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29.05.2012
METODO DI GIUNZIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI
Metodo di giunzione degli acciai inossidabili
SALDATURA
· Gli acciai inossidabili al cromo- nichel della serie 300 sono i più indicati per la saldatura, sono estremamente tenaci e duttili allo stato saldato e si possono saldare con qualunque sistema industriale attualmente in uso. I tipi della serie 300 possiedono un alto coefficiente di dilatazione termica, superiore di circa il 60% a quello dell'acciaio dolce, ed una bassa conducibilità termica, circa un terzo di quella dell'acciaio al carbonio. Questi fattori devono essere tenuti ben presenti quando si progettano attrezzature, onde ovviare alle difficoltà che potrebbero insorgere per inattese deformazioni o distorsioni. Quando si saldano acciai non stabilizzati, si deve impedire la disgregazione di saldatura o la corrosione intergranulare (vedi quanto scritto sulla corrosione). Generalmente si usano bacchette per saldatura in acciaio di tipo uguale a quello da saldare o con un tenore in cromo- nichel leggermente superiore. In questo modo si ottengono una migliore struttura, maggiore resistenza alla corrosione e più elevate caratteristiche meccaniche. Poichè gli acciai inossidabili allo stato fuso ossidano rapidamente se esposti all'aria, si consiglia, durante le operazioni di saldatura, l'uso di flussi, bacchette per saldatura rivestite ed atmosfere protettive di gas inerte.
· Anche gli acciai al solo cromo si possono saldare con i metodi convenzionali. Gli inossidabili della serie 400 hanno una conducibilità termica che è all'incirca la metà di quella degli acciai al carbonio ed il loro punto di fusione è leggermente più basso. Questi materiali allo stato fuso, in presenza di aria, si ossidano molto rapidamente, quindi per la saldatura si raccomanda l'impiego di flussi, di elettrodi rivestiti o protezioni con gas inerte. Il coefficiente di dilatazione dei tipi della serie 400 è quasi identico o leggermente inferiore a quello degli acciai al carbonio. Gli acciai ferritici a più alto cromo, come il tipo 430, presentano una bassa duttilità della saldatura e non sono raccomandabili se il giunto saldato è sottoposto ad urti od ad elevate sollecitazioni. La loro bassa duttilità è dovuta soprattutto alla struttura a grano grosso che si genera quando i materiali ad elevato tenore di cromo vengono portati alle temperature di saldatura. Una ricottura a 785°C può ripristinare la duttilità e la resistenza alla corrosione, ma l'ingrossamento del grano non può essere corretto con un trattamento termico. Particolarmente suscettibili all'ingrossamento del grano ed a una bassa duttilità della zona saldata sono gli acciai ad alto cromo, quali i tipi 442 e 446. Acciai speciali del gruppo ferritico sono i tipi 405 e 430 Ti, i quali presentano una saldatura più duttile anche senza una ricottura successiva, sebbene questo trattamento sia consigliabile per mantenere la massima resistenza alla corrosione. Gli acciai appartenenti al gruppo martensitico, a più basso cromo, come il tipo 410, presentano una buona duttilità della zona saldata se sottoposti a ricottura dopo l'operazione. Un preriscaldamento dei tipi temprabili, a 205-260°C, migliora le proprietà della zona stessa. I tipi martensitici devono essere sottoposti, immediatamente dopo la saldatura, a ricottura completa o di distensione. Comunemente per la saldatura s'impiega una bacchetta di analisi uguale a quella del metallo da saldare, sebbene spesse volte, per gli acciai inossidabili della serie 400, sia più indicata una bacchetta di acciaio al cromo- nichel per migliorare la duttilità e la resistenza della saldatura. Le elevate temperature raggiungibili con l'operazione colorano gli acciai inossidabili; ciò è dovuto alla formazione di un sottile velo di ossido superficiale, che però si può eliminare con un'operazione di molatura e di politura mediante polvere abrasiva. A questo scopo sono pure indicati particolari composti industriali e processi di attacco elettrolitico. Se tale velo di ossido non viene eliminato, si ha la formazione di un prodotto di corrosione di aspetto rugginoso. Molto importante è la progettazione dei giunti saldati. Sono da escludere le saldature per sovrapposizione, perché generano condizioni favorevoli alla corrosione e, quando è possibile, si consiglia la saldatura di testa. Si può adottare la saldatura di giunti a T con operazione ad angolo, ma per ottenere un'adeguata resistenza occorre una penetrazione completa. Per particolari di sezioni sottili si usano generalmente i metodi per fusione in atmosfera di gas inerte, come pure quelli a punti ed a scintillio. Quando è possibile, dopo la saldatura degli acciai inossidabili della serie 400, è opportuna una ricotta.
BRASATURA CON LEGHE DI RAME
· Questo metodo di giunzione non può essere applicato agli acciai inossidabili della serie 300, poiché possono formarsi cricche intergranulari. La brasatura produce una più bassa resistenza alla corrosione in condizioni corrosive, favorendo l'azione elettrolitica, ragione per cui la sua esecuzione, quando è possibile, richiede molta cura ed un attento controllo.
· La giunzione mediante brasatura con l'impiego di leghe di rame non è raccomandata nemmeno per gli acciai inossidabili della serie 400, perchè richiede un'elevata temperatura e conseguentemente provoca un ingrossamento del grano ed una riduzione della tenacità. Inoltre se tale temperatura è mantenuta per un tempo eccessivo, si possono formare delle cricche intercristalline con penetrazione di rame al contorno dei grani, il che, naturalmente, riduce la resistenza alla corrosione. Anche per gli acciai della serie 400 questo sistema di giunzione richiede molta cura ed un attento controllo per conseguire risultati soddisfacenti.
BRASATURA
· La brasatura con leghe di argento, comunemente detta "brasatura all'argento", permette di ottenere giunzioni molto soddisfacenti. Per le basse temperature richieste nella sua esecuzione è preferita all'operazione con leghe di rame. La brasatura con leghe d'argento è particolarmente adatta per unire raccordi di rame o bronzo all'acciaio inossidabile, ma permette anche di saldare gli acciai inossidabili tra loro, o con altri acciai e tutti i metalli e le leghe ferrose o non ferrose, producendo giunti stagni, a tenuta di gas. I giunti così prodotti possiedono una resistenza alla trazione superiore a 28 kg/mmq. L'argento contenuto nella lega saldante offre un'eccellente resistenza alla corrosione in molte condizioni di impiego.
SALDATURA A DOLCE
· Tutti gli acciai inossidabili possono essere saldati a dolce a partire da leghe contenenti il 50% di stagno ed il 50% di piombo, fino a quelle contenenti solo stagno. Quando è difficile ottenere l'adesione della lega saldante alle superfici che hanno subìto un alto grado di lucidatura e di politura, si usino appropriati flussi o si renda preventivamente ruvida la zona di saldatura. La causa dell'esito negativo di giunzioni saldate a dolce, va anche attribuita all'uso di flussi non appropriati. Se ne possono trovare in commercio anche di quelli preparati appositamente per l'impiego nelle saldature a dolce degli acciai inossidabili, ottenendo ottimi risultati. Si ricordi che tutti i flussi devono essere neutralizzati non appena eseguita la saldatura e che la giunzione va abbondantemente lavata con acqua. La saldatura a dolce serve principalmente per ottenere cordoni per tenuta stagna e non per conseguire giunzioni meccanicamente resistenti. Queste ultime si ottengono mediante chiodatura, saldatura per punti o con altri metodi.
CHIODATURA
· Si possono avere gli acciai inossidabili anche in forma di ribattini e non si dovrebbero incontrare difficoltà ad intestare o ricalcare a freddo quelli di piccole dimensioni (4,76 mm ed inferiori). Per le dimensioni maggiori si preferisca l'applicazione a caldo. Quando si impieghino ribattini di acciai inossidabili della serie 300, non si devono riscaldare per un periodo di tempo superiore a 10 minuti. Nella chiodatura a caldo è molto importante che la temperatura di riscaldamento sia compresa tra 1093 e 1204°C; in nessun caso deve scendere al di sotto dei 982°C.
I ribattini di acciai inossidabili della serie 400 non si devono riscaldare per un periodo di tempo superiore a 30 minuti. Quelli dei tipi temprabili-martensitici non si devono portare a temperature superiori a 750°C, quelli dei tipi ferritici a temperature superiori a 790°C.