Benvenuto sul Portale di Ingegneria e Campanologia - www.campanologia.it - di  Ing. Michele Cuzzoni - SEZIONE I:TECNICO SCIENTIFICA

Cap. P02 - Metodologie di Restauro: le Saldature

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Metallurgia della Saldatura

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Gli argomenti trattati sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel febbraio 2012, aggiornati il 30/12/2012 e sono desunti dalla documentazione indicata in Bibliografia a fondo pagina.

 

 

INDICE:

 

 

Saldatura degli acciai

 

Generalità

La saldatura dei materiali metallici è un processo tecnologico che consiste nel fornire continuità meccanica e metallica a due o più lembi mediante fusione (e/o pressione) e successiva solidificazione.

Sorgenti di energia impiegate in saldatura, da sole o in coppia:

• Elettriche Arco

- Plasma

 

• Laser

- Scintillio

- Effetto Joule

- Fascio elettronico

 

• Meccaniche Urto

- Pressione

- Esplosione

 

• Chimiche

- Attrito

- Ultrasuoni

- Fiamma

- Reazioni esotermiche

 

INDICE

 

 

Tecniche di Saldatura

 

INDICE

 

 

Rappresentazione tridimensionale di un cordone di saldatura formato da una sorgente termica in movimento

 

 

 

 

v = velocità movimento sorgente (m/s)

W = potenza erogata (kJ/s) - Quantità di energia disponibile per unità di lunghezza

H = W/v (kJ/m) - Rapporto di diluizione

Rd = vol. metallo base fuso/vol. totale zona fusa

 

 

 

 

• Zona 1: La temperatura non supera i 600°C

• Zona 2: La temperatura è compresa fra 600°C ed Ac1

• Zona 3: La temperatura è compresa fra Ac1 ed Ac3

• Zona 4: La temperatura è compresa fra Ac3 e 1100°C circa

• Zona 5: La temperatura è compresa fra 1100 e 1500°C (fusione).

• Zona sotto cordone: nei vari punti del cordone, per velocità di raffreddamento decrescenti, si ottengono strutture martensitiche, bainitiche e ferriito-perlitiche.

 

 

 

INDICE

 

 

Influenza delle dimensioni del grano nel metallo base e nella zona di legame sulla struttura di solidificazione

 

 

 

Possibili difetti macroscopici in una saldatura testa-testa in ZF o in ZTA.

 

 

 

I principali problemi metallurgici della ZF sono:

• Protezione dall’ambiente del bagno metallico

• Condizioni di raffreddamento

 

I problemi relativi alla solidificazione sono principalmente tre:

• Formazione di strutture dendritiche

• Formazione di cavità di ritiro

• Inglobamento di particelle non metalliche (ossidi, scorie,…)

 

La composizione del metallo di apporto deve essere simile a quella del metallo base, con le seguenti modifiche:

• %C inferiore a quello del metallo base (p.e. 0.1% contro lo 0.2%)

• Mo quasi sempre presente perché aumenta di molto la resistenza del giunto senza intaccare la tenacità (0.15-0.75%)

• Ni generalmente più alto del metallo base, per le stesse ragioni del Mo

• Si, S, P e V ridotti al minimo

 

Lateralmente alla ZF si trova no due ZTA che possono subire, dopo una parziale oppure totale austenitizzazione, varie trasformazioni a seconda dell’apporto termico e della velocità di raffreddamento.

Per la saldabilità di un acciaio si può utilizzare come parametro il Carbonio equivalente CE:  Ceq = %C + %Mn/6 + (%Cr+%Mo+%V)/5 + (%Cu+%Ni)/15

• Ceq < 0.4% : non ci sono particolari problemi metallurgici

• 0.4< Ceq < 0.60 : si prescrive il preriscaldo dei lembi

• Ceq > 0.60% si prescrivono sia un pre che un postriscaldo

 

INDICE

 

Precipitazione di carburi in zona termicamente alterata

 

 

 

 

 

 

INDICE

 

Bibliografia

 

  1. "MaterialiMetallici" M.Cavallini, F.Iacoviello (Francesco Ciolfi Editore, via E.DeNicola, Cassino),

  2. Lucidi del corso disponibili informato pdf all’indirizzo http://www.metallurgia.unicas.it

  3. "Metallurgia", W.Nicodemi, Masson, Milano

  4. "Struttura e proprietà dei materiali metallici", A.Cigada, CittaStudi, Milano

 


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