Progettazione di strutture saldate Fe510 - Deformazioni

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Utente standard
Professione: ing. meccanico
Software: Catia V5
Regione: lombardia
Ciao a tutti, sto progettando una struttura saldata che deve mantenere buone caratteristiche dimensionali post saldatura e non so da che parte girarmi per quanto riguarda l'ottimizzazione delle deformazioni.
Spiegandomi meglio: è sempre vero che riducendo il tratto saldato (o eventualmente spezzandolo) ho riduzione delle deformazioni?
Facendo riferimento, nella pratica, ad una boccola da saldare a cavallo di una lamiera opportunamente forata, potrei avere un comportamento più uniforme prevedendo un cordone di saldatura unico piuttosto che 3 tratti egualmente dimensionati? quanto impatta lo Z del cordone rispetto alla deformazione dei materiali da saldare? Potrebbe funzionare meglio la saldatura a piena penetrazione?

Grazie in anticipo per le risposte, so che la domanda è un po' vaga però mi farebbe piacere se qualcuno mi consigliasse qualche testo sperimentale o non.

Ciao
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Il tutto dipende dalle dimensioni delle pareti e dalla struttura stessa. Dipende dai parametri della saldatura e da quanto velocemente scaldi. Dipende dal raffreddamento. Se ricuocio la struttura dopo. Se saldi con strategia simmetrica o se saldi tutto da una parte.
Uno che lo fa di mestiere e ha il patentino lo deve sapere. Certamente una WPS andrebbe scritta prima.....parlando con il carpentiere.
 

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Utente standard
Professione: ing. meccanico
Software: Catia V5
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ok però lato mio progettuale vorrei evitare di prevedere inutili complicazioni difficilmente ottenibili dal saldatore a meno di prevedere maschere, tiranti, distensioni post saldatura ecc ecc.

è tutto know-how non scritto?
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
ok però lato mio progettuale vorrei evitare di prevedere inutili complicazioni difficilmente ottenibili dal saldatore a meno di prevedere maschere, tiranti, distensioni post saldatura ecc ecc.

è tutto know-how non scritto?
Magari se posti un disegno si puo' anche entrare un po' nel dettaglio, la risposta te la gia' data meccanicamg, i fattori da considerare sono davvero tanti, si deve conoscere la teoria, ma poi e' la pratica e l'esperienza che fa la differenza. Sicuramente, se alla fine si vogliono ottenere tolleranze da "macchina utensile" alla fine si devono fare lavorazioni di macchina utensile, non si scappa! Le varie furberie, di saldare dei particolari gia' lavorati e pretendere che non si deformino non danno mai buoni risultati.
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Una possibile soluzione, per limitare un po' le deformazioni e per facilitare il lavoro di imbastitura, nel caso di manufatti ricavati da lamiere, e' quello di ricavare delle chiavette che si incastrano nelle relative cave, naturalmente questo puo' essere fatto se le lamiere sono tagliate mediante laser oppure plasma ad alta definizione.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
ok però lato mio progettuale vorrei evitare di prevedere inutili complicazioni difficilmente ottenibili dal saldatore a meno di prevedere maschere, tiranti, distensioni post saldatura ecc ecc.

è tutto know-how non scritto?
Praticamente si.
Però se posti un disegno o una immagine possiamo anche capire di cosa stiamo parlando.
 

Betoniera

Utente Junior
Professione: Ingegnere
Software: Autodesk Robot
Regione: Lombardia
Racconto un episodio sulla deformazione che mi è capitato.
Ho progettato un grosso rack per sostegno impianti delle dimensioni di circa m 5,50*2,50, alto 10 m e lungo circa 30 m.
Mi chiamano in cantiere, a montaggio finito, perchè una colonna HEA340 era visibilmente storta, dell'ordine di 30-40 mm sulla verticale.
Come aveva fatto una colonna del genere a deformarsi?.
Impossibile che si sia deformata durante il montaggio.
Ho pensato alle saldature, ma gli inserti saldati erano piccoli e localizzati sulla testa e il piede colonna. Non potevano, quindi, avere deformato al colonna nella sua lunghezza.
Ho concluso che doveva essere arrivata storta dalla ferriera e, durante la lavorazione, non si sono accorti che era storta.
Ho comunque chiesto informazioni ad una ditta di carpenteria. Mi ha fornito una risposta analoga a quella fornita da Meccanicamg. La deformazione per saldatura dipende dalla abilità del saldatore e, ovviamente, da come si scalda la trave. Ma nel mio caso, la deformazione era sicuramente all'origine.
Ciao a tutti.
 

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Utente standard
Professione: ing. meccanico
Software: Catia V5
Regione: lombardia
purtroppo progettando conto terzi e avendo un contratto di non divulgazione mi è possibile solo postare limitatamente alcune porzioni che isolate non hanno significato.
la struttura è troppo ampia e complessa per essere trattata in ogni punto preso singolarmente, speravo di trovare qualche manuale apposito ma forse dovrei essere saldatore per capire a fondo il problema.
Mi limiterò a leggere le normative previste dall'azienda per cui lavoro e proverò a interfacciarmi con saldatori

in ogni caso allego una piastra di s355 6mm a doppia piega a 90° con nervature di rinforzo sempre da 6mm di spessore in s355. I cordoni previsti sono Z4 per le lunghezze indicate e sono replicati anche sull'altro lato della nervatura. In questo caso è importante il parallelismo tra le due superfici colorate in viola e la planarità della superficie viola inferiore lungo tutta la piastra che è lunga circa 750mm con altre 2 nervature di rinforzo uguali.
Sono ben accette valutazioni e spunti di riflessioni attorno alle quali posso cercare di comprendere meglio il fenomeno

grazie
 

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wert

Utente Junior
Professione: Manufacturing Design
Software: NX - Inventor - Thinkdesign - Cimatron
Regione: Emilia Romagna
purtroppo progettando conto terzi e avendo un contratto di non divulgazione mi è possibile solo postare limitatamente alcune porzioni che isolate non hanno significato.
la struttura è troppo ampia e complessa per essere trattata in ogni punto preso singolarmente, speravo di trovare qualche manuale apposito ma forse dovrei essere saldatore per capire a fondo il problema.
Mi limiterò a leggere le normative previste dall'azienda per cui lavoro e proverò a interfacciarmi con saldatori

in ogni caso allego una piastra di s355 6mm a doppia piega a 90° con nervature di rinforzo sempre da 6mm di spessore in s355. I cordoni previsti sono Z4 per le lunghezze indicate e sono replicati anche sull'altro lato della nervatura. In questo caso è importante il parallelismo tra le due superfici colorate in viola e la planarità della superficie viola inferiore lungo tutta la piastra che è lunga circa 750mm con altre 2 nervature di rinforzo uguali.
Sono ben accette valutazioni e spunti di riflessioni attorno alle quali posso cercare di comprendere meglio il fenomeno

grazie
Devi riferirti alla EN 22768-2 (ora sostituita dalla 22081), considerando L come classe di tolleranza (tipica per carpenteria metallica). Meno dei valori che trovi su quella norma possono essere raggiunti solo tramite lavorazioni meccaniche post-saldatura o con accorgimenti particolari che ti possono suggerire saldatori esperti.
 

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: SolidEdge
Regione: Friuli Venezia Giulia
Tu parli di parallelismo e planarità, ma senza specificare valori. Anche +/-5 è una tolleranza di parallelismo.
Nel caso dell'immagine devi considerare la tolleranza di piegatura e quella può dirtela solo chi la effettua; se questa tolleranza non è corretta in fase di piega non puoi sperare di recuperarla in fase di saldatura perché le nervature tireranno alle estremità. Se la tolleranza invece è rispettata in piega allora in fase di saldatura, fatta correttamente, puoi mantenerla.
Farla correttamente significa che il saldatore sa come fare le passate per compensare le deformazioni, sa come riscaldare il pezzo e sa calibrare la macchina.
 

Cadinpiedi

Utente poco attivo
Professione: Disegnatore
Software: Cocreate
Regione: Lombardia
In questo caso è importante il parallelismo tra le due superfici colorate in viola e la planarità della superficie viola inferiore lungo tutta la piastra che è lunga circa 750mm con altre 2 nervature di rinforzo uguali.
Sono ben accette valutazioni e spunti di riflessioni attorno alle quali posso cercare di comprendere meglio il fenomeno
Fatto salvo il criterio delle tolleranze praticabili che ti hanno già indicato, in questo caso dipende veramente dalla mano del saldatore che sappia calibrare la sequenza e la lunghezza dei tratti interni esterni. Certamente se partisse sparato a saldare in continuo, il tutto si deformerebbe.
Un 'altra considerazione, le superfici di interfaccia sono quelle viola, ma non l'INTERA superficie, magari solo dove ci sono dei fori di collegamento?
In tal caso si potrebbero inserire delle boccole saldate da spianare con lavorazione meccanica per assicurare la tolleranza richiesta.
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
purtroppo progettando conto terzi e avendo un contratto di non divulgazione mi è possibile solo postare limitatamente alcune porzioni che isolate non hanno significato.
la struttura è troppo ampia e complessa per essere trattata in ogni punto preso singolarmente, speravo di trovare qualche manuale apposito ma forse dovrei essere saldatore per capire a fondo il problema.
Mi limiterò a leggere le normative previste dall'azienda per cui lavoro e proverò a interfacciarmi con saldatori

in ogni caso allego una piastra di s355 6mm a doppia piega a 90° con nervature di rinforzo sempre da 6mm di spessore in s355. I cordoni previsti sono Z4 per le lunghezze indicate e sono replicati anche sull'altro lato della nervatura. In questo caso è importante il parallelismo tra le due superfici colorate in viola e la planarità della superficie viola inferiore lungo tutta la piastra che è lunga circa 750mm con altre 2 nervature di rinforzo uguali.
Sono ben accette valutazioni e spunti di riflessioni attorno alle quali posso cercare di comprendere meglio il fenomeno

grazie
E' possibile inserire dei piatti interni che andrebbero a irrigidire la struttura? Naturalmente se li metti, devi fare dei punti "leggeri", altrimenti contribuirebbero a deformare. Come ti avevo detto in un post precedente, se fai delle chiavette, sicuramente aiutano a tenere un po' sotto controllo le deformazioni..
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
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Regione: Lombardia
Tu parli di parallelismo e planarità, ma senza specificare valori. Anche +/-5 è una tolleranza di parallelismo.
Nel caso dell'immagine devi considerare la tolleranza di piegatura e quella può dirtela solo chi la effettua; se questa tolleranza non è corretta in fase di piega non puoi sperare di recuperarla in fase di saldatura perché le nervature tireranno alle estremità. Se la tolleranza invece è rispettata in piega allora in fase di saldatura, fatta correttamente, puoi mantenerla.
Farla correttamente significa che il saldatore sa come fare le passate per compensare le deformazioni, sa come riscaldare il pezzo e sa calibrare la macchina.
Proprio per questo motivo farei una L con un piatto e non una S intera.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Fatto salvo il criterio delle tolleranze praticabili che ti hanno già indicato, in questo caso dipende veramente dalla mano del saldatore che sappia calibrare la sequenza e la lunghezza dei tratti interni esterni. Certamente se partisse sparato a saldare in continuo, il tutto si deformerebbe.
Un 'altra considerazione, le superfici di interfaccia sono quelle viola, ma non l'INTERA superficie, magari solo dove ci sono dei fori di collegamento?
In tal caso si potrebbero inserire delle boccole saldate da spianare con lavorazione meccanica per assicurare la tolleranza richiesta.
Ma credo non possano lavorare perché molto piunghr dei soliti 10..12 metri e saranno cose enormi.
 

Vittorio

Utente Standard
Professione: progettista
Software: CatiaV5-6R29 HyperMill_2022.1
Regione: Lombardia
Buonasera a tutti
Mi aggrego alla discussione.
Come già detto da Massi... se non si conoscono le tolleranze ± di planarità e ± di parallelismo, tutte le idee che vengono proposte hanno un bel punto interrogativo.
E sono d'accordo con Massi che quella struttura viene ottenuta con dei processi che di per se non sono precisissimi.
1° la piegatura : e con questo processo magari una certa ortogonalità si può ottenere.
2° la saldatura: ha troppe variabili non prevedibili tra cui l'esperienza dell'operatore.
quindi se le tolleranze sono ±10mm forse va bene tutto, ma nel caso di tolleranze strette bisogna prendere in considerazione eventuali lavorazioni meccaniche a componente assemblato .
Sarebbe interessante sapere il valore delle tolleranze.
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Buonasera a tutti
Mi aggrego alla discussione.
Come già detto da Massi... se non si conoscono le tolleranze ± di planarità e ± di parallelismo, tutte le idee che vengono proposte hanno un bel punto interrogativo.
E sono d'accordo con Massi che quella struttura viene ottenuta con dei processi che di per se non sono precisissimi.
1° la piegatura : e con questo processo magari una certa ortogonalità si può ottenere.
2° la saldatura: ha troppe variabili non prevedibili tra cui l'esperienza dell'operatore.
quindi se le tolleranze sono ±10mm forse va bene tutto, ma nel caso di tolleranze strette bisogna prendere in considerazione eventuali lavorazioni meccaniche a componente assemblato .
Sarebbe interessante sapere il valore delle tolleranze.
Supponendo di sostituire la lamiera piegata con tre piastre tagliate al laser e facendo degli incastri maschio / femmina, saldando a tratti ed in modo alternato non credo che ci siano molte deformazioni. Mi sentirei di azzardare + - 1 mm e qualcosa si puo' anche guadagnare usando una pressa di raddrizzatura a fine saldatura, ma la differenza la fa la capacita' del carpentiere.
 

PIETRO2002

Utente Junior
Professione: PROGETTISTA MECCANICO
Software: INVENTOR
Regione: LOMBARDIA
Si, vale come idea, ma non è che con più pezzi da assemblare aumenta la somma di errori?
Credo di no, a patto di partire con l'assemblaggio di piastre piane e tutti i pezzi tagliati al laser. Le 2 nervature in automatico danno la squadra, gli incastri tengono tutti i pezzi in posizione, si imbastisce il tutto con dei leggeri punti di saldatura e si finisce con la saldatura, avendo fatto in passato lavori simili sarei abbastanza ottimista sul buon risultato.
 

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: SolidEdge
Regione: Friuli Venezia Giulia
una soluzione, mantenendo l'idea della piega a S, è quella di farla fare a chi ha piegatrici semiautomatiche in cui c'è la possibilità di registrare il programma di piega (correzione battute, profondità del punzone...) quindi fare un paio di campioni per ottenere le tolleranze richieste, che dovranno comunque rientrare nell'ordine dei decimi; il materiale dei pezzi definitivi dovrà comunque essere dello stesso lotto dei campioni.
Gli incastri sono una possibilità, ma devi lasciare un paio di decimi tra maschio e femmina altrimenti rischi di dover molare il foro per inserire la controparte.
 

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