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Calcolatore dell'apporto termico di saldatura e ISO 4063
Calcola l'apporto termico (kJ/mm), il tempo di raffreddamento t8/5, la raccomandazione di preriscaldamento e l'equivalente di carbonio. Include il riferimento di processo ISO 4063.
Risultati
Calcolo dell'apporto termico (EN 1011-1)
L'apporto termico è l'energia erogata per unità di lunghezza della saldatura:
- η — fattore di efficienza termica (dipendente dal processo)
- V — tensione dell'arco (volt)
- I — corrente di saldatura (ampere)
- S — velocità di traslazione (mm/min)
Fattori di efficienza termica
| ISO 4063 n. | Processo | η (EN 1011-1) |
|---|---|---|
| 121 | SAW (arco sommerso) | 1.0 |
| 111 | SMAW (elettrodo rivestito / MMA) | 0.8 |
| 131 | MIG (gas inerte) | 0.8 |
| 135 | MAG (gas attivo) | 0.8 |
| 136 | FCAW (filo animato) | 0.8 |
| 141 | TIG / GTAW | 0.6 |
Stima del tempo di raffreddamento t8/5
Il tempo di raffreddamento da 800 °C a 500 °C determina la microstruttura risultante. Modello 2D Rosenthal semplificato per piastre spesse:
Carbonio equivalente e preriscaldamento
La formula del carbonio equivalente IIW prevede la saldabilità e le esigenze di preriscaldamento:
Esempio pratico
Dato: Processo 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42
Energia dell'arco = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm
Apporto termico Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm
CE = 0,42 → Saldabilità discreta, preriscaldamento 100–150 °C raccomandato
⚠️ Nota: La stima t8/5 è semplificata. Il raffreddamento effettivo dipende dalla geometria del giunto, dal preriscaldamento, dalla temperatura di interpass e dalle condizioni ambientali. Consultare la norma EN 1011-2 per applicazioni critiche.
| # | Processo | Descrizione | η |
|---|---|---|---|
| 111 | SMAW | Arco metallico schermato (stick/MMA) | 0.8 |
| 114 | FCAW-S | Filo animato autoprotetto | 0.8 |
| 121 | SAW | Saldatura ad arco sommerso | 1.0 |
| 131 | MIG | Gas inerte metallico (Ar) — alluminio, SS | 0.8 |
| 135 | MAG | Gas attivo metallico (CO₂/Ar+CO₂) — acciaio al carbonio | 0.8 |
| 136 | FCAW-G | Flux-core + gas attivo | 0.8 |
| 137 | FCAW-G | Filo animato + gas inerte | 0.8 |
| 138 | MCAW | Filo animato in metallo + gas attivo | 0.8 |
| 141 | TIG | Gas inerte di tungsteno (GTAW) | 0.6 |
| 15 | Plasma | Saldatura ad arco al plasma | 0.6 |
| 311 | OAW | Saldatura ossiacetilenica | 0.45 |
| 42 | Attrito | Saldatura a frizione | — |
| 52 | Laser | Saldatura a raggio laser | 0.9 |
L'apporto termico specifico è Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) in kJ/mm. Esso governa la velocità di raffreddamento, che determina la microstruttura del cordone, la durezza, la tenacità e l'ampiezza della ZTA (HAZ).
Troppo elevato → ingrossamento del grano, riduzione della tenacità, distorsione eccessiva. Troppo basso → mancanze di fusione, rischio di cricche a freddo da idrogeno.
Secondo la EN 1011-1: SAW = 1.0, SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0.8, TIG = 0.6. Il processo ad arco sommerso (SAW) ha il valore più alto perché la coltre di flusso trattiene quasi tutto il calore. Il processo TIG disperde più calore per irraggiamento dall'arco esposto.
t8/5 è il tempo impiegato dalla ZTA per raffreddarsi da 800°C a 500°C. Questo intervallo di temperatura è critico per le trasformazioni di fase negli acciai al carbonio. t8/5 breve (< 5s) → formazione di martensite. t8/5 lungo (> 25s) → microstruttura tenera ma potenzialmente fragile.
Formula IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Inserire il valore ricavato dal certificato di collaudo del materiale oppure utilizzare il calcolatore delle equivalenze degli acciai per stimarlo dal grado.
Il preriscaldo è necessario quando CE > 0.35, lo spessore della lamiera è > 25 mm o il tenore di idrogeno è elevato. Rallenta il raffreddamento per prevenire le cricche da idrogeno e la formazione di martensite. Intervallo tipico: 75–250°C a seconda del CE e dello spessore.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Strumenti professionali per applicazioni industriali.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
