Saldatura di acciai bonificati ad alta resistenza (S690–S960): il tempo di raffreddamento controlla tutto

Cosa rende diversi questi acciai

S690QL, S890QL e S960QL (EN 10025-6) raggiungono resistenze allo snervamento di 690–960 MPa da una microstruttura bonificata, non dalla ricchezza di lega — i loro carboni equivalenti sono sorprendentemente moderati. Il problema di saldabilità è quindi termico, non chimico: il ciclo di raffreddamento sbagliato indurisce la zona termicamente alterata (ZTA) in uno stato sensibile alle cricche oppure la rinvenisce in una zona tenera che diventa l'anello più debole.

Il concetto t8/5

Il raffreddamento della saldatura in questi acciai è specificato dal t8/5: il tempo impiegato dall'area di saldatura per raffreddarsi da 800 °C a 500 °C. Questo intervallo copre il campo di trasformazione di fase che decide durezza e tenacità della ZTA.

• Troppo breve (apporto termico molto basso, nessun preriscaldo su lamiera spessa): ZTA dura e fragile, rischio di cricche da idrogeno.
• Troppo lungo (alto apporto termico, preriscaldo/interpass eccessivo): ingrossamento del grano e sovrarinvenimento — addolcimento della ZTA e perdita di tenacità.

I produttori di acciaio raccomandano tipicamente una finestra t8/5 dell'ordine di 5–20 secondi (più stretta per S960), ottenuta coordinando insieme tre variabili: temperatura di preriscaldo, apporto termico e spessore della lamiera. Le procedure sono qualificate rispetto a questa finestra, non rispetto al solo apporto termico.

Apporto termico e temperature

Pratica indicativa (prevalgono le schede tecniche del produttore):

• Apporto termico comunemente limitato a circa 0.5–1.5 kJ/mm, decrescente al crescere del livello del grado.
• Il preriscaldo è modesto — spesso da nessuno a ~125 °C in funzione dello spessore e dello spessore combinato del giunto — perché un preriscaldo eccessivo allunga il t8/5 e addolcisce la ZTA.
• La temperatura di interpass è limitata, frequentemente a 150–250 °C in funzione del grado; un giunto che continua a salire di temperatura passata dopo passata esce dalla finestra.

Materiale d'apporto: corrispondente o sottocorrispondente?

Entrambe le filosofie sono legittime:

• Materiali d'apporto corrispondenti (ad es. fili di classe 690 o 890) vengono utilizzati quando il giunto deve sviluppare la piena resistenza del metallo base, con rigoroso controllo dell'idrogeno (materiali di consumo di classe H5, stoccaggio pulito e asciutto).
• Materiali d'apporto sottocorrispondenti (teneri) sono ampiamente utilizzati per cordoni d'angolo e giunti non a piena resistenza: il deposito duttile rilassa le tensioni di vincolo ed è molto più tollerante verso accoppiamento e rischio di fessurazione, con una riduzione di resistenza accettata che il progettista deve approvare.

Qualunque sia la scelta, il basso idrogeno è non negoziabile — questi gradi si fessurano a livelli di idrogeno che il S355 sopporterebbe senza problemi.

Disciplina di officina

• Seguire una WPS qualificata con i parametri effettivi rilevanti per il t8/5 registrati; non lasciare che i saldatori "accelerino" aumentando la corrente — la velocità di avanzamento entra direttamente nell'apporto termico.
• Preriscaldare uniformemente e misurare; monitorare la temperatura di interpass tra le passate, non solo all'inizio.
• Nessun trattamento termico post-saldatura a meno che il produttore lo approvi: un ciclo convenzionale di distensione rinvenirà l'intero componente al di sotto della sua resistenza di fornitura.
• I bordi da taglio termico devono essere rifiniti, e le puntature eseguite con lo stesso preriscaldo e gli stessi materiali di consumo del giunto stesso — puntature sottodimensionate e senza preriscaldo sono una classica origine di cricche.