Saldatura strutturale di acciaio bonificato

flash_player · 14 Ottobre 2021

Ciao a tutti,

sto progettando alcune strutture in acciaio bonificato 25crm04 e queste strutture dovranno essere inevitabilmente saldate.
Nel dettaglio dovrei saldare un tubo curvato Ø82,5mm Sp. 14mm in 25crm04 ad un piatto dello stesso materiale.
La questione che non posso trascurare è sicuramente l'apporto di calore dovuto a saldatura.
Secondo voi c'è il rischio che il materiale, limitatamente alle zone intorno alla saldatura, perda lo stato di bonifica per esempio con un cordone di saldatura a6? Immagine allegata qui sotto

Inoltre, quanto valuto la resistenza del materiale apportato per saldatura?

Grazie

meccanicamg · 14 Ottobre 2021

Questi lavori li devi concordare con un saldatore carpentiere professionista con attitudine alle saldature di materiali legati.
Dovrà realizzare un pre riscaldo a circa 1100⁰C effettuare la saldatura con la migliore tecnologia controllata che ha a disposizione (si può saldare a filo con i fili inox) e poi fare raffreddamento controllato. Terminata l'operazione potrebbe essere necessario fare un ciclo di ricottura di distensione.
Noi facciamo queste cose con il 42CrMo4 ....quindi non sono molto lontani.

PIETRO2002 · 14 Ottobre 2021

meccanicamg ha detto:
Questi lavori li devi concordare con un saldatore carpentiere professionista con attitudine alle saldature di materiali legati.
Dovrà realizzare un pre riscaldo a circa 1100⁰C effettuare la saldatura con la migliore tecnologia controllata che ha a disposizione (si può saldare a filo con i fili inox) e poi fare raffreddamento controllato. Terminata l'operazione potrebbe essere necessario fare un ciclo di ricottura di distensione.
Noi facciamo queste cose con il 42CrMo4 ....quindi non sono molto lontani.

Si fare molta attenzione al preriscaldo, materiale d'apporto, tecnica di saldatura e saldatore, saldare un bonificato e' sempre una brutta rogna e nonostante gli accorgimenti magari si cricca, serve che sia tutto bonificato? Non e' possibile magari fare un fissaggio meccanico in luogo della saldatura?

flash_player · 15 Ottobre 2021

meccanicamg ha detto:
Questi lavori li devi concordare con un saldatore carpentiere professionista con attitudine alle saldature di materiali legati.
Dovrà realizzare un pre riscaldo a circa 1100⁰C effettuare la saldatura con la migliore tecnologia controllata che ha a disposizione (si può saldare a filo con i fili inox) e poi fare raffreddamento controllato. Terminata l'operazione potrebbe essere necessario fare un ciclo di ricottura di distensione.
Noi facciamo queste cose con il 42CrMo4 ....quindi non sono molto lontani.

a questo punto ha seriamente senso usare un acciaio da bonifica? se il tubolare mi fornisce resistenza allo snervamento di 700mpa ma in prossimità della saldatura ne sopporta solo 250 perchè ricotto decade tutto il discorso.. o mi sto perdendo qualcosa?

aggiungo inoltre che il 42crm04 ha percentuale di carbonio quasi doppia quindi sarà nettamente più complesso da saldare con buoni risultati

meccanicamg · 15 Ottobre 2021

Appunto che devi valutare se conviene avere quelle caratteristiche meccaniche finali oppure no. Sarebbe comunque più "sensato" un fissaggio meccanico e non di saldatura.

PIETRO2002 · 15 Ottobre 2021

Le domande da farsi:

Perche' usare un acciaio bonificato?

Serve il bonificato su tutto il pezzo o magari solo nella parte del piatto?

Si e' valutata la possibilita' di fare un riporto duro?

Si e' valutata la possibilita' di fare il manufatto in un solo pezzo? Logicamente cambiando il design?

Si e' valutata la possibilita' di fare il fissaggio meccanico?

Come e' calcolata la saldatura di un cordone di 6 mm su un tubo di spessore 14?

Magari vi sono altre domande che non conosco... ma tutta la pappardella e' per evitare di saldare un bonificato, che deve proprio essere l'ultima spiaggia!

flash_player · 15 Ottobre 2021

PIETRO2002 ha detto:
Le domande da farsi:

Perche' usare un acciaio bonificato?
Perche' ho sforzi intorno ai 500Mpa dovuti al momento flettente e trovarlo già bonificato in tubi abbatte sicuramente i costi dato che si tratta di 100-200 unità

Serve il bonificato su tutto il pezzo o magari solo nella parte del piatto?
Sicuramente serve il tubo bonificato per il momento flettente

Si e' valutata la possibilita' di fare un riporto duro?
sinceramente ignoro le peculiarità di questo trattamento ma non credo che in questo caso sia utile in ottica di resistenza a momento flettente (sbaglio molto probabilmente)

Si e' valutata la possibilita' di fare il manufatto in un solo pezzo? Logicamente cambiando il design?
purtroppo quello che vedete voi in immagine è un modello molto semplificato in quanto non posso categoricamente mostrare niente, è irrealizzabile in un pezzo

Si e' valutata la possibilita' di fare il fissaggio meccanico?
un fissaggio meccanico tra tubo e piastra non e' sicuramente da escludere, sto valutando la possibilita' di ricavare una sede circolare nel piatto tramite asportazione e inserirci il tubo per saldarlo

Come e' calcolata la saldatura di un cordone di 6 mm su un tubo di spessore 14?
E' puramente un esempio, devo ancora verificare

Magari vi sono altre domande che non conosco... ma tutta la pappardella e' per evitare di saldare un bonificato, che deve proprio essere l'ultima spiaggia!

PIETRO2002 · 15 Ottobre 2021

Quindi ti fideresti di un cordone da 6mm di saldatura su due pezzi bonificati..

flash_player · 16 Ottobre 2021

no, ho solo fatto un esempio... non mi fido senza verifiche... il discorso di fondo era un altro:

se saldo un acciaio bonificato, la temperatura raggiunta in prossimità della saldatura me lo porta allo stato ricotto?
il materiale di apporto quale sarà? che resistenza a snervamento posso assegnargli?
la soluzione potrebbe essere bonificare post saldatura o rimarrebbero lo stesso delle problematiche?

bip · 16 Ottobre 2021

Aggiungo un'altra problematica (lo so, avreste preferito una risposta, non altre domande): come lo curvi un tubo simile senza che faccia grinze e/o si fessuri? Non mi sembra una cosa così banale

PIETRO2002 · 16 Ottobre 2021

flash_player ha detto:
no, ho solo fatto un esempio... non mi fido senza verifiche... il discorso di fondo era un altro:

se saldo un acciaio bonificato, la temperatura raggiunta in prossimità della saldatura me lo porta allo stato ricotto?

il materiale di apporto quale sarà? che resistenza a snervamento posso assegnargli?

la soluzione potrebbe essere bonificare post saldatura o rimarrebbero lo stesso delle problematiche?

Una prima risposta di massima te l'ha gia' data meccanicamg, ma credo che se vuoi andare sicuro nel dettaglio, devi rivolgerti ad un tecnico di saldatura, che ha le competenze per affrontare il problema in modo esauriente, io farei la saldatura come ha detto meccanicamg, la ricottura e poi la bonifica..

PIETRO2002 · 16 Ottobre 2021

bip ha detto:
Aggiungo un'altra problematica (lo so, avreste preferito una risposta, non altre domande): come lo curvi un tubo simile senza che faccia grinze e/o si fessuri? Non mi sembra una cosa così banale

Qualche grinza la fara', comunque si usa riempire il tubo con sabbia o con opportuni maschi flessibili!

bip · 16 Ottobre 2021

So come si fa a curvare un tubo, proprio per questo sostengo che non sia un'operazione così banale con quel diametro e spessore

flash_player · 16 Ottobre 2021

io mi sono affidato a una formula MOLTO sperimentale di un fornitore che classifica quel tipo ti piega (R150, sp 14, Ø82,5) come piega facile senza necessità di supporti o macchinari appositi... altre informazioni dovrei richiederle nello specifico a chi si occupa del processo (che non conoscerò mai

)

grazie a tutti per gli spunti!!

mi sapete dire qualcosa o indicare un riferimento per saldatura con fili inox come diceva @meccanicamg?

Grazie ancora

Vittorio · 16 Ottobre 2021

Personalmente delle saldature non mi fido e faccio l'impossibile per non caricare di responsabilità chi salda.
Nel tuo caso specifico non si sa l'utilizzo della tua attrezzatura ne tanto meno a che sollecitazioni è sottoposta.
Per non sbagliare io la farei con un incastro come immagine allegata e non mi preoccuperei tanto della saldatura e delle relative temperature.
Se avessimo altri dati le considerazioni potrebbero esserti d'aiuto

flash_player · 16 Ottobre 2021

Ciao Vittorio,

la forza P applicata nella figura allegata al primo messaggio genera un momento flettente sul tubo che è massimo in prossimità dell'accoppiamento col parallelepipedo ed è di circa 500Mpa (la forza applicata è già moltiplicata per opportuni coefficienti di sicurezza)
ho scelto di conseguenza un materiale quale 25crm04 in quanto uno dei pochi acciai trafilati per bonifica che vendono già allo stato bonificato e disponibile nelle misure a me utili
la sezione tonda non è vincolante, l'unica funzione del tubo è quella di reggere il momento flettente applicato in quella direzione
l'ingombro massimo della struttura resistente (cioè il tubo) dev'essere inscritto in un cerchio di Ø85-90mm, motivo per cui ho scelto un diametro 82,5 sp.14
l'incastro massimo che posso prevedere è di circa 20mm poichè alla base del parallelepipedo avrò delle giunzioni bullonate

Vittorio · 16 Ottobre 2021

compatibilmente con i costi.. io la farei così

bip · 16 Ottobre 2021

flash_player ha detto:
io mi sono affidato a una formula MOLTO sperimentale di un fornitore che classifica quel tipo ti piega (R150, sp 14, Ø82,5) come piega facile senza necessità di supporti o macchinari appositi...

È una formula che puoi condividere? È un po' fuoritema, ma sarebbe interessante approfondire.
Se si confronta raggio medio con diametro del tubo, è una curva "facile" ma considerando materiale e spessore, ho il dubbio che i terzisti che possano realizzare una curva del genere con una buona qualità e precisione, senza fare troppi scarti, non siano moltissimi

cacciatorino · 16 Ottobre 2021

flash_player ha detto:
Ciao Vittorio,

la forza P applicata nella figura allegata al primo messaggio genera un momento flettente sul tubo che è massimo in prossimità dell'accoppiamento col parallelepipedo ed è di circa 500Mpa (la forza applicata è già moltiplicata per opportuni coefficienti di sicurezza)

ho scelto di conseguenza un materiale quale 25crm04 in quanto uno dei pochi acciai trafilati per bonifica che vendono già allo stato bonificato e disponibile nelle misure a me utili

la sezione tonda non è vincolante, l'unica funzione del tubo è quella di reggere il momento flettente applicato in quella direzione

l'ingombro massimo della struttura resistente (cioè il tubo) dev'essere inscritto in un cerchio di Ø85-90mm, motivo per cui ho scelto un diametro 82,5 sp.14

l'incastro massimo che posso prevedere è di circa 20mm poichè alla base del parallelepipedo avrò delle giunzioni bullonate

E' una struttura alì'aperto? Considera che i materiali trattati termicamente sono un po piu' soggetti alla corrosione.

Io comunque non so se lavorerei con valori cosi' alti di tensione, mi sembra un po' un rischio nel caso il carico non sia egualmente distibuito fra tutti i supporti, come probabilmente accadra' nella realta.
Considera che gli acciai non trattati in genere offrono la caratteristica di deformarsi (anche plasticamente) sotto sforzo per cui assorbono meglio l'energia di eventuali urti, e in caso di evento avverso potresti trovarti con un supporto piegato ma non spezzato. Faccio tutte queste considerazioni perche' mi viene da pensare che si tratti di supporti di un carico sospeso (ponte? passerella?).

flash_player · 16 Ottobre 2021

l'unica formula che ho estrapolato online è questa sul sito tecnocurve

Come calcolare la fattibilità della curvatura di un tubo - Tecnocurve

Scopri come calcolare la fattibilità della curvatura di un tubo in acciaio, alluminio o acciaio inox con il fattore K.

www.tecnocurve.it

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