Che cos'è la porosità nella saldatura?

Se si desidera una risposta diretta a cosa causa la porosità nella saldatura , essa è generalmente dovuta all'intrappolamento di gas nel metallo fuso della saldatura prima che il cordone si solidifichi completamente. Questo gas intrappolato lascia piccole cavità, fori di dimensioni ridotte o vuoti nella saldatura. In termini semplici, se occorre definire la porosità nella saldatura , si tratta di un difetto di saldatura legato ai gas, che può manifestarsi in superficie oppure rimanere nascosto al di sotto di essa.

La porosità è costituita da gas intrappolato all'interno di una saldatura mentre il metallo si raffredda e indurisce.

L'orientamento tecnico fornito da TWI la descrive come cavità formatesi quando il gas rilasciato dalla pozza di saldatura viene 'congelato' nel metallo in fase di solidificazione. Il Produttore osserva inoltre che fori rotondi sono una comune evidenza visibile, mentre difetti allungati possono apparire come 'vermi' o 'canalizzazioni'.

Cosa significa la porosità in una saldatura

Per i principianti che chiedono che cos'è la porosità nella saldatura , immaginatela come spazi vuoti dove avrebbe dovuto esserci del metallo solido. Questi vuoti sono importanti perché possono ridurre l'area effettiva della saldatura, comprometterne l'aspetto, creare percorsi di perdita e richiedere ulteriori operazioni di smerigliatura, riparazione o rifiuto, a seconda del codice applicabile e delle condizioni di servizio. Le porosità superficiali non sono sempre puramente estetiche. In alcuni casi, la porosità visibile può indicare una più ampia intrappolamento di gas nelle zone più profonde della saldatura.

Perché il gas intrappolato crea punti deboli

Più tecnicamente, la porosità si forma quando azoto, ossigeno o idrogeno entrano nella pozzetta di saldatura e non riescono a fuoriuscire in tempo. Una protezione inefficace consente all’aria di penetrare nella zona dell’arco. Contaminanti come olio, grasso, vernice, ruggine, primer o rivestimenti in zinco possono generare gas quando riscaldati. L’umidità presente sul pezzo in lavorazione, sul materiale d’apporto, sugli elettrodi o sul flusso aumenta il rischio di idrogeno. Una tecnica instabile, una distanza eccessiva tra ugello e pezzo, una turbolenza eccessiva del flusso di gas o correnti d’aria possono compromettere la protezione. Secondo TWI, anche un’incorporazione di circa l’1% di aria nel gas di protezione può causare porosità diffusa.

• Perdita della copertura del gas di protezione
• Metallo base sporco o rivestito
• Umidità nei materiali di consumo o sul giunto
• Problemi relativi al flusso di gas, perdite o correnti d’aria
• Tecnica che destabilizza la pozzetta di saldatura

Il tipo e la posizione di tali porosità spesso rivelano maggiori informazioni rispetto al semplice nome del difetto; è per questo che il cordone di saldatura stesso diventa il primo indizio diagnostico.

Tipi di porosità nelle saldature e ciò che indicano

Una perlina porosa raramente appare veramente casuale. Le dimensioni, la distanza e la posizione dei pori costituiscono di solito il primo indizio su ciò che è cambiato nella zona dell'arco. Ciò rende la diagnosi visiva utile già prima che chiunque inizi a regolare i comandi o a incolpare esclusivamente il flusso del gas. Diversi tipi di porosità saldatura spesso indicano controlli iniziali diversi, anche quando il nome del difetto suona simile.

Modelli comuni di porosità e le relative indicazioni

Utilizza la perlina come una mappa. Ciò che osservi sulla superficie non dimostra da solo la causa, ma aiuta a restringere rapidamente l’indagine.

Come i pori superficiali indicano problemi di saldatura più profondi

I pori visibili (pinholes) sono facili da individuare, il che è utile, ma non vanno trascurati troppo in fretta. Secondo le linee guida del TWI, i pori affioranti in superficie indicano generalmente una notevole quantità di porosità distribuita. In termini semplici, se il gas è riuscito a raggiungere la superficie, potrebbe essercene altro intrappolato appena al di sotto. È per questo motivo che la porosità superficiale può costituire un campanello d’allarme per la qualità, e non solo un problema estetico.

I pori nascosti complicano ulteriormente il quadro. La radiografia e le prove ultrasonore sono comunemente utilizzate per rilevare la porosità sottosuperficiale; il TWI osserva che, in generale, la radiografia è più efficace nella caratterizzazione della porosità. Se il cordone di saldatura appare accettabile, ma l’ispezione rivela comunque cavità arrotondate, la ricerca della causa radice riconduce solitamente agli stessi fattori sospetti: protezione insufficiente, contaminazione, umidità o velocità di solidificazione del bagno di fusione.

Quando i 'wormhole' e la porosità lineare modificano la diagnosi

Il difetto di tipo 'wormhole' nella saldatura è importante perché la sua forma modifica la diagnosi. Invece di alcune isolate sacche di gas, i vermicoli indicano che è stato generato e intrappolato un volume maggiore di gas durante la solidificazione del cordone di saldatura. Il TWI collega i vermicoli a una contaminazione superficiale grossolana, a vernici o primer troppo spessi e a condizioni di giunto simili a fessure, nelle quali il gas può essere intrappolato più facilmente, in particolare nei giunti a T saldati a cordone d’angolo.

Porosità lineare indica una direzione diversa. Quando le porosità appaiono in linea oppure quando porosità a tubo presenta caratteristiche allungate orientate lungo il cordone di saldatura, il problema è spesso ripetitivo piuttosto che casuale. Il materiale lungo una sezione del giunto potrebbe essere contaminato oppure la protezione gassosa potrebbe essere disturbata nello stesso modo per tutta la lunghezza del passaggio. I cataloghi di difetti di Xiris collegano inoltre i pattern di porosità lineare e a vermicolo a difetti di processo costanti, a contaminazione e a problemi di copertura gassosa.

Questo è il vero valore della lettura del cordone di saldatura. Il pattern restringe il campo di indagine, ma lascia comunque aperte diverse possibili vie, e la porosità spesso deriva contemporaneamente da più di una di esse.

Cause della porosità nei cordoni di saldatura in tutti i processi di saldatura

Una volta che il pattern dei pori vi indirizza nella giusta direzione, il vero lavoro inizia alla fonte. Nella maggior parte dei processi di saldatura, le cause della porosità nei cordoni di saldatura rientrano generalmente in quattro grandi categorie: metallo base contaminato, protezione gassosa insufficiente, materiali di consumo umidi o degradati, e interferenze ambientali. Nella pratica, queste cause spesso si sovrappongono. Un cordone potrebbe presentare porosità perché il giunto era leggermente unto, l’ugello presentava accumuli di schizzi e, contemporaneamente, un ventilatore muoveva l’aria nell’area di lavoro. È per questo motivo che un’analisi efficace dei guasti inizia sempre con controlli basilari prima di apportare modifiche significative ai parametri.

Contaminazione che intrappola gas nel bagno di fusione

La contaminazione è una delle cause più comuni di porosità nella saldatura - Non lo so. Quando vernice, grasso, olio, colla, ruggine, scaglie di macinazione, residui di rivestimento o umidità vengono riscaldati dall'arco, possono rilasciare gas nella vasca fusa. Il fabbricante osserva in particolare che la saldatura su scala di mulino e la ruggine possono formare gas di decomposizione, mentre rivestimenti come lo zinco possono vaporizzare rapidamente e creare un grave rilascio di gas.

• Controllare la presenza di vernice, gres, olio, grassi, colla, ruggine e scaglie vicino alla zona di saldatura.
• Guarda oltre il pezzo da lavoro. Un filo sporco, un filler contaminato e persino guanti sporchi possono aggiungere contaminanti.
• Rivedere l' uso di anti- spruzzo. Il prodotto in eccesso può bollire in gas e contaminare la pozza.
• Se i pori sono localizzati, ispezionate prima quella parte esatta dell'articolazione piuttosto che cambiare l'intera procedura.

Difficoltà di schermatura causate da flusso e correnti di gas

Molti permeabilità al soldo ritornare a una scarsa schermatura, ma non sempre nel modo più evidente. Un cilindro vuoto, un tubo piegato, una guarnizione O-ring danneggiata, un tubo bruciato, una linea del gas contaminata, un ugello ostruito o un raccordo che perde possono tutti ridurre la protezione. Anche una portata di gas eccessivamente elevata può generare turbolenza e aspirare aria esterna nella zona di saldatura, un problema descritto sia in OTC DAIHEN che nelle linee guida di The Fabricator.

• Verificare che il cilindro non sia vuoto.
• Ispezionare i tubi per tagli, piegature, schiacciamenti o contaminazioni.
• Controllare l’apertura dell’ugello per eventuali ostruzioni o restringimenti causati da schizzi di saldatura.
• Verificare la posizione della torcia o del pistola qualora la copertura con gas appaia irregolare.
• Prestare attenzione a radici aperte o fessure nei giunti che potrebbero far entrare aria dal lato opposto.

Umidità, consumabili e errori nella preparazione delle superfici

L'umidità è facile da trascurare e spesso viene individuata troppo tardi. Elettrodi umidi, problemi relativi al filo animato con anima di flusso, assorbimento di umidità da parte del flusso per saldatura ad arco sommerso (SAW), condensa su lamiere fredde o acqua presente sul giunto possono tutti introdurre gas nel cordone di saldatura. Il costruttore osserva che gli elettrodi per saldatura manuale ad arco (SMAW), i materiali di apporto per saldatura ad arco con filo animato (FCAW) e il flusso per saldatura ad arco sommerso (SAW) possono assorbire umidità se conservati in modo inadeguato. Ciò rende lo stato dei materiali di apporto altrettanto importante della pulizia del metallo.

• Verificare che il giunto sia pulito e asciutto prima della saldatura.
• Esaminare le modalità di conservazione di elettrodi, filo e flusso tra un turno e l'altro.
• Ispezionare lo stato del materiale di apporto prima di modificare la tensione o la corrente.
• Controllare la presenza di condensa su sezioni spesse, giunti a sovrapposizione o metalli portati da ambienti più freddi.
• Valutare l’effetto di ventilatori, porte aperte e altri movimenti d’aria nelle vicinanze che potrebbero disturbare la protezione gassosa.

Questi sono i percorsi universali alla base della maggior parte dei motivi della porosità nella saldatura . La difficoltà sta nel fatto che ogni processo di saldatura li evidenzia in modo diverso, quindi la stessa porosità sul cordone può indicare una causa in un processo GMAW e una causa diversa nei processi GTAW, SMAW o FCAW.

Porosità nella saldatura MIG e in altri processi

Una porosità arrotondata può apparire identica sul cordone, ma il processo che la genera ne modifica la diagnosi. È per questo motivo che la porosità nella saldatura MIG non deve essere affrontata nello stesso modo della porosità nella saldatura TIG, a elettrodo rivestito, con filo animato o ad arco sommerso. La mossa più rapida per la risoluzione dei problemi consiste nel correlare innanzitutto il difetto al processo specifico. Ciascun metodo protegge la pozza fusa in maniera diversa, utilizza consumabili differenti e tende a presentare guasti in punti prevedibili e caratteristici.

Perché la saldatura MIG sviluppa comunemente porosità

Nella saldatura GMAW, l’involucro di gas protettivo è esposto intorno alla pozza fusa, quindi La porosità nella saldatura MIG ha spesso origine all’estremità anteriore della torcia o in qualche punto del percorso del gas. Miller elenca tra le cause più comuni una copertura insufficiente di gas, materiale di base sporco, angolazione eccessiva della torcia, bombole umide o contaminate e filo metallico esteso troppo oltre l’ugello. Bernard e Tregaskiss aggiungono ugelli otturati o di dimensioni insufficienti, accumulo di schizzi, tubi flessibili o anelli di tenuta danneggiati, liner contaminati e filo metallico sporco. In termini pratici di officina, saldature MIG porose spesso risalgono a un'eccessiva sporgenza dell'elettrodo, a una cannula intasata da schizzi, a un'insufficiente rientranza della punta di contatto, a perdite, a correnti d'aria o a contaminazione trasportata nella pozza fusa dal filo stesso.

Come differiscono le cause nei processi TIG, Stick, a filo animato e SAW

Il processo TIG continua a dipendere dal gas di protezione, ma i potenziali punti di guasto cambiano. Il fabbricatore indica come possibili cause di difetti nel processo GTAW il filler contaminato, i guanti sporchi, una portata eccessiva di gas che genera turbolenza, guarnizioni danneggiate del cappuccio della torcia, perdite nel tubo flessibile e correnti d'aria. La saldatura ad elettrodo (SMAW) modifica nuovamente l’analisi, poiché non è presente un ugello di protezione separato che fornisce gas alla torcia. In questo caso, l’umidità negli elettrodi SMAW, l’ingresso di aria attraverso un giunto aperto e le correnti d’aria locali rivestono un’importanza molto maggiore rispetto alle dimensioni dell’ugello. La saldatura con filo animato (FCAW) può essere suddivisa in due categorie: la FCAW con protezione gassosa condivide molti dei medesimi rischi legati alla copertura del gas della saldatura MIG, mentre il filo animato stesso può assorbire umidità se conservato in modo inadeguato. Nella saldatura ad arco sommerso (SAW), il problema si sposta a valle, interessando la gestione del flusso. Il fabbricatore osserva che il flusso per saldatura ad arco sommerso può assorbire umidità come una spugna, pertanto la conservazione in ambiente asciutto e una copertura completa del flusso diventano controlli primari.

Controlli specifici per processo che risolvono il problema più rapidamente

Prima di modificare casualmente tensione, amperaggio o velocità di avanzamento, ispezionare gli elementi più soggetti a guasto in quel determinato processo.

Una diagnosi basata innanzitutto sul processo elimina gran parte delle ipotesi. Anche in tal caso, tuttavia, un ulteriore fattore ne modifica nuovamente le probabilità: acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e alluminio reagiscono in modo diverso alla contaminazione e all’intrappolamento di gas, anche quando il processo di saldatura rimane esattamente lo stesso.

Perché il tipo di metallo influenza la diagnosi della porosità saldatura

La stessa forma delle porosità non indica sempre la stessa causa radice. Nella pratica, porosità nel metallo deve essere analizzato sia attraverso il materiale di base che attraverso il processo. L'acciaio al carbonio, l'acciaio inossidabile e l'alluminio presentano condizioni superficiali diverse nell'arco, e ciò modifica l'ordine con cui si deve eseguire la prima ispezione. Le linee guida di Miller indicano che l'alluminio è molto meno tollerante rispetto all'acciaio al carbonio in caso di errori nella pulizia e nello stoccaggio. Hobart Brothers identifica l'idrogeno proveniente dall'ossido di alluminio idratato, dagli idrocarburi e dall'umidità come causa principale della porosità nei giunti saldati in alluminio.

Perché l'acciaio al carbonio, l'acciaio inossidabile e l'alluminio si comportano in modo diverso

L'acciaio al carbonio di solito vi indirizza innanzitutto verso ruggine, calamina, rivestimenti, olio o sporco da officina. The Fabricator osserva che ruggine e calamina possono generare gas di decomposizione, mentre i rivestimenti zincati possono vaporizzare rapidamente nell'arco. È per questo motivo che porosità dell'acciaio spesso risale alle condizioni della superficie. L'alluminio è diverso: il suo strato di ossido può assorbire umidità, idratarsi e rilasciare idrogeno quando riscaldato, rendendo l'alluminio particolarmente sensibile sia alla pulizia sia all'essiccazione.

Come gli ossidi, l'umidità e i film superficiali influenzano ciascun metallo

È per questo che gli stessi pori possono portare a conclusioni diverse. Se si osservano porosità sul metallo dopo aver utilizzato la stessa macchina e lo stesso procedimento, l’acciaio al carbonio indica la presenza di ruggine o scaglie, mentre l’alluminio suggerisce la presenza di ossido e umidità.

Priorità di pulizia prima della saldatura di materiali diversi

Per l'acciaio al carbonio, concentrarsi sull'ossidazione visibile, sulla contaminazione da officina e sui rivestimenti. Per l'acciaio inossidabile, mantenere la zona di saldatura e il materiale d'apporto liberi da oli e sporco trasferiti. Per l'alluminio, Miller raccomanda di assicurarsi che il materiale sia asciutto, di sgrassarlo con un panno pulito e di rimuovere lo strato di ossido con una spazzola in acciaio inossidabile prima della saldatura. Miller osserva inoltre che lo stoccaggio verticale dell'alluminio contribuisce a ridurre l'umidità intrappolata tra i pezzi.

Il tipo di materiale restringe rapidamente la diagnosi, ma non la conclude. Anche un metallo perfettamente pulito può comunque intrappolare gas se impostazione e tecnica compromettono l'involucro protettivo.

Porosità nella saldatura causata da errori di impostazione e di tecnica

Anche dopo una corretta pulizia del metallo, la porosità nella saldatura può comunque manifestarsi se l'impostazione o il movimento manuale interrompono la protezione intorno al bagno di fusione. È per questo motivo che la porosità nella saldatura non è sempre un problema di preparazione della superficie. In molti casi, l'involucro gassoso diventa instabile, l'arco perde costanza oppure la pozzetta fusa si solidifica prima che i gas possano fuoriuscire in modo pulito.

Problemi relativi al flusso del gas, alla lunghezza dell'arco e all'estensione dell'elettrodo

Il gas di protezione deve essere erogato in modo costante, non eccessivo. Un flusso troppo basso lascia la pozzetta di saldatura esposta all'aria ambiente; un flusso eccessivo può essere altrettanto dannoso, poiché le turbolenze possono richiamare aria esterna all'interno della zona protetta. Per lavorazioni MIG in ambiente interno, l'Emin Academy indica comunemente un intervallo compreso tra 15 e 25 CFH (piedi cubi all'ora), sottolineando che un flusso eccessivo può generare turbolenze. Anche l'estensione dell'elettrodo (stickout) è un fattore rilevante. Tikweld raccomanda un’estensione costante dell’elettrodo di circa 1/4–3/8 di pollice per molte applicazioni MIG. Quando il filo si estende eccessivamente, sia la stabilità dell’arco sia il controllo del gas di protezione peggiorano.

• Controllare innanzitutto il flussometro, quindi verificare che tubi flessibili, raccordi e guarnizioni in gomma (O-ring) non presentino perdite.
• Ispezionare il bocchello per accertare la presenza di schizzi solidificati che potrebbero restringere o deviare il flusso del gas.
• Se la torcia risulta troppo distante dal pezzo in lavorazione, ridurre l’estensione dell’elettrodo (stickout) ed eseguire nuovamente la prova prima di modificare il filo o il gas.
• Se la porosità è iniziata dopo aver aumentato la portata del gas, ridurre la turbolenza invece di aumentare nuovamente il flusso del gas.

Errori relativi all'angolo della torcia, alla velocità di avanzamento e alla distanza dell'ugello.

La posizione della pistola può esporre una pozza di saldatura pulita con la stessa facilità con cui espone un giunto sporco. Emin Academy avverte che angoli della torcia superiori a circa 20 gradi possono compromettere la copertura del gas di protezione, mentre un angolo di spinta più controllato, compreso tra 10 e 15 gradi, contribuisce a mantenere la protezione nella saldatura MIG. Una distanza eccessiva tra l’ugello e il pezzo da saldare disperde il gas troppo ampiamente, lasciando la pozza vulnerabile. Anche la velocità di avanzamento modifica nuovamente la situazione. Miller evidenzia che un avanzamento troppo rapido genera un cordone stretto e irregolare, con scarsa fusione nel materiale base, mentre un avanzamento troppo lento introduce un eccesso di calore e allarga il cordone. Entrambe le condizioni possono intrappolare il gas in modo diverso, poiché la pozza non si comporta più in maniera prevedibile.

• Verificare che l’ugello mantenga costantemente una distanza ravvicinata rispetto al giunto lungo tutta la corsa.
• Ridurre gli angoli eccessivi di spinta o di trascinamento che espongono la parte anteriore della pozza.
• Se la cordone di saldatura è stretto e irregolare, provare una velocità di avanzamento leggermente più lenta e costante.
• Se il cordone di saldatura è eccessivamente largo e lento, verificare l'apporto di calore ed evitare di sostare troppo a lungo nello stesso punto.

Indizi sul bilanciamento tra tensione, corrente e calore

Quando le persone chiedono cosa causa la porosità in una saldatura dopo una pulizia apparentemente adeguata, spesso le impostazioni instabili dell’arco fanno parte della risposta. Miller osserva che una tensione troppo bassa può causare avvii scadenti dell’arco e un controllo insufficiente, mentre una tensione eccessiva può generare una pozza di saldatura turbolenta e una penetrazione irregolare. Nella saldatura MIG, anche la velocità di alimentazione del filo influisce sull’intensità di corrente; pertanto, impostazioni troppo alte o troppo basse modificano la forma del cordone e il comportamento della pozza. Se la pozza solidifica troppo rapidamente, i gas potrebbero non riuscire a fuoriuscire. Se diventa troppo instabile, la protezione gassosa si degrada e l’aria può infiltrarsi.

• Osservare il cordone prima di regolare contemporaneamente più parametri.
• Verificare la presenza di cortocircuiti (stubbing), comportamenti irregolari dell’arco o uno spruzzo eccessivamente violento di schizzi.
• Regolare un solo parametro alla volta, quindi confrontare la forma del cordone, il suono emesso e il pattern delle porosità.
• Riesaminare la fornitura di gas e la posizione della pistola, insieme alla tensione e alla velocità di alimentazione del filo, non separatamente.

Ecco perché porosità in una saldatura deriva spesso da diversi piccoli errori di impostazione che si accumulano. Un ordine di ispezione disciplinato individua generalmente la causa reale più rapidamente rispetto ad aggiustamenti casuali.

Flusso di lavoro per la risoluzione dei problemi relativi al difetto di porosità nella saldatura

Cordone poroso invita a fare ipotesi. Resistete a questa tentazione. Quando difetto di porosità nella saldatura si manifesta durante la produzione, la soluzione più rapida proviene generalmente da un controllo sistematico del sistema di saldatura, anziché dalla modifica contemporanea di tensione, velocità di alimentazione del filo e velocità di avanzamento. Secondo le indicazioni del TWI, i pori affioranti sulla superficie indicano spesso una notevole quantità di porosità distribuita; pertanto, il primo poro visibile potrebbe rappresentare soltanto una parte del problema.

Le prime tre cose da ispezionare quando compaiono pori

Iniziate dove i guasti si verificano con maggiore frequenza e maggiore improvvisità:

In primo luogo, controllare la fornitura di gas. Assicurarsi che il cilindro non sia vuoto, che il regolatore e il flussimetro funzionino correttamente e che il percorso del gas non presenti perdite, tubi tagliati, O-ring danneggiati, tubazioni schiacciate o connessioni difettose. Il fabbricatore segnala inoltre solenoidi difettosi e tubazioni contaminate come cause effettive.

In secondo luogo, verificare la protezione del bagno di saldatura all’arco. Ventilatori, porte aperte, movimenti d’aria nelle vicinanze, distanza eccessiva tra ugello e pezzo, angolazione scorretta della torcia e portata di gas troppo elevata possono tutti compromettere la copertura e aspirare aria nella zona di saldatura.

In terzo luogo, ispezionare l’ugello, i componenti di consumo e la superficie del giunto. Ugelli ostruiti da schizzi, elettrodi o flusso umidi, filo d’apporto sporco, olio, grasso, ruggine, primer, zinco e umidità sul pezzo in lavorazione figurano tutti nella breve lista delle cause principali.

Flusso di lavoro passo passo: dalla fornitura del gas alla preparazione della superficie

1. Verificare la fornitura del gas di protezione. Confermare che il gas corretto sia disponibile e che raggiunga effettivamente la torcia o la pistola.
2. Controllare il percorso del gas alla ricerca di perdite o ostruzioni. Ispezionare tubazioni, raccordi, guarnizioni, ugelli e componenti anteriori prima di modificare le impostazioni della macchina.
3. Rimuovere correnti d'aria e turbolenze. TWI osserva che anche un'incorporazione di aria pari a circa l'1 percento può causare porosità distribuita. Un maggiore flusso di gas non è sempre migliore se genera turbolenza.
4. Ispezionare la posizione e la tecnica della torcia. Se la torcia è troppo distante dalla pozza o l'angolo è eccessivo, il gas di protezione si disperde e l'aria può penetrare da dietro.
5. Verificare lo stato dei consumabili. Cercare tracce di umidità negli elettrodi, nel flusso o nel flusso per saldatura ad arco sommerso (SAW), oltre a contaminazioni sul materiale d'apporto o sul filo.
6. Ricontrollare la pulizia e lo stato del giunto. Rimuovere vernice, olio, grasso, ruggine, calamina e rivestimenti nell'area di saldatura e nelle zone adiacenti. Prestare attenzione alle radici aperte e alle fessure che possono aspirare o intrappolare gas.
7. Modificare i parametri per ultimi, e uno alla volta. L'instabilità dell'arco, la rapida solidificazione e una scorretta tecnica di arresto del cratere possono peggiorare la situazione. porosità nelle saldature , ma devono essere riesaminati dopo i controlli evidenti su gas e contaminazione.

Quando la porosità visibile segnala un rischio maggiore di ritocco

Se i pori sono visibili sulla superficie, non assumere che il difetto sia solo estetico. Verificare l’entità del difetto prima di eseguire operazioni di levigatura, verniciatura o invio del pezzo al successivo stadio di lavorazione.

È qui che molti difetti da saldatura: porosità errori di valutazione vengono commessi. Secondo il TWI, i pori affioranti in superficie indicano generalmente una porosità diffusa significativa; inoltre, il TWI osserva che la radiografia è solitamente più efficace dell’ispezione ultrasonica nel rilevare e caratterizzare questo tipo di difetto. Se si deve decidere se riparare o scartare il pezzo, occorre attenersi al codice applicabile, alla procedura di saldatura qualificata (WPS), al piano di ispezione e ai requisiti del cliente, piuttosto che a limiti di accettazione arbitrari. In altre parole, quando qualcuno chiede quali sono le cause della porosità nelle saldature , la domanda più pertinente è: quale controllo ha fallito per primo e tale fallimento è probabile che si ripeta sul pezzo successivo, a meno che non venga rafforzato l’intero processo?

Come prevenire la porosità nella produzione saldata

Quella disciplina è fondamentale già prima che la parte successiva venga montata. Se state chiedendo come prevenire la porosità nella saldatura , la risposta non è un singolo aggiustamento magico. È un piano di controllo ripetibile che mantiene stabile la copertura del gas, le superfici pulite, i materiali di consumo asciutti e l’ispezione sufficientemente ravvicinata da rilevare tempestivamente eventuali deviazioni. Le indicazioni di ABICOR BINZEL e Mecaweld continuano a evidenziare lo stesso schema: la maggior parte della porosità nella saldatura ha origine quando sono consentite variazioni di contaminazione, umidità, flusso d’aria o erogazione del gas.

Creazione di un elenco di controllo per la prevenzione della porosità

• Preparazione del Materiale: Rimuovere olio, ruggine, vernice, ossido, rivestimenti e umidità superficiale prima della saldatura. Non fare affidamento sul gas di protezione per compensare un giunto sporco.
• Stoccaggio dei materiali di consumo: Tenere filo, bacchette di riempimento, elettrodi e flussante asciutti e protetti. Sostituire i materiali di consumo umidi o visibilmente degradati invece di tentare di saldare nonostante il problema.
• Verifica del percorso del gas: Controllare l’alimentazione dalla bombola, la lettura del regolatore, i tubi flessibili, le guarnizioni, la purga della torcia e lo stato dell’ugello. Sia un flusso troppo basso sia un eccesso turbolento di flusso possono causare saldature porose .
• Coerenza delle apparecchiature di fissaggio: Mantenere stabile la posizione del pezzo, l’allineamento (fit-up) e l’accessibilità della torcia, in modo che il comportamento della protezione non vari da una saldatura all’altra.
• Controllo dei parametri: Fissare i parametri qualificati e evitare modifiche casuali alla lunghezza libera (stickout), alla lunghezza dell’arco, alla velocità di avanzamento o all’angolo della torcia durante la produzione.
• Disciplina ispettiva: Osservare attentamente la presenza precoce di microfori, ugelli sporchi, contaminazioni ricorrenti in uno stesso punto o variazioni del flusso d’aria nelle vicinanze dell’area di saldatura. Effettuare innanzitutto controlli visivi, quindi prove non distruttive (NDT) qualora l’applicazione lo richieda.

Quando i team di produzione necessitano di sistemi di saldatura controllati

I lavori ad alto volume e critici per la sicurezza aumentano il costo di ogni porosità. Nelle celle robotizzate e automatizzate, ABICOR BINZEL osserva che problemi semplici, come una bocchetta sporca, un’errata corrispondenza del regolatore, un percorso del gas intasato o persino una leggera corrente d’aria, possono ripresentarsi fino a quando l’intero sistema non viene controllato. È in questo contesto che le attrezzature standardizzate, i controlli documentati e il monitoraggio diventano più preziosi rispetto a ripetuti aggiustamenti basati su tentativi ed errori.

Per i produttori automobilistici, Shaoyi Metal Technology è un esempio pratico di tale approccio produttivo. Le informazioni aziendali pubblicate descrivono saldature con protezione gassosa, ad arco e al laser, combinate con linee di assemblaggio automatiche, un sistema qualità IATF 16949 e metodi di ispezione quali l’ultrasonografia (UT) e la radiografia (RT). I team che necessitano di saldature ripetibili su componenti del telaio possono esaminare le sue capacità di saldatura personalizzate per acciaio, alluminio e altri metalli come esempio di come una produzione controllata contribuisca a ridurre le variazioni che portano alla porosità. Alla fine, la prevenzione consiste meno nel reagire a un singolo cordone difettoso e più nel costruire un processo in grado di produrre ripetutamente cordoni di saldatura sani.

FAQ: Cause e soluzioni della porosità nella saldatura

1. Qual è la causa principale della porosità nella saldatura?

La causa principale è il trattenimento di gas nella pozzetta di saldatura prima che il metallo si solidifichi completamente. Tale gas può provenire da una protezione insufficiente, da un materiale base contaminato, da filo d’apporto o da elettrodi umidi, da umidità superficiale o da una tecnica che espone la pozza fusa all’aria. In molti casi, la porosità non è causata da un singolo fattore, ma da una combinazione di diversi elementi: ad esempio, una piccola perdita di gas, una leggera contaminazione e una posizione scorretta della torcia possono concorrere insieme a generare lo stesso difetto. Per questo motivo, i primi controlli da effettuare sono quelli relativi al percorso del gas, allo stato dell’ugello, al flusso d’aria locale e alla pulizia del giunto.

2. Un eccesso di gas di protezione può causare porosità?

Sì. Molti saldatori pensano solo a un flusso di gas troppo basso, ma anche un flusso eccessivo può causare problemi. Quando il gas di protezione scorre con troppa forza, può diventare turbolento e aspirare aria circostante nella zona dell’arco. Ciò riduce la protezione del cordone di saldatura, anziché aumentarla. Se la porosità insorge dopo aver aumentato il flusso, ispezionare l’ugello per eventuali accumuli di schizzi, verificare che la torcia non sia tenuta troppo lontana dal pezzo in lavorazione e controllare la presenza di correnti d’aria o perdite prima di modificare ulteriori impostazioni. Una copertura stabile è più importante di un semplice aumento del flusso di gas.

3. Perché si verifica la porosità nella saldatura MIG anche quando il metallo appare pulito?

Un metallo pulito non esclude la porosità nella saldatura MIG. Nella saldatura GMAW si formano spesso pori a causa di problemi situati nella parte anteriore della torcia o nel sistema di erogazione del gas. Tra le cause nascoste più comuni vi sono: lunghezza eccessiva del filo fuoriuscente (stickout), ugello intasato, profondità errata del contatto tra filo e ugello (recess), tubi flessibili danneggiati, guarnizioni che perdono, filo sporco o correnti d’aria nella zona di saldatura. Anche un impianto apparentemente pulito può perdere l’efficacia della protezione gassosa se l’angolo della torcia non è costante o se l’ugello è troppo distante dalla pozzetta di saldatura. Per la saldatura MIG è generalmente più opportuno ispezionare prima la torcia, il percorso del gas e lo stato del filo, piuttosto che attribuire la colpa al pezzo da saldare.

4. La porosità superficiale è un difetto di saldatura grave oppure un semplice problema estetico?

La porosità superficiale non deve essere automaticamente scartata. I pori visibili possono indicare la presenza di ulteriori cavità gassose al di sotto del cordone di saldatura, in particolare nei manufatti destinati a sopportare carichi o a garantire tenuta stagna. L’accettabilità della saldatura dipende dal codice applicabile, dal piano di ispezione e dai requisiti di servizio, non soltanto dall’aspetto esteriore. Prima di procedere alla rettifica, alla verniciatura o all’inoltro del componente, verificare l’entità del difetto e correggere la causa originaria. In caso contrario, lo stesso problema potrebbe ripresentarsi durante la riparazione, generando ulteriore lavoro di ritocco.

5. Come possono i produttori prevenire la porosità nella produzione ripetuta?

I produttori riducono la porosità controllando l’intero sistema di saldatura, non solo le impostazioni della macchina. La procedura più efficace prevede una preparazione costante della superficie, lo stoccaggio asciutto dei materiali di consumo, la verifica della fornitura del gas, ugelli puliti, fissaggi ripetibili, parametri stabili e ispezioni regolari per rilevare tempestivamente eventuali deviazioni. Le celle automatizzate possono essere d’aiuto, poiché mantengono la posizione della torcia e il movimento di saldatura in modo più costante rispetto alle variazioni tipiche del processo manuale. Ad esempio, aziende come Shaoyi Metal Technology evidenziano linee di saldatura robotizzate e un sistema qualità IATF 16949 come parte di un approccio produttivo più controllato per i componenti del telaio, che favorisce una maggiore ripetibilità e un numero inferiore di difetti di saldatura legati al gas.