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7/25/2019 Collegamenti Fissi

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COLLEGAMENTI PERMANENTI

Nellindustria i procedimenti tecnologici per unirein maniera permanente due particolari sono

INCOLLAGGIO AGGRAFFATURA

CHIODATURA

SALDATURA


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ADESIVI STRUTTURALI

Vengono prodotti ed utilizzati colle ed adesivistrutturali per vari materiali : metallo, legno,calcestruzzo, grs, ceramica, vetro, laminati,fibre minerali, materiali espansi, strutture a nidod'ape, materiali compositi e materie plastiche.

Vengono particolarmente utilizzati nei settori :dell'auto, lapideo, componenti architettonici,

navale, nautico, pannelli sandwich, compositi,industria aeronautica, spaziale, meccanica e dei

metalli.


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TIPI DI ADESIVI


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COME AVVIENE LINCOLLAGGIO


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AGGRAFFATURA

Particolare aggraffaturascatola in banda stagnata


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CHIODATURA

In un recente passato , ilmetodo pi usato per unirelamiere e profilati era lachiodatura.

La chiodatura consiste nelpraticare fori corrispondentisui pezzi da unire ; nei forivengono infilati i chiodicaldi che vengono subitoribaditi .

Oggi la saldatura hasoppiantata la chiodatura,poich pi economica epi affidabile .


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IMPIEGO DELLA CHIODATURA

Le chiodature non vengono quasi pi utilizzate perch :

La saldatura pi conveniente e non appesantisce i giunti

La saldatura pu essere fatta pi agevolmente in opera Le chiodature richiedono una elevata precisione nel

montaggio

Le chiodature sono ancora molto utilizzate in aeronautica perch

I materiali compositi usati non possono essere saldati

La bulloneria crea problemi aerodinamici e di sicurezza La saldatura provoca alterazioni termiche nel materiale ,

vicino ai lembi saldati .


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GRANDI OPERE IN ACCIAIO CHIODATO

La tour Eiffel

CoperturaGalleriaUmberto Ia Napoli

La Stazione di Milano


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ESECUZIONE DELLA CHIODATURA

Le fasi per una chiodatura sono:

Foratura lamiere Cianfrinatura : svasatura della parte

esterna del foro per adeguarlo alla formadel chiodo Inserzione del chiodo a color rosso

Ricalcatura della controtesta

TIPI CHIODATURA

Chiodatura a caldo : con chiodi in acciaio extradolcediametro del gambo 8 40 mm

Chiodatura a freddo : con ribattini o rivetti in alluminio,

ottone , rame ; diametro < 8 mm


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MATERIALI PER CHIODATURE

Chiodature a freddo con rivetti :

Acciai dolci ed extradolci

Ottone, rame, leghe leggere

Metalli duttili

Chiodature a caldo con chiodi :

Acciai dolci ed extradolci perch poco temprabili


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CHIODATURE:

Chiodi e rivetti, normativa UNI

di riferimento

NORME UNI PER CHIODI


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FORATURE PER CHIODI


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Nelle norme UNI sonoprevisti rapporti tra :

dimensioni chiodi

spessori lamiere posizionamento fori

DIMENSIONAMENTO


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Sovrapposizione Coprigiunto, Doppio coprigiunto

GIUNZIONE LAMIERE


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RIVETTI PER AREONAUTICA


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RAPRESENTAZIONE GRAFICA


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RIVETTI ESPLOSIVI

RIVETTI ESPLOSIVI


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SALDATURA E SALDABILITA

Saldatura : unione permanente di due partimetalliche ottenuta realizzando la continuit delcollegamento , con impiego di una sorgente dicalore

Saldabilit : attitudine di un materiale aprestarsi alla realizzazione di collegamentisaldati con le volute caratteristiche meccaniche


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LA SALDATURA

I giunti saldati sono di impiego molto comune per le lorocaratteristiche di robustezza, economia, leggerezza,

ermeticit.

La saldatura il procedimento con cui si realizza l'unione dipezzi metallici , in modo tale da ottenere la continuit fisica

delle parti da unire.

I lembi dei pezzi da saldare vengono riscaldati ad altatemperatura superiori a quella di fusione e, solidificando,

danno origine a un giunto saldato. Il riscaldamento pu

essere realizzato con mezzi diversi.

Insieme al materiale dei pezzi da unire , chiamato anche

metallo base , pu essere fuso anche materiale di analoga

composizione , che prende il nome di metallo d'apporto .


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TIPOLOGIE SALDATURE

Brasatura

Una sorgente termica porta a fusione solo un volume di

metallo dapporto , che risolidificando tra i lembi da unirecrea il collegamento

Saldatura per fusione

Una sorgente termica concentra una potenza sufficiente perportare a fusione i lembi da unire e il metallo dapporto .

Il metallo di apporto pu anche mancare

Saldatura a pressionelunione dei lembi da unire avviene sotto lazionecontemporanea di una pressione e di un riscaldamento deilembi

G A ACC A SA AT


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GRANDI OPERE IN ACCIAIO SALDATO

Strutture di unGrattacielo

La stiva di una nave

Un moderno ponte

ELEMENTI DI UN GIUNTO SALDATO


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ELEMENTI DI UN GIUNTO SALDATO

Giunto saldato : comunemente detto saldatura; indica la zona di unione deidue pezzi , originata dal processo difusione-solidificazione dei lembi dei pezzi ;

Metallo base (Mb): il materiale di cuisono costituiti i pezzi da saldare. Metallo d'apporto (Ma): il metallo che,

fuso insieme al metallo base,concorre allaformazione del giunto.

Cordone di saldatura (C): costituito dalmetallo base e da quello d'apporto (sepresente), solidificati per raffreddamentodopo la fusione.

Lembi(L): sono le superfici estreme dei

pezzi interessate dalla saldatura. Energia termica (Et): il calore necessarioper la fusione del metallo base e di quellod'apporto. La fonte di calore pu essere dinatura diversa (fiamma ossiacetilenica,arco elettrico, luce laser,ecc.)

STRUTTURA DI UN GIUNTO


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STRUTTURA DI UN GIUNTO

Zona fusa (ZF) : rappresenta la porzione di lega metallica che

raggiunge la temperatura di fusione ; composta dal metallobase e dalleventuale metallo dapporto

Zona termicamente alterata (ZTA) :parte del giunto saldatoche non raggiunge la fase liquida ma subisce modifiche

microstrutturali per i cicli termici di saldatura Metallo base: la rimanente porzione del giunto saldato a

distanza sufficientemente elevata dalla saldatura da non subirealterazioni apprezzabili nella microstruttura e, quindi, nelle

caratteristiche


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RADIOGRAFIA DI UN GIUNTO SALDATO

BRASATURA


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BRASATURA

Il metallo base ( Mb ) non fondema si porta a fusione solo ilmetallo d'apporto (Ma), che si

interpone tra i pezzi da unire ,solidifica e li congiungestabilmente.

Le brasature sono saldatureeterogene , ci significa che

giunto costituito dal solometallo d'apporto

BRASATURE


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BRASATURA temperatura < 450 C

Sempre con metallo dapporto bassofondente rispetto agli elementi

da giuntare ( i pezzi possono essere saldatati varie volte)

Pezzi non devono essere a contatto altrimenti non possibile

interporre il metallo dapporto e devono essere puliti

SALDOBRASATURA temperatura > 600 C

Preparazione del giunto tipica della saldatura autogena

Leghe di apporto fondenti a temp. inferiori ai metalli del giunto

Ottoni fondenti a temperature relativamente elevate : per la

saldobrasatura dellacciaio tra 800950C, per la ghisa tra 650800C,

per il rame e i bronzi tra 850950C.)

BRASATURE

CLASSIFICAZIONE SALDATURE


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CLASSIFICAZIONE SALDATURE

ETEROGENE Brasatura Saldobrasatura

AUTOGENE

per Fusione

Elettrica ad arco (idrogeno atomico,plasma, atmosfera protettiva, ad arcosommerso, ad arco protetto) ;

Gas (ossidrica, ossiacetilenica) ;

Laser ;

Alluminotermica ;

AUTOGENE

a Pressione

Attrito

Esplosione

Ultrasuoni

Elettrica a resistenza ( a punti o

cucitura ,con scintillio , a rulli )

SALDABILITA DELLE LEGHE


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SALDABILITA DELLE LEGHE

SCELTA PROCESSO DI SALDATURA


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SCELTA PROCESSO DI SALDATURA

SALDATURA PER FUSIONE A GAS


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Il calore necessario derivato da una reazione di

combustione :

Fiamma ossiacetilenica

C2H2 + 5/2 O2 = 2CO2 + H2O

Fiamma ossidricaH2 + 1/2 O2 = H2O

Lossigeno fornito dallambiente ma soprattutto dalla

bombola. La fiamma ossidrica sviluppa principalmente

vapore acqueo. Luso delle fiamme per la saldatura (non

industriale), per la saldobrasatura, per il taglio alla fiamma

SALDATURA PER FUSIONE A GAS

SALDATURA OSSIACETILENICA


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Il calore necessario alla fusione dei lembi da saldare ottenuto dalla combustione di una miscela di ossigeno O2 e

acetilene (C2H2). La fiamma ossiacetilenica composta di tre zone :

il dardo, la zona riducente e il fiocco ( vedi figura). La zona di massima temperatura (circa 3200 C) situata

alla punta del dardo ( la zona usata per la saldatura). La reazione esotermica primaria avviene nel dardo e d

luogo alla formazione di monossido di carbonio e idrogeno Nella zona riducente la temperatura di circa 2600 C,

mentre nel fiocco (zona ossidante) si ha una temperaturamedia di 1200 C.

C2H2+ 0

2 2 CO + H

2+ 443,8 kJ

2 CO + 02 2 C0

2+ 573,6 kJ

H2

+ 02 H20 + 248,8 kJ



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SALDATURA ELETTRICA AD ARCO


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Il calore necessario per la fusione dei metallo ottenuto permezzo di un arco voltaico che scocca tra un elettrodo e i pezzida saldare. La temperatura dell'arco di oltre 3200 C eprovoca la fusione sia del materiale base sia dell'elettrodo;quest'ultimo costituisce quindi il metallo d'apporto.

In genere si utilizzano elettrodi rivestiti, costituiti da un filometallico (anima) di diametro variabile tra i 2 e 4 mm, e da unrivestimento che ricopre l'elettrodo per quasi tutta la sualunghezza.



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Attrezzatura per Saldatura ad arco elettrico(con elettrodo a perdere)


ELETTRODO RIVESTITO


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Il rivestimento composto da una

miscela di sostanze che hanno lo scopo di

facilitare la saldatura, eliminare le impurezze

e proteggere il bagno di fusione dallecontaminazioni esterne e dall'ossidazione.

Il rivestimento pu anche contenere degli

elementi di lega che, combinandosi con ilmetallo base, possono migliorare le propriet

chimiche e meccaniche dei giunto saldato.

Il materiale del rivestimento, pi leggerodel metallo fuso, galleggia sul bagno di

fusione e d luogo a uno strato protettivo

(scoria) , che viene facilmente eliminato dopo

la solidificazione e il raffreddamento delcordone.

ELETTRODO RIVESTITO

SALDATURA AD ARCO PROTETTA


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SALDATURA AD ARCO PROTETTA

Nella saldatura in atmosfera controllata la protezione delbagno di fusione affidata a un flusso di gas (inerte oattivo). Esso ha la funzione di favorire il mantenimento

dell'arco ed di protegge il bagno di fusione dareazioni chimiche indesiderate (in particolaredall'ossidazione).

I principali procedimenti di saldatura ad arco inatmosfera controllata sono denominati:

TIG (Tungsten lnert Gas);

MIG (Metal lnert Gas);

MAG (Metal Active Gas).

SALDATURA TIG


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TIG (Tungsten Inert Gas): viene utilizzato per saldare acciaicomuni ma anche per acciai inossidabili, inconel, rame e sue leghe.

Elettrodo : di tungsteno infusibile

Gas di protezione inerte : elio, argon

Metallo di apporto : bacchette fusibili .

TORCIA per TIG

SALDATURA TIG

SALDATURA MIG


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Nel procedimento MIG l'elettrodo costituito da un filo metallico

fusibile che fuoriesce in modo continuo dalla torcia. Il filo viene

prelevato da una matassa e inviato alla torcia da un sistema

motorizzato di trascinamento.

Nella saldatura MIG il filo metallico svolge la duplice funzione di

elettrodo e metallo d'apporto.

MIG ( Metal Inert Gas )

Elettrodo : Filo metallicofusibile

Gas di protezione inerte :

azoto,elio

SALDATURA MIG

SALDATURA MAG


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Il procedimento analogo a quello della saldatura MIG,ma in questo caso i gas inerti sono sostituiti da un gasattivo, generalmente anidride carbonica (C02).

I vantaggi di questo procedimento rispetto ai sistemiTIG e MIG consistono nella maggiore penetrazione e nelminor costo del gas protettivo.

Il sistema MAG (Metal Active Gas) utilizzabile soloper la saldatura di acciai al carbonio e di alcuni acciaiinossidabili.

Elettrodo : filo acciaio ramato ;

Gas di protezione : CO2 o sue miscele

G.M.A.W. (Gas Metal Arc Welding)


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La saldatura

MIG e MAG

anche dettaa filo continuo.

La sigla G.M.A.W. (Gas Metal Arc Welding) ha sostituito le precendentiSimbologie TIG , MIG e MAG

SALDATURA ELETTRICA A RESISTENZA


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La saldatura si realizza per l'azionecombinata del calore e dellacompressione dei pezzi da unire.

I procedimenti di saldatura aresistenza sono di esecuzionesemplice, rapida ed economica,producono giunti di buon aspetto

estetico e permettono la saldaturatra materiali diversi.

Il calore necessario per la fusione

localizzata dei metallo ottenutofacendo attraversare la zona digiunzione da una corrente elettricadi forte intensit. Per effetto Joule

si produce una quantit di calore Q = R x I2 x t

SALDATURA A PUNTI


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Il procedimento di saldatura avviene in tre fasi :

1) sovrapposizione dei lembi da saldare e

accostamento degli elettrodi;

2) passaggio di corrente e fusione localizzata

del metallo nella zona di contatto dei pezzi ;

3) compressione dei pezzi tra gli elettrodi e

consolidamento della giunzione.

Questo tipo di saldatura idoneo per la saldatura di lamieresottili ; si realizza per mezzo di apposite saldatrici cheprendono il nome di puntatrici.

SALDATRICE A PUNTI


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ELETTRODI

SALDATURA A RULLI


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Il principio di funzionamento analogo a quello della saldaturaper punti, ma in questo caso gli

elettrodi sono costituiti da rulli.

La corrente viene inviata aintervalli regolari, mentre i rulli

rotolano sui pezzi esercitandocontemporaneamente lapressione necessaria allasaldatura.

Le lamiere di piccolo spessoredevono essere decapate primadella saldatura.

SALDATURA DI TESTA A RESISTENZA PURA


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E impiegata per la saldatura di testa di pezzi cilindrici etubi e si svolge secondo queste fasi ( vedi figura ):

1) I pezzi sono serrati su morsetti collegati al circuitoelettrico della saldatrice accostando i pezzi;

2) Il circuito elettrico si chiude e le zone dei pezziprossime alle superfici di contatto si surriscaldano finoalla fusione per effetto Joule .

3) A questo punto i pezzi vengono compressi l'uno control'altro fino ad ottenerne la saldatura .

Le superfici da unire devono essere lisce e pulite, per cui necessaria una preparazione preventiva.

SALDATURA AL PLASMA


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Il plasma , spesso definito il quarto stato della materia , un gas ionizzato ; si ottiene riscaldando un gas atemperature molto alte .

Infatti quando un gas viene riscaldato a temperature

elevate , i suoi atomi si scindono in ioni che sonodotati di cariche elettriche positive e negative .

La presenza di elettroni liberi in moto disordinatoproduce una enorme quantit di calore , che pu essere

sfruttata per la saldatura . La saldatura al plasma applicabile a tutti i materiali

ed particolarmente adatta alla saldatura di acciaiinossidabili , nichel, rame ,ottone , alluminio e sueleghe ,titanio .

Risulta pi veloce rispetto al sistema TIG e consente lasaldatura di pezzi di grande spessore , riducendocontemporaneamente le deformazioni

TORCIA AL PLASMA


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La TORCIA dotata di un elettrodo infusibile

in tungsteno e di ugello calibrato attraversocui viene lanciato il gas ionizzato (plasma )ad elevata temperatura 30.000 C.

Il riscaldamento del gas avviene attraverso un

arco elettrico che scocca d un elettrodoinfusibile di tungsteno ed il pezzo da saldare .

I gas pi usati per la produzione del plasmasono costituiti da miscele di argon ed idrogeno

.

Nella saldatura al plasma , la torcia provvista anche di ugelli anulari perlemissione di un gas inerte che circonda il

getto di plasma e protegge il bagno di fusione

A causa delle elevate temperature , lugellodeve essere raffreddato con circolazione diacqua.

GENERATORE LASER


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Il termine Laser un acronimo di Light AmplificationStimulation Emission of Radiation ( Amplificazione della Luceattraverso unEmissione Stimolata di Radiazioni):

Un generatore di luce laser un apparecchio in cui un mezzo,

gassoso o solido, viene stimolato al fine di emettere un raggiodi luce coerente e monocromatico (ad onda sincronizzata, disingola lunghezza).

Il fascio luminoso pu essere focalizzato concentrando

unelevata quantit di energia in un singolo punto. Lenergiacos concentrata permette di raggiungere, in breve tempo,temperature molto elevate, superiori alla temperatura divaporizzare diversi materiali. Si possono eseguire siaoperazioni di taglio, sia di saldatura di metalli.

I due tipi pi comuni di laser industriali sono il laser a CO2 e illaser a neodimio (Nd:YAG).Il laser a CO2 utilizza un mezzo laserante gassoso, mentre illaser Nd:YAG impiega un materiale laserante cristallino.I laser a CO2 sono disponibili con potenze fino a 40 kW;

mentre i Nd:YAG fino a 5 kW.

SALDATURA LASER


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La saldatura laser (LBW) produce una fusione del metallo tramitela radiazione emessa da un raggio concentrato di luce coerente;per proteggere il bagno fuso viene utilizzato un gas protettivo.

La saldatura pu avvenire con o senza metallo di apporto ed utilizzabile sui principali metalli, (acciaio al carbonio, acciaioinossidabile, alluminio, titanio, nickel, rame e numerose altreleghe di metallo).

I vantaggi di tale tipo di saldatura sono laltissima velocit diavanzamento, la riduzione delle zone alterate dal calore, lecaratteristiche meccaniche e la bassa deformazione del pezzosaldato, lassenza di scorie e spruzzi, nonch lelevata possibilitdi automatizzare il processo.

I sistemi laser a CO2 ad elevata potenza sono indicati persaldature strette, a singola passata.Unimportante particolarit del laser a neodimio che il raggiopu essere trasmesso tramite fibre ottiche, rendendoloparticolarmente indicato per azionamenti robotizzati, per la

saldatura di strutture .

TESTA PER SALDATURA LASER


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La saldatura Laserconsente di saldaremateriali diversi o conscarsa saldabilit , conspessori da 50 micron a2,5 mm

I pezzi sono soggetti aridottissimi stresstermici

I giunti saldati hannoottime caratteristicheestetiche e tecniche

GIUNTO A PIENA PENETRAZIONE


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Per ottenere la massima efficienza del giunto necessario realizzare la completa penetrazione dellazona fusa

Per piccoli spessori sufficiente la saldatura con lembiretti in una o due passate contrapposte

Per spessori maggiori si ricorre alla preparazione deilembi (cianfrino) e alla saldatura multipassata

CIANFRINATURA


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Per ottenere saldature di qualit , quasisempre occorre preparare i lembi da

saldare in maniera opportuna .

Tale operazione detta cianfrinatura ; la

forma e le dimensioni dei cianfrini sonoriportate nelle norme tecniche

TIPI DI GIUNTO


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CONVENZIONI GRAFICHE


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Un segno grafico elementareche indica la forma dellasezione della saldatura

Un segno grafico ulteriore cheindica la forma del profiloesterno del cordone

Una quotatura convenzionale

Una serie di indicazionicomplementari

In base alla norma UNI EN 22553 , una saldatura vieneindividuata schematicamente con i seguenti elementi :

DESIGNAZIONE SALDATURE


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In un disegno ,per individuare i lembi ove si deve eseguire unasaldatura si usa un simbolo chiamato Linea Freccia e la doppialinea di riferimento



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Segno grafico per lasuperficie esterna delcordone (convessa ,piana , concava )



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La forma della sezione della saldatura viene individuatada un segno grafico convenzionale , come mostrato nella

tabella seguente



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Nr. Denominazione Disegno Illustrativo Segno Grafico

QUOTATURA DELLE SALDATURE


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Le dimensioni della saldatura vengono poste sui fianchidel segno grafico elementare , con i seguenti criteri :

Le quote relative alla sezione S va posta alla sinistra del

segno grafico ;

La quota relativa alla lunghezza L del cordone va postaalla destra

QUOTATURA DELLE SALDATURE


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INDICAZIONI COMPLEMENTARI


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Si possono specificare ulterioricaratteristiche della saldatura ,come mostrato nelle figure

Il procedimento di saldatura ( adarco , al plasma , ecc .), pu essereindicato con un codice numericoposto nella forcella , riportato nelle

norme UNI EN 24063;

Il tipo di controllo non distruttivo ,se richiesto , pu essere indicatocon una sigla aggiunta dopo ilcodice che indica il procedimento ,

( ad esempio RX = radiografia

US = ultrasuoni )

INDICAZIONI COMPLEMENTARI


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Codici numericisecondo normeUNI EN 24063

per individuareil processo di

saldatura

CONTROLLO SALDATURE


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I controlli non distruttivi si suddividono in due famiglie:

controlli non distruttivi superficiali: danno la possibilit di esaminare iparticolari solo a livello superficiale ed al massimo sottopelle. Conl'applicazione di tali metodi di esame si ha solo la possibilit di localizzarel'eventuale presenza dei difetti, identificando solo la loro forma edestensione, quindi non si riesce a quantificare in modo preciso laprofondit del difetto.

controlli non distruttivi volumetrici: al contrario dei metodisuperficiali con l'applicazione dei controlli volumetrici si ha la possibilit diverificare l'integrit nel materiale, purtroppo in alcuni casi specifici non siriescono ad individuare difetti superficiali.

Metodi Superficiali Metodi Volumetrici

esame visivo

esame con liquidi penetranti

esame con particelle magnetiche.

esame radiografico

esame radioscopico

esame ad ultrasuoni.

SIMBOLOGIA SALDATURE


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RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA

I cordoni di saldatura non vengonorappresentati nel disegno .

Le saldature vengono individuate conla linea freccia , corredata con le altre

informazioni sulla forma e dimensionidel cordone e sul metodo

RAPPRESENTAZIONE COMPLETA

I cordoni di saldatura sonorappresentati in vista ed in sezione

In vista si rappresentano con duelinee parallele , riempite con

archetti tracciati amano libera

DETTAGLI GIUNTI SALDATI


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