L'acciaio inossidabile non è necessariamente difficile da lavorare, ma la sua saldatura richiede una particolare attenzione ai dettagli. Non dissipa il calore come l'acciaio dolce o l'alluminio e potrebbe perdere parte della sua resistenza alla corrosione se riscaldato eccessivamente. Le migliori pratiche aiutano a mantenerne la resistenza alla corrosione. Immagine: Miller Electric
La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile lo rende una scelta interessante per molte applicazioni critiche di tubazioni, tra cui l'industria alimentare e delle bevande ad alta purezza, farmaceutica, dei recipienti a pressione e petrolchimica. Tuttavia, questo materiale non dissipa il calore come l'acciaio dolce o l'alluminio, e una saldatura impropria può ridurne la resistenza alla corrosione. L'applicazione di calore eccessivo e l'utilizzo di un metallo d'apporto sbagliato sono due possibili cause.
Adottare alcune delle migliori pratiche di saldatura dell'acciaio inossidabile può contribuire a migliorare i risultati e a garantire il mantenimento della resistenza alla corrosione del metallo. Inoltre, l'aggiornamento del processo di saldatura può aumentare la produttività senza compromettere la qualità.
Nella saldatura dell'acciaio inossidabile, la scelta del metallo d'apporto è fondamentale per controllare il contenuto di carbonio. I metalli d'apporto utilizzati per saldare tubi in acciaio inossidabile devono migliorare le prestazioni di saldatura ed essere adatti all'applicazione.
Cercate metalli d'apporto con designazione "L", come ER308L, in quanto offrono un contenuto massimo di carbonio inferiore, che contribuisce a mantenere la resistenza alla corrosione nelle leghe di acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio. La saldatura di un metallo base a basso tenore di carbonio con metalli d'apporto standard aumenta il contenuto di carbonio del giunto saldato, aumentando il rischio di corrosione. Evitate i metalli d'apporto contrassegnati con "H", in quanto offrono un contenuto di carbonio più elevato e sono destinati ad applicazioni che richiedono una maggiore resistenza a temperature elevate.
Quando si salda l'acciaio inossidabile, è inoltre importante scegliere un metallo d'apporto con bassi livelli di tracce (anche note come impurità) di elementi. Si tratta di elementi residui presenti nelle materie prime utilizzate per produrre i metalli d'apporto, tra cui antimonio, arsenico, fosforo e zolfo. Possono influire notevolmente sulla resistenza alla corrosione del materiale.
Poiché l'acciaio inossidabile è molto sensibile all'apporto di calore, la preparazione del giunto e un corretto assemblaggio svolgono un ruolo fondamentale nel controllo del calore per preservare le proprietà del materiale. Fessure tra i componenti o accoppiamenti non uniformi richiedono che la torcia rimanga nello stesso punto più a lungo, ed è necessario più metallo d'apporto per riempire tali fessure. Ciò può causare un accumulo di calore nell'area interessata, con conseguente surriscaldamento del componente. Un accoppiamento non ottimale può inoltre rendere difficile colmare la fessura e ottenere la penetrazione richiesta della saldatura. Assicurarsi che le parti corrispondano il più possibile all'acciaio inossidabile.
Anche la purezza di questo materiale è molto importante. Quantità minime di contaminanti o sporco nei giunti saldati possono causare difetti che riducono la resistenza e la resistenza alla corrosione del prodotto finale. Per pulire il substrato prima della saldatura, utilizzare una spazzola speciale in acciaio inossidabile, non utilizzata su acciaio al carbonio o alluminio.
Nell'acciaio inossidabile, la sensibilizzazione è la causa principale della perdita di resistenza alla corrosione. Ciò può verificarsi quando la temperatura di saldatura e la velocità di raffreddamento oscillano eccessivamente, con conseguente alterazione della microstruttura del materiale.
Questa saldatura esterna su tubo in acciaio inossidabile, saldata con GMAW e deposizione controllata di metallo (RMD) senza controlavaggio alla radice, è simile nell'aspetto e nella qualità alle saldature con controlavaggio GTAW.
Un elemento chiave della resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile è l'ossido di cromo. Tuttavia, se il contenuto di carbonio nella saldatura è troppo elevato, si forma carburo di cromo. Questi legano il cromo e impediscono la formazione dell'ossido di cromo desiderato, che conferisce all'acciaio inossidabile la sua resistenza alla corrosione. Se l'ossido di cromo non è sufficiente, il materiale non avrà le proprietà desiderate e si verificherà la corrosione.
La prevenzione della sensibilizzazione si basa sulla scelta del metallo d'apporto e sul controllo dell'apporto termico. Come accennato in precedenza, è importante scegliere un metallo d'apporto a basso contenuto di carbonio quando si salda l'acciaio inossidabile. Tuttavia, il carbonio a volte è necessario per garantire la resistenza in determinate applicazioni. Il controllo della temperatura è particolarmente importante quando i metalli d'apporto a basso contenuto di carbonio non sono adatti.
Ridurre al minimo il tempo in cui la saldatura e la zona termicamente alterata rimangono a temperature elevate, in genere tra 500 e 800 gradi Celsius (tra 950 e 1500 gradi Fahrenheit). Minore è il tempo trascorso dalla saldatura in questo intervallo, minore sarà il calore generato. Controllare e osservare sempre la temperatura di interpass durante il processo di saldatura.
Un'altra opzione è quella di utilizzare metalli d'apporto con componenti di lega come titanio e niobio per prevenire la formazione di carburo di cromo. Poiché questi componenti influenzano anche la resistenza e la tenacità, questi metalli d'apporto non possono essere utilizzati in tutte le applicazioni.
La saldatura ad arco di tungsteno con saldatura di radice (GTAW) è un metodo tradizionale per la saldatura di tubi in acciaio inossidabile. Di solito richiede un controflusso di argon per prevenire l'ossidazione sul lato inferiore della saldatura. Tuttavia, l'uso di processi di saldatura a filo nei tubi in acciaio inossidabile sta diventando sempre più comune. In questi casi, è importante comprendere come i diversi gas di protezione influiscano sulla resistenza alla corrosione del materiale.
Nella saldatura ad arco gassoso (GMAW) dell'acciaio inossidabile, tradizionalmente si utilizzavano argon e anidride carbonica, una miscela di argon e ossigeno o una miscela a tre gas (elio, argon e anidride carbonica). In genere, queste miscele contengono principalmente argon o elio e meno del 5% di anidride carbonica, poiché quest'ultima introduce carbonio nel bagno di fusione e aumenta il rischio di sensibilizzazione. L'argon puro non è raccomandato per la saldatura GMAW sull'acciaio inossidabile.
Il filo animato per acciaio inossidabile è progettato per funzionare con una miscela tradizionale composta al 75% da argon e al 25% da anidride carbonica. Il flusso contiene ingredienti studiati per prevenire la contaminazione della saldatura da parte del carbonio presente nel gas di protezione.
Con l'evoluzione dei processi GMAW, è diventata più semplice la saldatura di tubi e tubazioni in acciaio inossidabile. Sebbene alcune applicazioni possano ancora richiedere il processo GTAW, i processi avanzati di lavorazione del filo possono offrire una qualità simile e una maggiore produttività in molte applicazioni in acciaio inossidabile.
Le saldature ID in acciaio inossidabile realizzate con GMAW RMD sono simili per qualità e aspetto alle corrispondenti saldature OD.
Una passata di radice che utilizza un processo GMAW a corto circuito modificato, come la deposizione controllata di metallo (RMD) di Miller, elimina il controlavaggio in alcune applicazioni di acciaio inossidabile austenitico. La passata di radice RMD può essere seguita da una saldatura GMAW pulsata o ad arco con anima di flusso per il riempimento e la chiusura, una modifica che consente di risparmiare tempo e denaro rispetto all'utilizzo della saldatura GTAW con controlavaggio, soprattutto su tubi di grandi dimensioni.
RMD utilizza un trasferimento di metallo in cortocircuito controllato con precisione per produrre un arco e un bagno di saldatura silenziosi e stabili. Ciò si traduce in minori probabilità di rodaggio a freddo o mancata fusione, minori spruzzi e una migliore qualità della passata di fondo del tubo. Il trasferimento di metallo controllato con precisione garantisce inoltre una deposizione uniforme delle gocce e un controllo più semplice del bagno di saldatura, e quindi dell'apporto termico e della velocità di saldatura.
Processi non tradizionali possono migliorare la produttività della saldatura. Utilizzando la saldatura RMD, la velocità di saldatura può variare da 15 a 30 cm/min. Poiché il processo migliora la produttività senza riscaldare ulteriormente i pezzi, contribuisce a preservare le proprietà e la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile. La riduzione dell'apporto termico del processo contribuisce inoltre a controllare la deformazione del substrato.
Questo processo GMAW pulsato offre lunghezze d'arco più corte, coni d'arco più stretti e un minore apporto termico rispetto al trasferimento a spruzzo pulsato convenzionale. Poiché il processo è chiuso, la deriva dell'arco e le fluttuazioni nella distanza tra la punta e il pezzo vengono praticamente eliminate. Ciò semplifica la gestione del bagno di fusione con e senza saldatura in loco. Infine, la combinazione di GMAW pulsato per il riempimento e il rullo superiore con RMD per il rullo di base consente di eseguire una procedura di saldatura utilizzando un singolo filo e un singolo gas, riducendo i tempi di cambio processo.
Tube & Pipe Journal 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志. Tube & Pipe Journal del 1990 Tube & Pipe Journal è stato il primo giornale dell'industria metallurgica nel 1990. Nel 1990, Tube & Pipe Journal è diventata la prima rivista dedicata al settore dei tubi metallici.Ancora oggi rimane l'unica pubblicazione del settore in Nord America ed è diventata la fonte di informazioni più affidabile per i professionisti del settore delle tubazioni.
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