La saldatura dell'SM490 richiede un'attenzione particolare per preservarne la tenacità e prevenire fessurazioni nel giunto saldato, soprattutto perché viene utilizzato in strutture critiche e caricate dinamicamente. I requisiti sono più severi rispetto a quelli previsti per i normali acciai al carbonio come SS400/SS490.
Ecco i principali requisiti speciali per il processo di saldatura di SM490:
1. Pre-saldatura: preparazione e qualificazione critiche
Qualificazione della specifica della procedura di saldatura (WPS):
Una WPS dettagliata deve essere qualificata prima della saldatura in produzione, in genere seguendo JIS Z 3841 o standard internazionali come ISO 15614-1.
La qualificazione deve includere prove di impatto con intaglio Charpy V-del metallo saldato e della zona- interessata dal calore (HAZ) alla temperatura di progetto specificata (ad esempio, 0 gradi per SM490B/C).
Certificazione e tracciabilità dei materiali:
Verificare il certificato dello stabilimento per confermare il grado (A, B o C) e la composizione chimica effettiva, in particolare il carbonio equivalente (Ceq).
Progettazione e preparazione congiunta:
Utilizzare progetti di giunti che riducano al minimo la concentrazione delle sollecitazioni (ad esempio, transizioni graduali, evitare intagli netti).
Pulizia rigorosa:Rimuovere tutta la ruggine, l'umidità, l'olio, la vernice e le scaglie di laminazione dall'area del giunto (in genere 25 mm su ciascun lato). I contaminanti introducono idrogeno, causando fessurazioni.
2. -Distruttivo (passaggio più importante)
Gli elettrodi/asta a basso livello di idrogeno- sono OBBLIGATORI.
Utilizzare elettrodi classificati JIS Z 3211 o AWS A5.1/A5.5 con una designazione "H" (ad esempio, E7016, E7018, E10018-G).
Esempi: Per SMAW (bastone): E7016, E7018. Per FCAW/GMAW: cavo ER70S-6 con flusso/gas a basso contenuto di idrogeno corrispondente.
Forza corrispondente o superiore:
La resistenza allo snervamento/alla trazione del metallo saldato deve corrispondere o leggermente superare quella di SM490 (maggiore o uguale a 490 MPa di trazione). Solitamente vengono utilizzati materiali di consumo per acciai di classe 490 MPa o 500 MPa.
Requisito di tenacità:
Il materiale di consumo deve garantire resilienza ad una temperatura pari o inferiore a quella richiesta dal metallo base. Per SM490C, selezionare materiali di consumo certificati per impatto a 0 gradi o inferiore.
3. Parametri e tecnica di saldatura controllati
Controllo della temperatura di preriscaldamento e interpass:
Preheat is often required, especially for thicker sections (typically >25-30mm), in ambienti freddi, o per giunti ad alto vincolo.
Scopo:Rallenta la velocità di raffreddamento, consentendo all'idrogeno di diffondersi e prevenendo la formazione di martensite dura e fragile nella ZTA.
Intervallo tipico:Da 50 gradi a 150 gradi, determinato dal valore Ceq, dallo spessore e dal vincolo. SM490C, con il suo Ceq inferiore, potrebbe richiedere un preriscaldamento inferiore rispetto a SM490B per lo stesso spessore.
La temperatura di interpass deve essere controllata fino a un massimo specificato (spesso 250 gradi) per evitare il surriscaldamento e l'ingrossamento del grano, che riduce la tenacità.
Controllo dell'apporto di calore:
Deve essere mantenuto entro un intervallo qualificato. Un apporto di calore eccessivo può creare una ZTA grande, a grana-grossa e con bassa tenacità. Un apporto di calore molto basso può causare un indurimento eccessivo.
Il WPS specificherà i limiti di tensione, corrente e velocità di viaggio.
Tecnica di saldatura:
Utilizzare perline o una leggera tessitura per gestire l'apporto di calore.
Garantire la sequenza corretta delle microsfere per ridurre al minimo la distorsione e lo stress residuo.
Il riempimento del cratere deve essere completo per evitare punti di inizio fessurazione.
4. Requisiti post-di saldatura
Trattamento termico post-saldatura (PWHT):
Non richiesto di routine per tutte le strutture.
Obbligatorio per:
Sezioni molto spesse (come da codice, spesso > 38-50mm).
Giunti altamente contenuti.
Applicazioni in ambienti soggetti a forte fatica o corrosivi (ad es. offshore, recipienti a pressione).
Scopo:Il PWHT (ad esempio, riduzione dello stress a 550-650 gradi) riduce gli stress residui, tempera la ZTA e aiuta a diffondere l'idrogeno rimanente.
Rettifica delle punte di saldatura:
Per i dettagli critici sulla fatica (ad esempio, le connessioni dei ponti), è necessario rettificare le punte di saldatura per ottenere un profilo liscio per rimuovere le concentrazioni di stress e migliorare la durata a fatica.
5. Ispezione e test (verifica)
Test non-distruttivi (NDT):
L'ispezione visiva (VT) al 100% è standard.
Il test radiografico (RT) o il test ultrasonico (UT) sono obbligatori per le saldature di testa a-piena penetrazione in strutture critiche (ad es. ponti, telai sismici). I criteri di accettazione sono più severi rispetto a quelli per i lavori non-strutturali.
Prove Distruttive per la Qualificazione:
Come accennato, i test di qualificazione della procedura devono includere prove di trazione, piegatura e impatto per verificare l'integrità e la tenacità del giunto.
Considerazioni speciali per grado
SM490A:Ha i requisiti meno rigorosi a causa della mancanza di garanzia di tenacità. Tuttavia, per le sezioni spesse è comunque consigliabile una buona pratica con un basso-idrogeno.
SM490B e C:Tutti i requisiti speciali di cui sopra si applicano pienamente. Per SM490C, a causa del suo utilizzo nelle applicazioni più critiche, l'aderenza non è-negoziabile e i parametri (come l'apporto di calore) sono controllati più strettamente.
Riepilogo della saldatura "speciale" e ordinaria
| Requisito | Per acciaio al carbonio ordinario (ad esempio, SS400) | Per SM490 (B/C) in strutture critiche |
|---|---|---|
| Materiali di consumo | Gli elettrodi normali possono essere accettabili. | Obbligatorio basso-idrogeno (classificato H-). |
| Preriscaldare | Spesso rinunciato per sezioni sottili. | Richiesto e controllato regolarmente. |
| Controllo dell'apporto di calore | Potrebbe non essere specificato. | Rigorosamente controllato entro un intervallo qualificato. |
| Qualificazione della procedura | Può testare solo la resistenza/duttilità. | Deve includere test di resistenza all'impatto. |
| Estensione NDT | Spesso sono sufficienti controlli a campione. | Esteso, spesso al 100% sulle saldature critiche. |
In sostanza, la saldatura SM490 è un processo altamente controllato progettato per garantire che il giunto saldato possieda lo stesso livello di tenacità e integrità del metallo di base, mantenendo così le prestazioni strutturali richieste per applicazioni sismiche, ponti e altre applicazioni impegnative.