura 17 – La camera climatizzata utilizzata
per il mantenimento degli elettrodi
Per testare le caratteristiche operative
e funzionali del prodotto sono stati eseguiti due ulteriori saggi di saldatura in
posizione piana (PA) e verticale ascendente (PF).
Affiancando i tecnici incaricati e confrontandosi con loro, in tempo reale, è
stato possibile acquisire informazioni
preziose sul comportamento del consumabile, per quanto risulti difficile
rappresentare queste informazioni con
modelli di tipo quantitativo.
Una caratteristica operativa di questo
consumabile sembra essere il fatto che
- per garantire adeguate prestazioni necessiti di amperaggi più elevati rispetto ad alcuni suoi diretti concorrenti.
In prima passata, però, aggiunge il tecnico, è opportuno moderare l’intensità
della corrente in quanto è necessario
cucire i lembi dei talloni di saldatura:
pertanto, in questa applicazione risulta
di più difficile gestione; nelle passate
successive, invece, quando è possibile
impiegare correnti più elevate, l’elettrodo
ha un comportamento pienamente soddisfacente, dando luogo ad un bagno più
morbido, cioè più gestibile, e favorendo
la formazione di cordoni di saldatura
meglio raccordati ai lembi ed evitando, o perlomeno limitando, il rischio di
imperfezioni operative quali inclusioni di
scoria ed incisioni marginali.
La stabilità dell’arco nelle passate di
riempimento e la facile gestibilità del
Figura 19 - Saggio di saldatura realizzato in
posizione piana (PA)
114 Rivista Italiana della Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio 2012
bagno consentono di realizzare cordoni
caratterizzati da una maglia regolare ed
assenza di spruzzi, come si può notare
dalla Figura 19, in cui è riportata l’immagine di un saggio realizzato in posizione piana.
La scoria risulta facilmente asportabile,
caratteristica particolarmente importante nel caso si saldi con preparazioni che
prevedano un angolo di apertura del
cianfrino limitato, in cui la rimozione
della scoria, generalmente compatta e
ben adesa nel caso degli elettrodi basici,
può risultare difficoltosa. Per quanto
riguarda la saldatura in posizione, infine, non sono stati riscontrati particolari
disagi grazie, anche, all’ottima gestibilità
del bagno di fusione. Anche in questo
caso il cordone di saldatura presenta
una maglia regolare ed assenza di spruzzi, come si può notare in Figura 20. In
conclusione, dal punto di vista operativo,
questo elettrodo risulta particolarmen-
Figura 20 - Saggio di saldatura realizzato in
posizione verticale ascendente (PF)
Abbiamo provato per voi...
Caratteristiche funzionali ed operative
Caratteristiche del consumabile
Confezionamento,
etichettatura ed
informazioni cogenti
Documentazione
tecnica volontaria
te valido nelle passate di riempimento,
con un bagno di fusione molto gestibile,
che consente di realizzare cordoni ben
raccordati ed una maglia regolare sia
nel caso di saldature in piano che in
posizione.
Ringraziamenti
4.Riassumendo
In conclusione di questo articolo riteniamo utile riassumere il giudizio emerso a
valle di ogni singola prova realizzata,
nella seguente tabella.
Si ringrazia per la collaborazione prestata Lincoln Italia Srl, in particolare
Ing. Giovanni Pedrazzo, Ing. Stefano
Angelotti, Ing. Carmela Barone e Sig. ra
Rosy Leotta.
Completezza delle
informazioni
Le due pagine di brochure che presentano il prodotto definiscono in modo chiaro e soddisfacente,
anche tramite tabelle ed immagini, le caratteristiche peculiari del consumabile.
Qualità delle
informazioni
Le informazioni riportate sono principalmente di carattere tecnico, accompagnate, però, da tabelle ed
immagini esplicative che permettono di comprendere nell’immediato le varie proprietà.
Riferimenti tecnici
Proprietà e norme sono riportate in modo esaustivo.
Confezionamento
Il confezionamento SRP si presenta compatto e rapido nell’apertura.
Etichettatura
L’etichetta si presenta leggibile, chiara e presenta alcuni spazi utilizzabili per la rintracciabilità
dei dati dei saldatori. Informazioni in lingua inglese.
Scheda di sicurezza
La scheda, facilmente disponibile sul web, è scritta in italiano, come previsto, ed appare completa di tutti
i punti previsti. Poco chiaro appare il riferimento agli ossidi complessi di cromo al punto 3 della scheda,
verosimilmente citati in relazione ad altri consumabili riconducibili alla medesima scheda.
Resistenza alla
trazione del giunto
saldato
Il carico di rottura di un giunto in acciaio S275JR saldato con l’elettrodo Conarc One, valutato mediante
prova di trazione trasversale in accordo con la normativa UNI EN ISO 6892-1, è pari a 460 MPa.
Duttilità del giunto
saldato
Le prove di piegamento laterale realizzate secondo normativa UNI EN ISO 5173
hanno avuto tutte esito soddisfacente.
Tenacità del giunto
saldato
Le prove di resilienza condotte secondo UNI EN ISO 148-1 ad una temperatura di prova pari a -50 °C
hanno fornito valori medi di 47J per il giunto realizzato in PC e di 27J per il giunto realizzato in PF.
Idrogeno diffusibile
all’apertura del pacco
Il valore di idrogeno diffusibile valutato secondo AWS A4.3, su elettrodi estratti subito dopo l’apertura
della confezione, è pari a 3,4 ml/100 g, ampiamente inferiore a quanto previsto dalla norma.
Igroscopicità del
consumabile
Test di idrogeno diffusibile effettuati secondo AWS A4.3 su elettrodi mantenuti fuori dalla confezione in
camera climatizzata a temperatura di 27°C ed umidità relativa dell’80%,
hanno fornito un valore massimo di 4,4 ml/100 g dopo 36 ore di permanenza.
Stabilità dell’arco
L’elettrodo Conarc One lavora bene “a caldo”, quindi nelle passate di riempimento;
in prima passata, dove il valore dell’intensità di corrente deve essere contenuto, risulta di difficile gestione.
Gestione del bagno
Il bagno di fusione risulta molto gestibile, meno denso rispetto ad altri elettrodi
basici di analoga composizione.
Saldatura in posizione
La facile gestione del bagno e la stabilità dell’arco permettono un buon controllo anche in posizione.
Rimozione della scoria
La scoria di questo consumabile si rimuove molto facilmente, caratteristica da non sottovalutare,
specie se si salda in cianfrino stretto.
Comportamento
in prima passata
Il comportamento in prima passata è sufficiente, con la necessità di moderare l’intensità di corrente
per mantenere il controllo del bagno ed ottenere l’adeguata fusione dei lembi.
Comportamento
in passate di
riempimento
Il comportamento in fase di riempimento appare migliore rispetto alla prima passata, sempre a condizioni
di impiegare adeguate intensità di corrente, essendo il bagno di fusione tendenzialmente freddo.
Regolarità di maglia
La maglia si presenta regolare, tanto nella saldatura in piano che in quella in posizione.
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