Strappo lamellare saldatura: come prevenire il problema?

Strappo lamellare saldatura: come prevenire il problema?

Lo strappo lamellare è un difetto nel materiale indotto dalla saldatura che generalmente diventa evidente durante un’ispezione ultrasonica.

Si tratta di un problema molto rilevante nei collegamenti a croce, a T, d’angolo e con saldature a completa penetrazione, soprattutto nelle lamiere di grande spessore. La norma UNI EN 1993-1-10 – Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio – Parte 1- 10: Resilienza del materiale e proprietà attraverso lo spessore, raccomanda la scelta della classe di qualità 1 per i materiali in funzione delle conseguenze dello strappo lamellare, come indicato nella tabella sotto (Scelta della classe di qualità, tratta dal prospetto 3.1 – UNI En 1993-1-10).

In funzione della classe di qualità scelta si raccomanda alternativamente che le proprietà attraverso lo spessore per il materiale base siano specificate dalla norma UNI EN 10164 Acciai con caratteristiche di deformazione migliorate nella direzione perpendicolare alla superficie del prodotto – Condizioni tecniche di fornitura, oppure che siano eseguite ispezione post-fabbricazione per l’individuazione di eventuale strappo lamellare.

 Classe  Applicazione della linea guida

(Dati tabella “scelta della classe di qualità”, tratta dal prospetto 3.1 – UNI En 1993-1-10).

1 Tutti i prodotti di acciaio e tutti gli spessori elencati in norme europee per tutte le applicazioni
2 Alcuni prodotti di acciaio e spessori elencati in norme europee e/o alcune applicazioni elencate
Strappo lamellare

Fig.1_Strappo lamellare

La deformazione nella direzione attraverso lo spessore dell’elemento è dovuta al ritiro indotto dal raffreddamento del metallo costituente la saldatura, soprattutto se impedita da altre parti della struttura. Lo strappo lamellare avviene per effetto della trazione esterna trasmessa alla lamiera e si verifica comunemente se la deformazione nella connessione agisce nella direzione che attraversa lo spessore del materiale.

Diventa pertanto rilevante anche la natura del particolare costruttivo del collegamento: nei giunti a croce, a T e d’angolo la lamiera orizzontale potrebbe infatti avere ridotta duttilità che attraversa lo spessore. Questa circostanza si verifica se la superficie di fusione risulta grosso modo parallela a quella del materiale base e la deformazione da ritiro è perpendicolare alla direzione di laminazione del materiale. Più è estesa la saldatura, maggiore sarà la suscettibilità.

Elevati livelli di zolfo nella lega possono incrementare lo strappo lamellare.

Leggi anche: saldature strutture in acciaio: classificazione secondo NTC 2018 e circolare

La norma UNI EN 1993-1-10 raccomanda che la suscettibilità del materiale sia determinata misurando la qualità della duttilità attraverso lo spessore in accordo alla UNI EN 10164 – Acciai con caratteristiche di deformazione migliorate nella direzione perpendicolare alla superficie del prodotto – Condizioni tecniche di fornitura, espressa in termini di classi di qualità identificate da valori Z.

Il valore Z è la riduzione trasversale di area in una prova a trazione in accordo alla UNI EN 10002- 1 (versione sostituita da UNI EN ISO 6892-1:2020) per la valutazione della duttilità attraverso lo spessore di un provino, misurata come percentuale.

Lo strappo lamellare può essere trascurato se è soddisfatta la seguente condizione:

 ZED ≤ ZRD

dove

  • ZED è il valore Z di progetto richiesto risultante dall’ampiezza delle deformazioni derivanti dal ritiro impedito del metallo al di sotto dei cordoni di saldatura
  • ZRD è il valore Z di progetto disponibile per il materiale secondo la norma UNI EN 10164, cioè Z15, Z25 o Z35.

Il valore di progetto richiesto ZED può essere determinato utilizzando la seguente espressione:

ZED = Za+Zb+Zc+Zd+Ze

In cui Za Zb Zc Zd Zsono forniti nelle seguenti tabelle.

Criteri che influenzano i valori obiettivo di ZEd, tratti dal prospetto 3.2 – UNI EN 1993-1-10

Fig.2_Altezza efficace della saldatura aeff per il ritiro

Criteri che influenzano i valori obiettivo di ZEd, tratti dal prospetto 3.2 – UNI EN 1993-1-10

Il testo è tratto da: “Quaderni di progettazione strutturale – 5:unioni saldate – parte 2″ di Fondazione Promozione Acciaio. Scarica la versione integrale.

Non perderti il focus sulla prima parte del quaderno di progettazione strutturale di Fondazione Promozione Acciaio

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