Grazie al rapido sviluppo della tecnologia industriale, l'acciaio inossidabile è ampiamente utilizzato come materiale resistente alla corrosione, ad alta resistenza ed esteticamente gradevole in una varietà di applicazioni, come l'edilizia, l'automotive, l'aerospaziale e l'industria alimentare. Tuttavia, a causa delle sue proprietà fisiche e chimiche uniche, il processo di saldatura dell'acciaio inossidabile presenta diverse sfide. In questo articolo, analizzeremo in dettaglio le sfide della saldatura dell'acciaio inossidabile, i metodi di saldatura più comuni e le migliori pratiche per aiutare gli operatori del settore a migliorare la qualità e l'efficienza della saldatura.

Sfide della saldatura dell'acciaio inossidabile

1. Ossidazione ad alta temperatura e scolorimento

Durante il processo di saldatura ad alta temperatura, l'acciaio inossidabile è soggetto a ossidazione superficiale, con formazione di una pellicola di ossido che causa alterazioni del colore nella zona di saldatura e nella zona termicamente alterata. Questo non solo compromette l'estetica, ma riduce anche la resistenza alla corrosione del materiale. Per evitare che ciò accada, è solitamente necessario utilizzare gas di protezione o decapaggio e passivazione dopo la saldatura.

2. Sensibilità alle crepe termiche

In particolare, l'acciaio inossidabile austenitico è soggetto a cricche termiche durante il processo di raffreddamento della saldatura a causa del suo elevato coefficiente di dilatazione termica e della bassa conduttività termica. Le cricche termiche si verificano solitamente nel metallo di saldatura o nella zona termicamente alterata, e nei casi più gravi possono portare alla rottura della struttura saldata. Per ridurre al minimo il rischio di cricche termiche, è necessario controllare attentamente i parametri del processo di saldatura e selezionare materiali di saldatura adeguati.

3. Deformazione della saldatura

Poiché l'acciaio inossidabile ha un elevato coefficiente di dilatazione termica, il processo di saldatura genera notevoli sollecitazioni termiche, con conseguente deformazione del pezzo saldato. Ciò è particolarmente evidente per strutture di grandi dimensioni o componenti con pareti sottili, e può influire sulla precisione dimensionale e sulla qualità estetica del prodotto. È necessario adottare misure di serraggio e antideformazione adeguate per controllare la deformazione durante la saldatura.

4. Precipitazione di nitruri e carburi
Nel processo di saldatura ad alta temperatura, l'azoto e il carbonio presenti nell'acciaio inossidabile possono reagire con il cromo formando nitruri e carburi; questi precipitati riducono la resistenza alla corrosione e la tenacità del materiale. Il controllo dell'apporto termico di saldatura, la scelta di materiali di saldatura idonei e il successivo trattamento termico sono fondamentali per prevenire questo fenomeno.

5.Spruzzi di saldatura e contaminazione

Spruzzi e contaminanti generati durante il processo di saldatura possono aderire alla superficie del cordone di saldatura e al materiale di base, compromettendone la qualità e l'aspetto. Ciò richiede l'utilizzo di processi di saldatura adeguati e di misure di protezione adeguate, come l'utilizzo di una corrente di saldatura a bassa emissione di spruzzi e l'utilizzo di gas di protezione.

Metodi di saldatura dell'acciaio inossidabile

1. Saldatura ad arco di tungsteno e argon (TIG)
Saldatura TIGÈ un metodo di saldatura che utilizza un elettrodo di tungsteno non consumabile e protezione con gas inerte (ad esempio, argon), ed è particolarmente adatto per la saldatura di acciai inossidabili a pareti sottili. La saldatura TIG garantisce un cordone di saldatura liscio e di alta qualità ed è comunemente utilizzata in settori in cui è richiesta un'elevata precisione, come nel settore aerospaziale e delle apparecchiature medicali. Per migliorare l'efficienza della saldatura, è possibile utilizzare la tecnologia di saldatura TIG pulsata per ridurre ulteriormente l'apporto termico e la distorsione.

2. Saldatura a elettrodo fuso con protezione di gas (MIG)
La saldatura MIG utilizza un elettrodo fuso e la protezione di gas inerte, ed è adatta alla saldatura di lamiere di acciaio inossidabile di medio spessore, con elevata produttività. Regolando corrente, tensione e velocità di saldatura, è possibile controllare efficacemente gli spruzzi di saldatura e la forma del bagno di fusione. Per migliorare la qualità della saldatura, è possibile utilizzare una protezione a gas misto, come una miscela di argon e anidride carbonica.

3. Saldatura ad arco al plasma (PAW)
Saldatura ad arco al plasma(PAW) è una tecnologia di saldatura ad alta precisione che utilizza un arco al plasma come fonte di calore per fornire calore di saldatura concentrato e stabile. PAW è adatto per applicazioni di saldatura che richiedonoalta qualità e bassa distorsione, come la produzione di strumenti di precisione e apparecchiature di fascia alta. Rispetto alla saldatura TIG, la saldatura PAW offre velocità di saldatura più elevate e una zona termicamente alterata più piccola.

4. Saldatura laser
Saldatura laserutilizza un raggio laser ad alta densità energetica come fonte di calore, che presenta i vantaggi di un'elevata velocità di saldatura, una bassa distorsione e una piccola zona termicamente alterata, ed è particolarmente adatto per esigenze di saldatura ad alta precisione ed elevata efficienza.Saldatura laserè adatto per la saldatura di parti strutturali complesse e con pareti sottili, come componenti elettronici e produzione di parti automobilistiche.

5. Saldatura a punti a resistenza
La saldatura a punti per resistenza sfrutta il calore generato dalla corrente elettrica che attraversa il punto di contatto per la saldatura, ed è comunemente utilizzata per saldature sottili in acciaio inossidabile, come quelle impiegate nella produzione di carrozzerie di automobili e elettrodomestici. Il metodo è rapido, consente la saldatura di piccole dimensioni ed è adatto alla produzione in serie.

Migliori pratiche per la saldatura dell'acciaio inossidabile

Per garantire una saldatura di alta qualità dell'acciaio inossidabile, ecco alcune delle migliori pratiche ampiamente riconosciute nel settore:

1. Pulizia delle superfici
Prima della saldatura, le superfici in acciaio inossidabile devono essere accuratamente pulite per rimuovere grasso, ossidi e altri contaminanti e prevenire difetti di saldatura. La pulizia può essere effettuata con detergenti chimici o strumenti di molatura meccanica.

2. Controllo dell'apporto termico
Controllare l'apporto di calore regolando la corrente di saldatura, la tensione e la velocità di saldatura per evitare un apporto di calore eccessivo che può portare al surriscaldamento del metallo di saldatura, riducendo così il rischio di cricche termiche e distorsioni della saldatura.

3. Utilizzo del gas di protezione
Durante la saldatura, è necessario utilizzare un gas di protezione idoneo (ad esempio argon o elio puri) per impedire il contatto della zona di saldatura con l'aria e per prevenire ossidazione e nitrurazione. Per materiali a pareti spesse, è possibile utilizzare un doppio strato di gas di protezione per migliorare l'effetto protettivo.

4. Trattamento di preriscaldamento e post-riscaldamento
Per l'acciaio inossidabile a pareti spesse o ad alto tenore di carbonio, il preriscaldamento prima della saldatura e il trattamento termico post-saldatura possono ridurre lo stress termico e le cricche. La temperatura di preriscaldamento e la temperatura del trattamento termico devono essere selezionate in base al tipo di materiale e al processo di saldatura.

5. Selezione del materiale di saldatura adatto
Utilizzare materiali di saldatura compatibili con il materiale di base per garantire che il metallo di saldatura e il materiale di base abbiano una composizione chimica e proprietà meccaniche simili, per garantire la resistenza e la resistenza alla corrosione del giunto saldato.

6. Test di qualità della saldatura
Una volta completata la saldatura, è necessario effettuare un controllo di qualità della saldatura, ad esempio mediante ispezione a raggi X, ispezione a ultrasuoni e ispezione con penetrazione del colorante, per garantire che i giunti saldati siano privi di difetti quali crepe, porosità e intrappolamento di scorie.

Prospettive future

Con il progresso scientifico e tecnologico, la tecnologia di saldatura dell'acciaio inossidabile continuerà a svilupparsi verso l'elevata efficienza, l'intelligenza e l'ecologia. In futuro, robot di saldatura automatizzati e sistemi di controllo intelligenti miglioreranno ulteriormente l'efficienza e la qualità della saldatura. Allo stesso tempo, la ricerca e lo sviluppo di tecnologie di saldatura ecocompatibili diventeranno una direzione importante per ridurre le emissioni di gas nocivi e gli sprechi di materiale nel processo di saldatura.