L'acciaio inossidabile non è necessariamente difficile da lavorare, ma la sua saldatura richiede particolare attenzione ai dettagli. Non dissipa il calore come l'acciaio dolce o l'alluminio e può 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 nelle tubazioni, tra cui quelle per alimenti e bevande ad alta purezza, farmaceutiche, recipienti a pressione e petrolchimiche. 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 materiale d'apporto non idoneo sono due delle cause principali.
L'adesione ad 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 materiale d'apporto è fondamentale per controllare il contenuto di carbonio. I materiali d'apporto utilizzati per saldare tubi in acciaio inossidabile devono migliorare le prestazioni di saldatura ed essere adatti all'applicazione.
Cercate materiali d'apporto con la sigla "L", come ad esempio l'ER308L, poiché 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 materiali d'apporto standard aumenta il contenuto di carbonio del giunto saldato, incrementando il rischio di corrosione. Evitate i materiali d'apporto contrassegnati con la sigla "H", in quanto offrono un contenuto di carbonio più elevato e sono destinati ad applicazioni che richiedono una maggiore resistenza alle alte temperature.
Nella saldatura dell'acciaio inossidabile, è inoltre importante selezionare un metallo d'apporto con bassi livelli di tracce (anche dette impurità) degli elementi. Si tratta di elementi residui presenti nelle materie prime utilizzate per la produzione dei metalli d'apporto, tra cui antimonio, arsenico, fosforo e zolfo. Tali elementi possono influenzare notevolmente la resistenza alla corrosione del materiale.
Poiché l'acciaio inossidabile è molto sensibile al calore, la preparazione dei giunti e un corretto assemblaggio sono fondamentali per controllare la temperatura e preservare le proprietà del materiale. Spazi vuoti tra le parti o un accoppiamento non uniforme richiedono che la torcia rimanga in un punto più a lungo e che venga utilizzato più materiale d'apporto per riempire tali spazi. Questo può causare un accumulo di calore nell'area interessata, con conseguente surriscaldamento del pezzo. Un accoppiamento non perfetto può anche rendere difficile colmare lo spazio vuoto e ottenere la penetrazione di saldatura necessaria. Prestare attenzione a far combaciare i pezzi con l'acciaio inossidabile nel modo più preciso possibile.
Anche la purezza di questo materiale è molto importante. Anche minime quantità di contaminanti o sporco nelle giunzioni saldate 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 che non sia mai stata utilizzata su acciaio al carbonio o alluminio.
Nell'acciaio inossidabile, la sensibilizzazione è la principale causa di perdita di resistenza alla corrosione. Ciò può verificarsi quando la temperatura di saldatura e la velocità di raffreddamento fluttuano eccessivamente, provocando una modifica della microstruttura del materiale.
Questa saldatura esterna su tubo in acciaio inossidabile, eseguita con il processo GMAW e deposizione controllata di metallo (RMD) senza lavaggio in controcorrente alla radice, è simile per aspetto e qualità alle saldature GTAW con lavaggio in controcorrente.
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. Questo lega il cromo e impedisce la formazione dell'ossido di cromo desiderato, che conferisce all'acciaio inossidabile la sua resistenza alla corrosione. Se la quantità di ossido di cromo è insufficiente, il materiale non avrà le proprietà desiderate e si verificherà corrosione.
La prevenzione della sensibilizzazione dipende dalla scelta del materiale d'apporto e dal controllo dell'apporto termico. Come accennato in precedenza, è importante scegliere un materiale d'apporto a basso contenuto di carbonio quando si salda l'acciaio inossidabile. Tuttavia, in alcune applicazioni, il carbonio è talvolta necessario per garantire la resistenza meccanica. Il controllo della temperatura è particolarmente importante quando i materiali d'apporto a basso contenuto di carbonio non sono adatti.
Ridurre al minimo il tempo in cui la zona di saldatura e la zona termicamente alterata rimangono a temperature elevate, in genere da 950 a 1500 gradi Fahrenheit (da 500 a 800 gradi Celsius). Minore è il tempo di saldatura in questo intervallo, minore sarà il calore generato. Controllare e monitorare sempre la temperatura tra le passate 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 elettrodo di tungsteno (GTAW) è un metodo tradizionale per la saldatura di tubi in acciaio inossidabile. Questo processo richiede solitamente un lavaggio con argon per prevenire l'ossidazione sul lato inferiore della saldatura. Tuttavia, l'utilizzo di processi di saldatura a filo per tubi in acciaio inossidabile sta diventando sempre più comune. In questi casi, è importante comprendere come i diversi gas di protezione influenzino la resistenza alla corrosione del materiale.
Nella saldatura dell'acciaio inossidabile mediante saldatura ad arco con gas di protezione (GMAW), tradizionalmente si utilizzavano argon e anidride carbonica, una miscela di argon e ossigeno, oppure una miscela di 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 saldatura e aumenta il rischio di sensibilizzazione. L'argon puro non è raccomandato per la saldatura GMAW dell'acciaio inossidabile.
Il filo animato per acciaio inossidabile è progettato per essere utilizzato con una miscela tradizionale di 75% argon e 25% 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, la saldatura di tubi e condotti in acciaio inossidabile è diventata più semplice. Sebbene alcune applicazioni possano ancora richiedere il processo GTAW, i processi di lavorazione del filo avanzati possono offrire una qualità simile e una maggiore produttività in molte applicazioni dell'acciaio inossidabile.
Le saldature interne in acciaio inossidabile realizzate con il processo GMAW RMD sono simili per qualità e aspetto alle corrispondenti saldature esterne.
Una passata di radice eseguita con un processo GMAW a corto circuito modificato, come la deposizione controllata di metallo (RMD) di Miller, elimina il riflusso in alcune applicazioni su acciaio inossidabile austenitico. La passata di radice RMD può essere seguita da saldatura GMAW pulsata o ad arco con filo animato per riempire e chiudere, una modifica che consente di risparmiare tempo e denaro rispetto all'utilizzo della saldatura GTAW con riflusso, soprattutto su tubazioni di grandi dimensioni.
RMD utilizza un trasferimento di metallo a cortocircuito controllato con precisione per produrre un arco e un bagno di saldatura silenziosi e stabili. Ciò si traduce in una minore probabilità di saldatura a freddo o mancata fusione, meno spruzzi e una migliore qualità del cordone di saldatura alla radice del tubo. Il trasferimento di metallo controllato con precisione garantisce inoltre una deposizione uniforme delle gocce e un più facile controllo del bagno di saldatura e, di conseguenza, dell'apporto termico e della velocità di saldatura.
I processi non tradizionali possono migliorare la produttività della saldatura. Con la tecnica RMD, la velocità di saldatura può variare da 6 a 12 pollici/minuto. 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 di calore rispetto al trasferimento a spruzzo pulsato convenzionale. Poiché il processo è chiuso, la deriva dell'arco e le fluttuazioni della distanza tra la punta e il pezzo in lavorazione sono praticamente eliminate. Ciò semplifica la gestione del bagno di saldatura, sia con che senza saldatura in loco. Infine, la combinazione del GMAW pulsato per il riempimento e il cordone superiore con il RMD per il cordone di radice consente di eseguire una procedura di saldatura utilizzando un unico filo e un unico 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 于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 all'industria dei tubi metallici.Ancora oggi, rimane l'unica pubblicazione di settore in Nord America ed è diventata la fonte di informazione più affidabile per i professionisti del settore delle tubazioni.
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