Nella pratica ingegneristica, i rivestimenti saldati sono comunemente utilizzati per rinforzare la superficie di componenti nuovi e per riparare quelli vecchi. Ad esempio, la superficie di lavoro dello stampo, la sede della valvola della turbina, le parti vulnerabili dei macchinari minerari, il rivestimento delle apparecchiature chimiche, ecc., sono tipici scenari applicativi dei rivestimenti saldati.

Il ruolo della sovrapposizione di saldatura

Lo scopo principale dell'utilizzorivestimento di saldaturaLa tecnologia mira a migliorare le prestazioni della superficie del pezzo in lavorazione, riducendo al contempo i costi. In ambienti di lavoro ad alta temperatura, alta pressione, corrosivi o fortemente abrasivi, il rivestimento può migliorare efficacemente la durabilità superficiale dei materiali metallici. Inoltre, quando i componenti meccanici presentano usura o corrosione localizzate, i rivestimenti saldati possono essere utilizzati per ripristinare dimensioni e prestazioni, evitando la necessità di sostituire l'intero componente.

L'utilizzo di materiali di base a basso costo e il rivestimento con leghe ad alte prestazioni nelle aree critiche è una strategia di ottimizzazione dei costi comunemente impiegata nell'industria odierna. Grazie alla saldatura di strati di rivestimento, l'impiego di materiali costosi può essere limitato alle aree strettamente necessarie, riducendo notevolmente gli sprechi.

Vantaggi della saldatura a sovrapposizione

- Miglioramento delle prestazioni superficiali: attraverso la selezione di materiali di consumo per la saldatura idonei, è possibile migliorare significativamente le proprietà di resistenza all'usura, alla corrosione, al calore e altre caratteristiche del materiale di base;

- Prolungare la durata delle apparecchiature: l'applicazione di uno strato funzionale sulle parti vulnerabili può ridurre il tasso di guasto e prolungare il ciclo operativo delle apparecchiature;

- Risparmio sui costi dei materiali: l'utilizzo di materiali di base a basso costo e la deposizione di leghe ad alte prestazioni solo nelle parti chiave riducono i costi complessivi dei materiali;

- Realizzare la riparazione e il riutilizzo dei componenti: riparare superficialmente i componenti usurati o corrosi, evitando di rottamare l'intero pezzo e riducendo significativamente i costi di manutenzione;

- Applicabile a una varietà di substrati metallici: può essere utilizzato per acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, acciaio legato, leghe a base di nichel e persino alcuni metalli non ferrosi;

- Supporto per la saldatura automatizzata: adatta alla produzione di massa o alle operazioni di saldatura robotizzata, garantisce uniformità e qualità della saldatura.

Processi comuni di riporto mediante saldatura

La scelta del processo di riporto mediante saldatura è strettamente correlata al tipo di materiale di base, al materiale di saldatura, alle prestazioni attese e all'ambiente di lavoro. I metodi di saldatura più comuni includono:

•  Saldatura ad arco con elettrodo rivestito (SMAW)Adatto a strutture di piccole e medie dimensioni o a cantieri di riparazione, flessibile ma meno efficiente.

•  Saldatura ad arco sommersoAdatto per grandi superfici, rivestimento a strato spesso, elevato grado di automazione, velocità di deposizione elevata.

•  Saldatura a gas inerte di tungsteno (TIG)Controllo del bagno di fusione ad alta precisione, adatto per pezzi a parete sottile o per saldature di precisione.

• Saldatura MIG (Metal Inert Gas): elevata efficienza, produzione facile da automatizzare, comunemente utilizzato nella produzione manifatturiera.

• Saldatura ad arco plasma trasferito (PTA)Esaldatura laserAdatto per saldature di riporto di alta precisione o metalli speciali, zona termicamente alterata ridotta, deformazione di saldatura minima.

Durante il processo di saldatura, la temperatura di preriscaldamento, la temperatura tra gli strati, la sequenza di saldatura e il metodo di raffreddamento devono essere selezionati in modo appropriato in base al coefficiente di dilatazione termica del materiale di base e alla composizione della lega, al fine di prevenire difetti quali cricche, porosità o spigoli vivi.

Selezione del materiale di rivestimento per la saldatura

La scelta del materiale per la saldatura di riporto è fondamentale, poiché determina direttamente le prestazioni dello strato superficiale finale. La selezione del materiale deve essere scientificamente adeguata all'ambiente di utilizzo, ad esempio:

- Ambiente ossidante ad alta temperatura: sceglierelega a base di nichel;

- Agenti fortemente corrosivi: scegliere leghe a base di cobalto o acciaio inossidabile ad alta lega;

- Ambiente soggetto a forte usura da impatto: scegliere materiali di consumo per saldatura in carburo o rinforzati con carburo.

Al fine di controllare la diluizione degli elementi del materiale di base, solitamente utilizzando ilstrato di transizione + strato funzionaledel metodo di rivestimento. Il primo strato come tampone di diluizione, il secondo o terzo strato prima dell'uso di materiali di consumo funzionali per la saldatura per garantire prestazioni stabili.

Applicazione del rivestimento di saldatura

La saldatura di rivestimento è ampiamente utilizzata nei seguenti settori e ambiti:

- Industria petrolchimica: recipienti a pressione, condotte, valvole, scambiatori di calore, rivestimento anticorrosione della parete interna;

- Apparecchiature di potenza: sedi delle valvole delle turbine a vapore, pale, parti esposte ad alte temperature con rivestimento in lega resistente al calore;

- Macchinari minerari: frantumatore, benna, ruota a tazze, scivolo e altre parti in lega resistente all'usura per la superficie;

- Industria nucleare: rivestimento delle pareti dei reattori nucleari in acciaio inossidabile, per una maggiore resistenza alla corrosione;

- Produzione e riparazione di stampi: cavità dello stampo, rivestimento della superficie di separazione, strato di lega per rinforzo o riparazione dimensionale;

- Industria della carta, navale e siderurgica: rulli di ogni tipo, pompe per pasta di cellulosa, agitatori, viti e altre parti fondamentali per la riparazione e il rinforzo.

La differenza tra saldatura di riporto e spruzzatura termica

Sebbene sia la saldatura a riporto che la spruzzatura termica siano tecnologie di trattamento superficiale, esistono differenze evidenti tra le due in termini di metodo di combinazione, caratteristiche del processo e applicazioni. I rivestimenti saldati sono legati metallurgicamente tramite saldatura ad alta temperatura, con spessori di strato di diversi millimetri o più, e sono adatti ad ambienti con elevate sollecitazioni, alte temperature e forte corrosione. La spruzzatura termica, d'altro canto, presenta solitamente una forza di adesione inferiore ed è adatta ad applicazioni che richiedono un minore impatto termico.

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