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PROCEDIMENTI DI SALDATURA Preparazione dei pezzi Taglio ossiacetilenico Taglio con gas ionizzati
Tipi di saldatura - Ossiacetilenica Acetilene+ossigeno, gas riducenti CO e H che proteggono il bagno - Ad arco con elettrodi rivestiti Arco elettrico elettrodo ( barra) gas vari
3 - Ad arco sommerso Arco elettrico Elettrodo (filo) Materiali fusi 4 Con protezione di gas ed elettrodo fusibile(mig, Mag) Arco elettrico Elettrodo(filo) Argon(Mig) o CO (Mag) 5 Con protezione di gas ed elettrodo infusibile (Tig) Arco elettrico Barra Argon 6 Ad elettroscoria
I procedimenti innanzi descritti possono raggrupparsi in tre categorie: Procedimenti manuali: ossiacetilenica,ad arco con elettrodi rivestiti,con protezione di gas ed elettrodo infusibile Procedimenti semiautomatici: con protezione di gas ed elettrodo fusibile Procedimenti automatici: ad arco sommerso, ad elettroscoria (4, 5)
Conseguenze dei fenomeni metallurgici FENOMENI METALLURGICI Solidificazione del materiale fuso Trattamento termico del materiale base circostante il cordone di saldatura CRICCHE A CALDO Nella zona fusa Segregazione di impurezze che solidificano a temperature più basse dell acciaio Rimedio preventivo: Saldare con passate molteplici e di limitata sezione
Conseguenze dei fenomeni metallurgici CRICCHE A FREDDO Nel materiale base ai margini della saldatura Processo termico produce un effetto di tempera con notevole aumento della durezza Rimedio preventivo: Raddolcimento del processo termico mediante preriscaldo
Conseguenze dei fenomeni termici L 0.8L 0 Contrazione impedita: L NL E A L m E m E m L0 0,75E 0,80, 75 E L 7000 L0 / L( N / mm f y per L0 / L / 00 )
In conseguenza del ritiro nascono: Tensioni residue Deformazioni RIMEDI PREVENTIVI Controfrecce iniziali Bloccaggio dei pezzi Preriscaldamenti RIMEDI SUCCESIVI Riscaldamenti localizzati (Calde) Distensioni in forno
Altri difetti, controlli SOFFIATURE Dovute a reazioni impreviste nel bagno di fusione INCLUSIONI DI SCORIA Cavità contenenti scorie MANCANZA DI PENETRAZIONE E FUSIONE Dovuta a cattiva preparazione dei lembi INCOLLATURA Interposizione di uno strato di ossido tra il materiale base e quello di riporto
Mezzi di indagine ESAME RADIOGRAFICO (raggi x o y) I difetti appaiono come macchie scure da confrontare con difetti campione corrispondenti a standard radiografici regolamentari ESAME ULTRASONORO Riflessi di ultrasuoni ESAME MAGNETOSCOPICO Mediante creazione di un campo magnetico ESAME CON LIQUIDI PENETRANTI Si utilizzano liquidi capaci di penetrare nelle cricche invisibili a occhio nudo
Classificazione delle unioni saldate ) Saldatura in piano ) Saldatura in frontale 3) Saldatura in verticale 4) Saldatura in soprattesta
Classificazione delle unioni saldate ) Giunti testa a testa ) Giunti d orlo 3) Giunti d angolo 4) Giunti a T 5) Giunti a L 6) Giunti per sovrapposizione
Classificazione delle unioni saldate In relazione alla direzione della forza che le sollecita, i cordoni di saldatura possono distinguersi in: Azione applicata parallelamente allo sviluppo dei cordoni Azione applicata perpendicolarmente allo sviluppo del cordone Combinazione dei due casi precedenti
Angolo di smusso d Profondità s Spalla rettilinea g distanza tra i lembi ) Piana ) Concava 3) Convessa
Ai fini delle verifiche di resistenza le vigenti norme (NTC 008 e EC3) fanno riferimento a due categorie distinte:
Resistenza dei giunti a completa penetrazione Lo stato di sollecitazione può considerarsi uguale a quello di un pezzo continuo SEZIONE RESISTENTE: Sezione longitudinale della saldatura LUNGHEZZA: Lunghezza della saldatura SPESSORE: - Testa a testa: il minore degli spessori degli elementi collegati - A T: Lo spessore dell elemento a completa penetrazione
Resistenza dei giunti a completa penetrazione La resistenza di calcolo dei collegamenti a piena penetrazione si assume eguale alla resistenza di progetto del più debole tra gli elementi connessi. Una saldatura a piena penetrazione è caratterizzata dalla piena fusione del metallo di base attraverso tutto lo spessore dell elemento da unire con il materiale di apporto. Per il calcolo delle tensioni si considera come sezione resistente quella del pezzo saldato compreso il materiale d apporto id '' '' 3
Giunti a cordoni d angolo La resistenza di progetto, per unità di lunghezza, dei cordoni d angolo si determina con riferimento all altezza di gola a, cioè all altezza a del triangolo iscritto nella sezione trasversale del cordone. La lunghezza di calcolo L è quella intera del cordone, purché questo non abbia estremità palesemente mancanti o difettose.
,, '' Giunti a cordoni d angolo : tensioni riferite alla sezione di gola n,, t '' t : tensioni riferite alla sezione di gola ribaltata
Giunti a cordoni d angolo Distribuzione delle tensioni Si assume una distribuzione uniforme delle tensioni nel cordone d angolo (Effetti della plasticizzazione)
Domini di resistenza,, ײ Peroide Sperimentale Elissoide Teorico: f dw (0.75 f dw ) '' 0.75 f dw id.8 ''.8 f dw '' id id f dw k w w f d ''
Domini di resistenza,, ײ Per semplificare la verifica conviene assumere un dominio sferico: n t // f dw // f dw t n t t / id // f dw 0.58 0,7
Domini di resistenza,, ײ SFERA MOZZA Sfera di raggio uguale a quello della sfera tedesca, ma tagliata da due coppie di piani perpendicolari agli assi e e passanti per i punti =0,58 f u,w e = 0,58 f u,w
DOMINIO DI RESISTENZA SFERA MOZZA Sfera: r n t t 0. 7 // // f dw Prisma a base quadrata: n t 0.58 f dw 0. 85 f dw Stati di tensione mono o bi assiali: t 0. 7 f dw n 0. 7 f dw n t 0. 85 f dw t// 0. 7 f dw
METODI DI VERIFICA (NTC 08) Considerando la sezione di gola nella sua effettiva posizione, si può assumere la seguente condizione di resistenza: 0.5 f / 3 // tk M Dove: f tk è la resistenza a rottura del più debole degli elementi collegati, = 0,80 per acciaio S35, 0,85 per acciaio S75, 0,90 per acciaio S355,,00 per acciaio S40 e S460. In alternativa, detta a l altezza di gola, si può adottare cautelativamente un criterio semplificato F W F /, Ed W, Rd W, Rd a ftk / 3 M Dove: F W,Ed è la forza di calcolo che sollecita il cordone d angolo per unità di lunghezza; F W,Rd è la resistenza di calcolo del cordone d angolo per unità di lunghezza F
METODI DI VERIFICA (NTC 08) Considerando la sezione di gola in posizione ribaltata, si può assumere la seguente condizione di resistenza: n t f yk n t f yk Dove: f yk è la tensione di snervamento caratteristica ed i coefficienti e sono dati in funzione del grado di acciaio.
Trazione CORDONI LATERALI Ribaltamento sul piano װ e lamiera // F F La 4La CORDONI FRONTALI Ribaltamento װ t F La F La Ribaltamento n F La F La
Trazione CORDONI INCLINATI N F sin V F cos Ribaltamento n N / La // V / La n F / // L a F sin cos / L a
COMBIAZIONI DI CORDONI D ANGOLO La rigidezza è indipendente dalla posizione I cordoni frontali sono meno duttili È opportuno affidare l intero carico a un solo tipo di cordoni e comunque: L 60 a È opportuno che tutti i cordoni abbiano approssimativamente la stessa altezza di gola.
Cordoni frontali longitudinali Flessione e taglio n V= F M= FL max W 3FL M / W ah ah // V / ah / 6 ah /3 n // f yk
Cordoni frontali trasversali Flessione e taglio V= F M= FL t F / ba n FL hab n n t t f yk f yk
Combinazioni di cordoni frontali longitudinali e trasversali Solo sui cordoni d anima V= F M= FL // F / a L M /W Verifica di resistenza nelle parti più sollecitate delle giunzioni Cordoni d ala esterni 3 3 n M W Cordoni d anima W L a h L a h a3l 3 3 n ' // con ' M W h L 3 a
In alternativa si può affidare tutto il momento ai cordoni d ala, e dunque sui cordoni d anima agisce solo // // Cordoni d anima n M W ' Cordoni d ala W ' L a h L a h
Torsione, flessione e taglio TORSIONE Metodo del momento polare S Tr max max / I 0 S max cos // S max sin Metodo delle due forze T /( h a) Nei casi pratici (0,5 l/h ) il metodo delle due forze è più conservativo del metodo del momento polare H // H /( al)
Cordoni laterali V= F T= Fe H T/h= Fe/h // t V /( al) F / al H /( al) Fe / alh t // Cordoni frontali torsione ' // Fe / alz taglio '' // F / al // ' // '' // F al e z
Ripartizione torcente: T=Fe T T T Tmax / Tmax Tmax T Tmax / Tmax Tmax CORDONI FRONTALI E LATERALI T Fe al L / al L alh T Fe alh / al L alh Ripartizione tagliante: V=F V V V V F a L a L a F Vmax max max / / L V V F a L a L a F Vmax max max / / L oppure V F V 0 Cordone : Cordone : // T La L V a L T ha V / a L // / L // 0.85 0.70 fd
CORDONE FRONTALE LATERALI Torcente assorbito dai cordoni Tagliante assorbito dal cordone Cordone : F /( a L // ) Cordone : // Fe L /( ha )
Torsione Sezioni a cassone Saldatura su tutto il perimetro Formula di Bredt: // T /(Aa) Cordoni separati Metodo delle due forze: // T /( La L Lah)
SEZIONI A T, A L, A CROCE Torsione Si opera in analogia con le sezioni a profilo aperto Momento d inerzia torsionale: IT Lia 3 i 3 i // max Ta / max I T
SEZIONI A T, A C, A Z Metodo esatto T S / ai w Torsione w w M w / I w w w = area settoriale M w T w Bimomento Momento torcente di ingobbamento impedito max Metodo approssimato T Wy k per L h 0.5k T max Wy L h per L h 0.5k max a t f a max
Torsione 0.5 T max Wy k per L k h 0.5 T max Wy L h per L h k max a t f a max Wy = movimento rispetto all asse y tf = valore medio dello spessore dell ala K= cost. = 4,5 per IPE 5,5 per travi a C 6,5 per travi a Z (7,5 a f.s.) 60 per HE (0 a f.s.)