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La saldabilità è la proprietà dell'acciaio e di alcuni metalli di unirsi tra loro quando vengono portati alla temperatura di fusione. Poiché consente l'unione dei pezzi senza discontinuità, la saldatura rappresenta un modo ideale di assemblaggio. Condizioni di esecuzione precise sono essenziali per ottenere buoni risultati.
Le attività di saldatura devono essere eseguite in conformità alla norma EN ISO 3834
Specificazione dei requisiti di qualità per i processi di saldatura, come segue:
EN ISO 3834-1: 2006 Requisiti di qualità per la saldatura per fusione dei materiali metallici.
Parte 1: Criteri per la selezione del livello adeguato dei requisiti di qualità.
EN ISO 3834-2: 2006 Requisiti di qualità per la saldatura per fusione dei materiali metallici.
Parte 2: Requisiti di qualità completi.
EN ISO 3834-3: 2006 Requisiti di qualità per la saldatura per fusione dei materiali metallici.
Parte 3: Requisiti di qualità normali.
EN ISO 3834-4: 2006 Requisiti di qualità per la saldatura per fusione dei materiali metallici.
Parte 4: Requisiti di qualità elementari.
La norma ISO 3834 specifica requisiti di qualità adeguati ai processi di saldatura per fusione dei materiali metallici. I requisiti contenuti in questo standard internazionale possono essere adottati anche per altri processi di saldatura. I requisiti fanno riferimento solo a quegli aspetti della qualità dei prodotti che possono essere influenzati dalla saldatura per fusione, senza essere attribuiti a un gruppo specifico di prodotti.
È necessaria la qualificazione e la certificazione del personale tecnico specializzato. Così come del Responsabile Tecnico della Saldatura (RTS), in conformità con la normativa EN ISO 14731.
Nella metallurgia, la saldatura dei pezzi in acciaio rappresenta un problema particolare. Affinché le giunzioni saldate siano resistenti, l'acciaio deve essere saldabile.
Le classi di qualità, che differenziano gli acciai all'interno degli stessi marchi, evidenziano, da un lato, il buon comportamento alla saldatura e, dall'altro, la sicurezza delle saldature e dei pezzi saldati, garantendo la tenacità ed evitando rotture fragili.
Il modo in cui si comporta l'acciaio durante e dopo il processo di saldatura dipende sia dal materiale che dalle dimensioni/forme. Nonché dalle condizioni di fabbricazione e funzionamento del pezzo da saldare.
Pertanto i fattori che influenzano la saldabilità dell'acciaio possono essere di natura:
– metallurgica determinata da:
1. Composizione chimica – il carbonio è il principale elemento dell'acciaio che influenza la saldabilità dell'acciaio. Per questo è necessario limitare il contenuto di carbonio (di solito sotto lo 0,20 – 0,22% );
Di conseguenza, nella saldatura degli acciai al carbonio e debolmente legati con basso contenuto di carbonio, dove le velocità più elevate di riscaldamento-raffreddamento sono ben tollerate e non si formano strutture di surriscaldamento o di tempra, si possono prevedere giunti più chiusi a I, Y, X, K, che possono essere saldati con processi con fonti di calore potenti senza pericolo di fessurazione o deformazione-tensionamento.
Gli acciai legati hanno una rigidità maggiore, sono facilmente temprabili, per cui il bagno di saldatura deve essere formato maggiormente dal metallo d'apporto, la penetrazione della saldatura deve essere minore, e le velocità di riscaldamento-raffreddamento ridotte, essendo consigliabile l'adozione di giunti a V, U, 1/22U che vengono saldati con regimi meno intensi.
2. Il processo di elaborazione dell'acciaio. È necessario che gli acciai saldabili siano calmati affinché tutte le impurità e le inclusioni di gas e ossidi vengano rimosse;
3. Il materiale d'apporto e i processi metallurgici che avvengono durante la saldatura. Per acciai con un contenuto più elevato di carbonio si raccomandano elettrodi con rivestimento basico (con basso contenuto di idrogeno); elettrodi rivestiti che dopo la fusione formino un deposito di acciaio debolmente legato.
– costruttiva determinata dallo spessore del metallo da saldare, dalla forma e dalla posizione del giunto che influenzano la produzione di tensioni interne, ecc.;
– tecnologica determinata dal processo di saldatura, dall'ordine di esecuzione delle saldature, dalla velocità di saldatura e di raffreddamento, dall'intensità di riscaldamento, dal contrasto delle tensioni interne, ecc.
Anche il modo di esercizio della costruzione saldata ha una grande influenza sui fattori sopra elencati e, implicitamente, sulla saldabilità.
Altri fattori da cui dipende la saldabilità dell'acciaio sono: l'attitudine dell'acciaio stesso a unirsi, mediante l'utilizzo di tecniche di saldatura, a elementi di materiali diversi o dello stesso materiale.
In base all'energia utilizzata per il riscaldamento dei materiali esistono tre categorie di processi di saldatura :
1. Con energia elettrica:
a. ad arco elettrico;
b. al plasma;
c. a fascio di elettroni;
d. per resistenza elettrica;
e. con correnti ad alta frequenza;
d. laser.
2. Con energia chimica:
a. con fiamma ossiacetilenica;
b. alluminotermica;
c. a fuoco di forgia;
d. per esplosione.
3. Con energia meccanica:
a. per attrito;
b. per percussione;
c. a ultrasuoni;
d. per pressione a freddo.
A partire dal 1 luglio 2014, le aziende che producono strutture saldate in acciaio o alluminio devono essere certificate secondo lo standard EN 1090. Solo i prodotti in acciaio da costruzione e alluminio che possiedono la marcatura CE corrispondente possono essere venduti o immessi in circolazione in Europa.
EN 1090-1: Requisiti per la valutazione della conformità degli elementi strutturali. (Marcatura CE)
EN 1090-2: Requisiti tecnici per l'esecuzione di strutture in acciaio
EN 1090-3: Requisiti tecnici per l'esecuzione di strutture in alluminio.
Lo standard EN 1090 definisce le seguenti quattro classi di esecuzione:
La classe di esecuzione 1 comprende gli elementi strutturali realizzati in acciaio con classe di resistenza fino a S275 ed elementi strutturali realizzati in leghe di alluminio. Questi includono edifici fino a 2 piani (4 piani se isolati), travi inflesse con lunghezza fino a 5m, travi a mensola con lunghezza fino a 2 m e ringhiere per scale negli edifici residenziali. È valida anche per edifici agricoli, ad esempio fienili.
La classe di esecuzione 2 comprende tutti gli elementi strutturali realizzati in acciaio con classe di resistenza fino a S700 ed elementi strutturali realizzati in leghe di alluminio. Normalmente, a questa classe appartengono edifici con un numero di piani compreso tra 2 e 15. È la classe più comunemente riscontrata.
La classe di esecuzione 3 si riferisce alle strutture portanti realizzate in acciaio con classe di resistenza fino a S700 ed elementi strutturali realizzati in leghe di alluminio. Gli esempi includono edifici con più di 15 piani, ponti stradali e ferroviari, ponti per pedoni e ciclisti e vie di corsa per gru.
La classe di esecuzione 4 comprende tutti gli elementi strutturali che presentano rischi estremi per le persone e/o l'ambiente circostante in caso di cedimento. Questa si riferisce, ad esempio, a ponti ferroviari e stradali sopra zone residenziali densamente popolate o imprese industriali con potenziale pericoloso, come i serbatoi di sicurezza delle centrali nucleari.
Queste classi di esecuzione vengono applicate sia all'intera struttura, sia a una parte della struttura o a dettagli specifici.
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