{"id":30893,"date":"2024-10-08T09:04:44","date_gmt":"2024-10-08T09:04:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.harsle.com\/?p=30893"},"modified":"2024-10-23T01:31:49","modified_gmt":"2024-10-23T01:31:49","slug":"what-is-the-welding-heat-affected-zone","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.harsle.com\/it\/what-is-the-welding-heat-affected-zone\/","title":{"rendered":"Cos'\u00e8 la zona termicamente alterata dalla saldatura?"},"content":{"rendered":"

IL\u00a0zona termicamente alterata della saldatura<\/a>\u00a0\u00e8 l'area in cui il metallo di base solido su entrambi i lati della saldatura subisce evidenti cambiamenti nella struttura e nelle propriet\u00e0 sotto l'azione del ciclo termico di saldatura, chiamata zona termicamente alterata. Un giunto saldato \u00e8 un processo di saldatura costituito da tre parti: il cordone di saldatura, la zona di fusione e la zona termicamente alterata.<\/p>\n\n\n\n

1.Definizione<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Sotto l'azione di un zona termicamente alterata della saldatura<\/a> saldatura a fusione, l'area in cui la struttura e le propriet\u00e0 cambiano entro un certo intervallo vicino a entrambi i lati della saldatura \u00e8 chiamata "zona termicamente alterata della saldatura<\/a>", o "zona prossima alla saldatura" (Near Weld Zone). Il giunto saldato \u00e8 composto principalmente da due parti, il cordone di saldatura e la zona d'ombra calda, e tra di esse \u00e8 presente una zona di transizione, chiamata zona di fusione. Pertanto, per garantire la qualit\u00e0 dei giunti saldati, \u00e8 necessario che la struttura e le propriet\u00e0 della saldatura e della zona termicamente alterata soddisfino contemporaneamente i requisiti. Con l'uso continuo di vari acciai ad alta resistenza, acciai inossidabili, acciai resistenti al calore e alcuni materiali speciali in produzione, i problemi esistenti nella zona termicamente alterata della saldatura si sono complicati e sono diventati l'area debole dei giunti saldati. Pertanto, i ricercatori di molti paesi hanno prestato grande attenzione alla zona termicamente alterata della saldatura.<\/p>\n\n\n\n

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L'estensione della ZTA varia a seconda dell'apporto termico del processo di saldatura, della conduttivit\u00e0 termica del materiale e della velocit\u00e0 di raffreddamento. Un apporto termico maggiore o velocit\u00e0 di raffreddamento pi\u00f9 lente determinano in genere una ZTA pi\u00f9 ampia.<\/p>\n\n\n\n

2. Distribuzione dei tessuti<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Secondo il zona termicamente alterata della saldatura<\/a> Tra gli acciai, l'acciaio per saldatura si divide in due categorie: una \u00e8 l'acciaio con una bassa tendenza alla tempra, come l'acciaio a basso tenore di carbonio e alcuni acciai bassolegati, che viene definito acciaio da tempra dura; l'altra \u00e8 l'acciaio con tendenza alla tempra. Gli acciai di qualit\u00e0 superiore, come l'acciaio a medio tenore di carbonio, l'acciaio legato bonificato a basso e medio tenore di carbonio, ecc., sono definiti acciai facilmente temprabili. A causa della diversa tendenza alla tempra, anche la struttura della zona termicamente alterata durante la saldatura dei due tipi di acciaio \u00e8 diversa.<\/p>\n\n\n\n

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3.Prestazioni<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

La distribuzione microstrutturale della zona termicamente alterata durante la saldatura non \u00e8 uniforme, e di conseguenza anche le prestazioni non sono uniformi. La zona termicamente alterata durante la saldatura \u00e8 diversa dal cordone di saldatura, e quest'ultimo pu\u00f2 soddisfare i requisiti prestazionali regolando la composizione chimica e adottando il processo di saldatura appropriato. Le prestazioni della zona termicamente alterata non possono essere regolate nella composizione, e ci\u00f2 costituisce un problema di non uniformit\u00e0 che si verifica sotto l'azione dei cicli termici di saldatura. Per le strutture saldate generali, vengono considerati principalmente l'indurimento, l'infragilimento, la tenacit\u00e0 e il rammollimento della zona termicamente alterata, nonch\u00e9 le propriet\u00e0 meccaniche complessive, la resistenza alla corrosione e le propriet\u00e0 di fatica, che vengono determinate in base ai requisiti di utilizzo specifici della struttura saldata.<\/p>\n\n\n\n

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Indurimento<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La durezza della zona termicamente alterata durante la saldatura dipende principalmente dalla composizione chimica e dalle condizioni di raffreddamento dell'acciaio da saldare, e la sua essenza \u00e8 quella di riflettere le prestazioni di diverse strutture metallografiche. Poich\u00e9 la prova di durezza \u00e8 pi\u00f9 pratica, la durezza massima HMAX della zona termicamente alterata viene spesso utilizzata per valutare le prestazioni della zona termicamente alterata, che pu\u00f2 predire indirettamente la tenacit\u00e0, la fragilit\u00e0 e la resistenza alla cricca della zona termicamente alterata. Nel progetto, l'HMAX della zona termicamente alterata \u00e8 stato utilizzato come indice importante per la valutazione della saldabilit\u00e0. Va sottolineato che anche la stessa struttura presenta durezze diverse, che sono correlate al contenuto di carbonio dell'acciaio e alla composizione della lega. Ad esempio, la durezza della martensite ad alto tenore di carbonio pu\u00f2 raggiungere i 600 HV, mentre la durezza della martensite a basso tenore di carbonio \u00e8 di soli 350-390 HV.<\/p>\n\n\n\n

Infragilimento<\/strong><\/p>\n\n\n\n

L'infragilimento della zona termicamente alterata della saldatura \u00e8 spesso la causa principale di cricche e rotture fragili dei giunti saldati. Fragilit\u00e0 e tenacit\u00e0 misurano la capacit\u00e0 di un materiale di resistere alla frattura sotto carichi d'impatto e ne riflettono in modo esaustivo la resistenza e la plasticit\u00e0. Maggiore \u00e8 la fragilit\u00e0 del materiale, minore \u00e8 la sua tenacit\u00e0 e minore \u00e8 la sua capacit\u00e0 di resistere ai carichi d'urto. Poich\u00e9 la distribuzione della microstruttura nella zona termicamente alterata non \u00e8 uniforme e, anche in alcune parti, la resistenza \u00e8 molto inferiore a quella del metallo base, si verifica un grave infragilimento, tanto che la zona termicamente alterata della saldatura diventa un punto debole dell'intero giunto. Pertanto, viene studiato l'infragilimento della zona termicamente alterata della saldatura, e il fenomeno dell'infragilimento coinvolge principalmente meccanismi di infragilimento come l'infragilimento a grano grosso, l'infragilimento microstrutturale e l'infragilimento da invecchiamento per deformazione termica, al fine di migliorarne la tenacit\u00e0 e le propriet\u00e0 meccaniche dell'intero giunto. <\/p>\n\n\n\n

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Temprato<\/strong><\/p>\n\n\n\n

La zona termicamente alterata dalla saldatura, in particolare la zona di fusione e la zona a grana grossa, sono le aree deboli dell'intero giunto saldato. Pertanto, \u00e8 necessario adottare misure per migliorare la tenacit\u00e0 della zona termicamente alterata dalla saldatura. Tuttavia, la tenacit\u00e0 della zona termicamente alterata dalla saldatura non pu\u00f2 essere regolata e migliorata aggiungendo elementi di lega in tracce come la saldatura. \u00c8 intrinseca al materiale stesso, quindi pu\u00f2 essere migliorata solo entro un certo intervallo migliorando la tenacit\u00e0 del materiale stesso e adottando alcune misure tecnologiche. Secondo la ricerca, la tenacit\u00e0 della zona termicamente alterata dalla saldatura pu\u00f2 essere migliorata adottando le due misure seguenti.<\/p>\n\n\n\n

Ammorbidire<\/strong><\/p>\n\n\n\n

I metalli o le leghe rinforzati mediante lavorazione a freddo o trattamento termico presentano generalmente diversi gradi di perdita di resistenza nella zona termicamente alterata della saldatura. Addolcimento o perdita di resistenza nella zona termicamente alterata. L'addolcimento dei metalli o delle leghe rinforzati mediante lavorazione a freddo \u00e8 causato dalla ricristallizzazione. L'addolcimento o la perdita di resistenza nella zona termicamente alterata ha un effetto relativamente limitato sulle propriet\u00e0 meccaniche dei giunti saldati, ma non \u00e8 facile da controllare.<\/p>\n\n\n\n

4. Effetti sulle propriet\u00e0 dei materiali<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

\u25cfResistenza e durezza: la ZTA pu\u00f2 avere diversi livelli di durezza e resistenza rispetto al metallo base. In genere, le aree pi\u00f9 vicine alla saldatura sono soggette a temperature pi\u00f9 elevate e possono diventare pi\u00f9 dure e fragili, soprattutto negli acciai ad alto tenore di carbonio.<\/p>\n\n\n\n

\u25cf Tenacit\u00e0: la tenacit\u00e0 della ZTA pu\u00f2 essere ridotta a causa della formazione di microstrutture pi\u00f9 dure e fragili. Ci\u00f2 \u00e8 particolarmente importante nelle applicazioni in cui la resistenza agli urti \u00e8 importante.<\/p>\n\n\n\n

\u25cfResistenza alla corrosione: in alcuni materiali, come alcuni acciai inossidabili, il calore pu\u00f2 causare cambiamenti che influiscono sulla resistenza alla corrosione, come la precipitazione di carburi ai bordi dei grani.<\/p>\n\n\n\n

5. Importanza e controllo<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Integrit\u00e0 strutturale: <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Comprendere e controllare il zona termicamente alterata della saldatura<\/a> \u00e8 fondamentale per garantire l'integrit\u00e0 strutturale dei componenti saldati, soprattutto in applicazioni critiche come quelle nei settori aerospaziale, automobilistico e dell'ingegneria strutturale.<\/p>\n\n\n\n

Ottimizzazione Parametri di saldatura<\/a>:\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

1. Apporto termico: ridurre l'apporto termico regolando la tensione, la corrente e la velocit\u00e0 di saldatura pu\u00f2 contribuire a ridurre le dimensioni della ZTA. Un minore apporto termico si traduce in velocit\u00e0 di raffreddamento pi\u00f9 rapide e tempi di attesa inferiori per alterazioni microstrutturali avverse.<\/p>\n\n\n\n

2 Temperatura interpass: il controllo della temperatura interpass (la temperatura tra ogni passata di saldatura) pu\u00f2 influenzare la microstruttura della ZTA, migliorando propriet\u00e0 come la tenacit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

Trattamento termico di preriscaldamento e post-saldatura (PWHT):<\/strong><\/p>\n\n\n\n

1. Preriscaldamento: l'applicazione di calore al materiale prima della saldatura pu\u00f2 ridurre la velocit\u00e0 di raffreddamento, riducendo al minimo il rischio di formazione di microstrutture indesiderate come la martensite negli acciai. Contribuisce inoltre a ridurre le tensioni residue.<\/p>\n\n\n\n

\u2461PWHT: L'applicazione di calore dopo la saldatura pu\u00f2 aiutare a rinvenire le microstrutture dure formate nella ZTA, migliorando cos\u00ec la tenacit\u00e0 e riducendo le sollecitazioni residue.<\/p>\n\n\n\n

Video dimostrativo<\/h2>\n\n\n\n
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