Il 2205 è un acciaio inossidabile duplex (circa 22% di cromo, 5–6% di nichel, 3% di molibdeno, 0,15% di azoto); la struttura ideale è composta per metà da ferrite e per metà da austenite — una metà garantisce resistenza e resistenza alla corrosione sotto sforzo, l'altra garantisce tenacità e saldabilità. Saldare significa trovare l'equilibrio tra queste due componenti.
Giudizio in una frase
Nessun preriscaldamento, controllo dell'apporto termico, temperatura tra i passaggi non superiore a 150℃, materiale d'apporto adeguato, azoto nel gas di protezione. Se una qualsiasi di queste cinque condizioni viene meno, la resistenza alla corrosione della saldatura sarà nettamente inferiore a quella del metallo base — eppure l'aspetto sembrerà del tutto normale.
Perché l'apporto termico è il fattore chiave
L'apporto termico (in kJ/mm) determina la velocità di raffreddamento della saldatura, e la velocità di raffreddamento determina la proporzione tra le due fasi:
- Apporto termico troppo elevato (raffreddamento lento): ferrite in eccesso e precipitazione di nitruri di cromo nella ferrite, con calo simultaneo di resistenza alla corrosione e tenacità;
- Apporto termico troppo basso (raffreddamento troppo rapido): l'austenite non fa in tempo a formarsi, la percentuale di ferrite è troppo alta, tenacità ridotta e tendenza alla criccatura;
- L'intervallo applicabile comune è 0,5–2,5 kJ/mm (spessore della lamiera, tipo di giunto e diametro del materiale d'apporto influenzano il valore; va stabilito secondo la WPS);
- Temperatura tra i passaggi ≤150℃: se sale, fermarsi — è la condizione più facilmente trascurata in officina, perché se non viene registrata non si vede.
Apporto termico = tensione × corrente × 60 ÷ velocità di saldatura (mm/min) ÷ 1000. Calcolarlo e scriverlo nella WPS, invece di "andare a sensazione".
Materiale d'apporto e gas di protezione
- Materiale d'apporto ER2209 (compatibile con il duplex), non si può usare il 316L — con un materiale d'apporto austenitico si ottiene una saldatura completamente austenitica, con calo di resistenza e di resistenza alla corrosione sotto sforzo;
- Azoto nel gas di protezione: comunemente Ar + 2–3% N₂. L'azoto è un elemento austenitizzante; alle alte temperature di saldatura l'azoto si perde e, se non viene reintegrato, la ferrite supera i limiti;
- Anche la protezione sul lato radice (con argon) deve prevedere azoto o almeno una protezione adeguata, altrimenti la radice si ossida e annerisce.
Come verificare il contenuto di ferrite
Misurare con ferritoscopio (Feritscope) sulla saldatura e sulla zona termicamente alterata; l'intervallo di accettazione comune è 35–65% (varia a seconda del progetto e della norma; va stabilito secondo le specifiche tecniche). Attenzione a tre punti:
- I punti di misura devono includere centro della saldatura, linea di fusione e zona termicamente alterata: misurare solo il centro della saldatura significa trascurare la posizione più critica;
- La lettura del ferritoscopio è una misura indiretta di tipo magnetico e ha un proprio errore: occorre fare la media di più letture nello stesso punto;
- In caso di contestazione, verificare con il metodo metallografico (classificazione secondo le tavole di riferimento della norma), che è più convincente dello strumento.
Errori comuni
- Preriscaldamento: l'acciaio duplex non necessita di preriscaldamento; preriscaldare equivale ad aumentare l'apporto termico e non fa che portare la ferrite oltre i limiti;
- Pulire con attrezzature in acciaio al carbonio o spazzole in filo di acciaio al carbonio — la contaminazione da ferro fa arrugginire la saldatura per prima;
- Non eseguire decapaggio e passivazione dopo la saldatura: il colore di ossidazione della saldatura duplex deve essere rimosso, altrimenti il film di passivazione non si riforma;
- Non controllare la temperatura tra i passaggi nella saldatura multistrato: più si salda, più la temperatura sale, e negli ultimi passaggi l'apporto termico cumulato supera i limiti;
- Considerare la "solubilizzazione post-saldatura" come operazione di routine: la solubilizzazione in forno si usa solo in applicazioni con requisiti molto elevati; di norma si risolve controllando l'apporto termico.
Per un progetto in acciaio duplex, comunicateci spessore della lamiera, tipo di giunto e norma di riferimento. Possiamo fornire materiale d'apporto e provini compatibili con la vostra WPS, con certificati di materiale per ogni lotto — il conto dell'acciaio duplex non sta nel prezzo dell'acciaio, ma in una singola riparazione.
