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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 |
Apporto termico Q = (η × V × I × 60) / (S × 1000) in kJ/mm. Controlla la velocità di raffreddamento, che determina la microstruttura della saldatura, la durezza, la tenacità e l'ampiezza della ZTA.
Troppo alto → ingrossamento del grano, riduzione della tenacità, distorsioni eccessive. Troppo basso → mancanza di fusione, rischio di cricche da idrogeno.
Secondo EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW/MIG/MAG/FCAW = 0,8, TIG = 0,6. Il SAW è il più alto perché la coltre di flusso trattiene quasi tutto il calore. Il TIG disperde più calore per irraggiamento dall'arco esposto.
t8/5 è il tempo necessario alla ZTA per raffreddarsi da 800°C a 500°C. Questo intervallo di temperatura è critico per la trasformazione di fase negli acciai al carbonio. Un t8/5 breve (< 5 s) → formazione di martensite. Un t8/5 lungo (> 25 s) → microstruttura tenera ma potenzialmente fragile.
Formula IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Inserisci il valore dal certificato di collaudo del materiale, oppure usa il calcolatore di equivalenza dei gradi di acciaio per stimarlo dal grado.
Il preriscaldo è necessario quando CE > 0,35, lo spessore della lamiera è > 25 mm o il contenuto 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 di CE e 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.
