Cosa causa i difetti di saldatura e come affrontarli

 

 

Essendo una parte essenziale della produzione moderna, la qualità della saldatura influisce direttamente sulle prestazioni generali e sulla sicurezza dei prodotti. Tuttavia, a causa di vari fattori durante il processo di saldatura, spesso si verificano diversi difetti di saldatura. Questi difetti non solo riducono la resistenza, la durata e l'aspetto dei giunti saldati, ma possono anche portare a gravi incidenti di sicurezza. Pertanto, comprendere le cause dei difetti di saldatura e i relativi rimedi è di grande importanza per migliorare la qualità della saldatura e garantire le prestazioni del prodotto.

 

▲ Difetti di saldatura

 

 

I Classificazione dei difetti di saldatura

 

I difetti di saldatura possono essere classificati in due tipologie in base alla loro posizione nella saldatura: difetti esterni e difetti interni. I difetti esterni, noti anche come difetti estetici, si trovano sulla superficie della saldatura e possono essere osservati ad occhio nudo o a basso ingrandimento, come sottosquadri, spruzzi di saldatura, concavità, deformazioni di saldatura, porosità superficiale e crepe superficiali. I difetti interni si trovano all'interno della saldatura e possono essere rilevati solo tramite test distruttivi o metodi di test non distruttivi specializzati, come mancanza di fusione, penetrazione incompleta, porosità interna, inclusioni di scorie e crepe.

 

 

II Cause dei difetti di saldatura

 

1. Difetti esterni

 

(1) Sottoquotazione

Il sottosquadro si riferisce a depressioni o scanalature lasciate sui bordi della saldatura dopo che il metallo di base è stato fuso dall'arco o dalla fiamma e non riempito dal metallo di saldatura. Le cause principali includono un'eccessiva corrente di saldatura, un arco troppo lungo, un angolo o un movimento improprio dell'elettrodo (filo di saldatura) e una velocità di saldatura errata.

 

▲ Sottoquotazione

 

(2) Spruzzi di saldatura

Gli spruzzi di saldatura si riferiscono al metallo di saldatura fuso che scorre sul metallo di base o sulla radice della saldatura con calore insufficiente durante il processo di saldatura e forma grumi di metallo che non si fondono con il materiale di base dopo il raffreddamento. Le cause includono la scarsa qualità dell'elettrodo, l'eccessiva corrente di saldatura, un arco troppo lungo, una velocità di saldatura lenta e un angolo e un movimento improprio dell'elettrodo.

 

▲ Spruzzi di saldatura

 

(3) Concavità e deformazioni delle saldature

Le concavità sono generalmente causate dalla mancata tenuta dell'elettrodo (filo di saldatura) per un breve periodo al termine dell'arco, con conseguenti crateri dell'arco. Le deformazioni della saldatura possono essere causate da una preparazione inadeguata, da attrezzature inadeguate o da capacità operative inadeguate.

 

▲ Concavità e deformazioni delle saldature

 

(4) Porosità superficiale

La porosità superficiale si verifica quando il gas non riesce a fuoriuscire completamente dal bagno di fusione durante la saldatura, formando fori sulla superficie del metallo di saldatura. Le cause principali includono la non conformità dei materiali di saldatura e dei pezzi in lavorazione con i requisiti di processo, la bassa corrente di saldatura, la velocità di saldatura troppo elevata, l'arco troppo lungo e la protezione inadeguata dell'area di saldatura.

 

2. Difetti interni

 

(1) Mancanza di fusione e penetrazione incompleta

La mancanza di fusione si riferisce ad aree in cui il metallo saldato non si fonde con il metallo di base o tra gli strati della saldatura. La penetrazione incompleta si riferisce alla mancata fusione completa della radice del giunto durante la saldatura. Questi difetti sono causati da una corrente di saldatura insufficiente, da una velocità di saldatura troppo elevata, da un design inadeguato della scanalatura, da un angolo dell'elettrodo errato e da una tecnica di saldatura inadeguata.

 

▲ Mancanza di fusione e penetrazione incompleta

 

(2) Inclusioni di scorie

Le inclusioni di scoria si riferiscono alle scorie residue lasciate nella saldatura dopo la saldatura. Le cause includono una bassa corrente di saldatura, una velocità di saldatura troppo elevata, superfici sporche del pezzo, rimozione incompleta delle scorie nella saldatura multistrato e scarsa qualità degli elettrodi.

 

▲ Inclusioni di scorie

 

(3) Crepe

Le crepe sono uno dei difetti più pericolosi nei giunti saldati e le cause sono complesse e varie. Includono tecniche di saldatura inadeguate, specifiche di saldatura inadeguate, elevate tensioni interne nella saldatura, elevata sensibilità alle crepe del materiale e scarsa qualità dei materiali di apporto. Inoltre, diversi tipi di cricche, come cricche calde, cricche fredde e cricche da riscaldamento, sono causati da fattori diversi.

 

▲ Crepe

 

 

III Rimedi ai difetti di saldatura

 

1. Rimedi per difetti esterni

 

(1) Sottoquotazione

I sottosquadri minori e superficiali possono essere smussati meccanicamente per creare una transizione graduale. I sottosquadri gravi e profondi devono essere riparati mediante saldatura. Le misure preventive includono la selezione dei parametri appropriati del processo di saldatura, il controllo della lunghezza dell'arco e la padronanza delle tecniche di movimento degli elettrodi necessarie.

 

(2) Spruzzi di saldatura

Gli spruzzi di saldatura possono essere rimossi mediante molatura meccanica e la saldatura deve essere rifatta per ripristinare la levigatezza. Le misure preventive includono la selezione della corrente di saldatura e dell'angolo dell'elettrodo appropriati e il mantenimento di una velocità di saldatura costante.

 

(3) Concavità e deformazioni delle saldature

Le concavità e le deformazioni della saldatura possono essere corrette mediante rettifica, raddrizzatura meccanica o trattamento termico. Le misure preventive includono un'adeguata preparazione prima della saldatura, l'utilizzo di attrezzature qualificate e l'adozione di misure per eliminare le deformazioni residue.

 

(4) Porosità superficiale

La porosità superficiale può essere rimossa mediante molatura e risaldatura per riempire i vuoti. Le misure preventive comprendono la pulizia dei materiali di saldatura e dei pezzi in lavorazione, la selezione della corrente e della velocità di saldatura adeguate e il miglioramento della protezione dell'area di saldatura.

 

 

2. Rimedi per difetti interni

 

(1) Mancanza di fusione e penetrazione incompleta

La mancanza di fusione e i difetti di penetrazione incompleta richiedono generalmente una saldatura di riparazione o una scriccatura e una nuova saldatura. Per le strutture aperte, è possibile eseguire la riparazione diretta della saldatura sull'area di penetrazione incompleta. Per saldature critiche in cui la riparazione diretta non è fattibile, il metallo di saldatura nell'area difettosa deve essere rimosso completamente prima della nuova saldatura.

 

(2) Inclusioni di scorie

Le inclusioni di scorie devono essere rimosse scavando l'area difettosa prima di risaldare. Le misure preventive includono il miglioramento della pulizia della superficie, la selezione della corrente e della velocità di saldatura adeguate e la garanzia di un'accurata rimozione delle scorie tra gli strati di saldatura.

 

(3) Crepe

Le riparazioni delle crepe sono più complesse e richiedono misure specifiche in base al tipo e alla posizione della fessura. Per le cricche calde e da riscaldamento, l'area difettosa dovrebbe essere eliminata e la saldatura rifatta, con un migliore controllo della temperatura e misure di riduzione dello stress durante la saldatura. Le crepe fredde possono richiedere riscaldamento, correzione della pressione o altri metodi di riparazione e prevenzione.

 

 

IV Casi di studio di difetti di saldatura specifici

 

1. Difetti di sottoquotazione

• Fenomeno:Depressioni o scanalature che appaiono lungo le punte o le radici della saldatura durante la saldatura, più in basso della superficie del materiale di base.
• Causa:Corrente di saldatura eccessiva, arco troppo lungo, angolo dell'elettrodo (filo di saldatura) non corretto, velocità di saldatura troppo elevata, ecc.
• Impatto:Indebolisce la resistenza del giunto saldato, crea concentrazione di stress e riduce la durata a fatica.

 

2. Difetti dovuti a spruzzi di saldatura

• Fenomeno:Grumi metallici formati dal metallo fuso che scorre all'esterno della saldatura sul materiale di base non fuso.
• Causa:Corrente di saldatura eccessiva, velocità di saldatura troppo lenta, angolo dell'elettrodo (filo di saldatura) non corretto, ecc.
• Impatto:Influisce sull'aspetto, crea punti di concentrazione delle sollecitazioni e ostacola il flusso medio efficace nelle tubazioni.

 

3. Difetti di porosità

• Fenomeno:Sacche di gas che si formano all'interno o sulla superficie del metallo saldato quando il gas non fuoriesce durante la saldatura.
• Causa:Umidità nei materiali di saldatura, gas di protezione impuro, velocità di saldatura troppo elevata, arco troppo lungo, ecc.
• Impatto:Riduce la compattezza della saldatura, diminuisce la sezione trasversale di lavoro effettiva della saldatura e influisce sulle proprietà meccaniche della saldatura.

 

4. Difetti di inclusione delle scorie

• Fenomeno:Inclusioni non metalliche nel metallo saldato.
• Causa:Bassa corrente di saldatura, velocità di saldatura troppo elevata, scanalatura sporca, rimozione incompleta delle scorie tra gli strati nella saldatura multistrato, ecc.
• Impatto:Influisce sulle proprietà meccaniche e sulla compattezza della saldatura, portando potenzialmente alla rottura della saldatura.

 

5. Mancanza di difetti di fusione e penetrazione incompleta

• Fenomeno:La mancanza di fusione si riferisce alla fusione incompleta tra il metallo saldato e il materiale di base o tra gli strati di saldatura. La penetrazione incompleta si riferisce alla fusione incompleta alla radice del giunto durante la saldatura.
• Causa:Corrente di saldatura bassa, velocità di saldatura troppo elevata, design inadeguato della scanalatura, angolo dell'elettrodo (filo di saldatura) non corretto, ecc.
• Impatto: Sriduce significativamente le proprietà meccaniche della saldatura, rendendola uno dei difetti più pericolosi nella saldatura.

 

6. Difetti dovuti a crepe

• Fenomeno:Nuove interfacce formate dalla distruzione delle forze di legame atomico in aree localizzate del giunto saldato.
• Causa:Sollecitazione residua dalla saldatura, scarsa qualità del materiale di base o del materiale di apporto, selezione errata dei parametri del processo di saldatura, ecc.
• Impatto:Le punte affilate delle crepe creano significative concentrazioni di stress, colpendo gravemente le strutture soggette a carichi alternati e di impatto, portando possibilmente al cedimento strutturale.

 

 

V Conclusione

 

Le cause dei difetti di saldatura sono diverse e i rimedi devono essere adattati alle situazioni specifiche. Durante i processi di saldatura effettivi, il rigoroso rispetto delle specifiche della procedura di saldatura, un migliore controllo di qualità e il rilevamento e la riparazione tempestivi dei difetti di saldatura sono essenziali per garantire la qualità del giunto saldato e le prestazioni complessive del prodotto. Inoltre, con il continuo sviluppo e avanzamento della tecnologia di saldatura, stanno emergendo nuovi metodi e materiali di saldatura, fornendo un forte supporto per migliorare ulteriormente la qualità e l’efficienza della saldatura.