In questo articolo parleremo dei Difetti di Saldatura

Le saldature rappresentano la più importante incognita nell’assemblaggio di manufatti d’accaio. Non è infatti possibile definire a priori le tensioni che un giunto saldato sia capace di sopportare, se non empiricamente, ossia mediante prove del tipo distruttivo.
Dal punto di vista progettuale si è quindi soliti considerare un giunto saldato come un giunto omogeneo, ove però si utilizzino elevati coefficienti di sicurezza, empiricamente ricavati dalle prove di tipo distruttivo. I costruttori analogamente si impegnano a processare i giunti nelle condizioni standard, nelle quali si sono ricavati i dati empirici. A tal fine vengono stillate le WPS, che fissano le variabili di saldatura in range ristretti che l’operatore deve rispettare al fine di rendere il più possibile la saldatura simile a quella campione e quindi dare un senso ai calcoli progettuali. È già sufficiente quindi non rispettare anche un solo parametro della WPS, per introdurre un difetto di saldatura nel senso largo del termine, in quanto ciò altera le prestazioni teoriche.

Ma normalmente per difetti di saldatura si intendono le imperfezioni fisiche, che fanno precipitare i valori di resistenza e tenacità del giunto saldato in quanto trattasi di inneschi di rottura nonché intensificatori di sforzi che nel più o meno lungo periodo causano la frattura della saldatura.

Difetti dimensionali

Difetti di saldatura che possono essere interpretati come dimensionali sono un’eventuale fusione delle parti in maniera tale che il cordone di saldatura si presenti con una convessità eccessiva tale da formare una calotta convessa che può presentare un innesco per fenomeni di rottura fragile, oppure difetti che possono portare a un sottosquadro della saldatura, creando in tal modo una zona con resistenza meccanica più bassa di quella adiacente.

Inadeguata penetrazione

Si definisce inadeguata penetrazione il riempimento incompleto della parte inferiore del cianfrino (radice) con il metallo d’apporto. tale difetto può avvenire con o senza slivellamento.

Con il termine slivellamento si definisce una condizione in cui le superfici da saldare non risultano complanari.

L’inadeguata penetrazione può essere dovuta anche a concavità interna.

La concavità interna si forma quando il cordone della prima passata ha fuso entrambi i bordi interni del cianfrino in corrispondenza della radice, ma al centro questo risulta leggermente concavo cioè leggermente sotto la superficie interna dei pezzi da saldare.

Incompleta fusione

Si definisce incompleta fusione la mancanza di legamento fra i cordoni di saldatura o fra il metallo d’apporto ed il metallo base.

L’incompleta fusione può interessare sia la radice che la sommità del giunto fra il metallo d’apporto ed il metallo base.

Nelle saldature a passate multiple, l’incompleta fusione detta a lembo freddo è invece una discontinuità che interessa l’interno del giunto poiché si può formare fra due cordoni di saldatura adiacenti o fra un generico cordone di saldatura ed il metallo base a causa della mancanza di fusione tra una passata e l’altra.

Inclusioni gassose

Le tipologie di inclusione che si riscontrano più frequentemente sono:

• pori di forma tondeggiante e dimensioni < 1 mm;
• soffiature di forma tondeggiante e dimensioni > 1 mm;
• tarli o porosità vermicolari (wormhole porosity) di forma allungata a un’estremità che si formano quando il gas fuoriesce attraverso il metallo depositato che sta solidificando

Cricche

Le cricche sono delle lesioni che si presentano nella zona di saldatura a causa di l’insorgere di autotensioni generate da brusche variazioni termiche.
Infatti con la solidificazione il bagno di fusione si contrae in quantità sostanzialmente proporzionale, se la contrazione per qualche motivo è contrastata si originano tensioni interne.
Si ricorda che una barra di acciaio lunga l a seguito di una diminuzione di temperatura ΔT si contrae di una quantità Δl pari a:

• Δl = α l ΔT

con:

• α = coefficiente di dilatazione termica che nel caso dell’acciaio è pari a 12.10⁻⁶ °C⁻¹

Cricche a caldo e Circche a freddo

Le cricche a caldo sono delle fratture che si generano in zona fusa praticamente in qualsiasi materiale (acciai ferritici e austenitici, leghe di nichel e leghe di alluminio) a seguito di operazioni di saldatura nel corso della solidificazione del metallo saldato. Hanno generalmente un andamento longitudinale rispetto al cordone di saldatura e si generano a partire dal punto del cordone di saldatura che raffredda più lentamente (normalmente il centro del cordone).

Le cricche a freddo sono delle fratture che si generano a seguito di una saldatura, quando il giunto è completamente raffreddato, per questo motivo i controlli atti a ricercare tale difetto, si effettuano di norma almeno 16 ore dopo l’esecuzione del giunto.

Questo tipo di cricca presenta un andamento generalmente trasversale rispetto al cordone di saldatura e tende propagarsi anche nel materiale base.

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