Confronto delle prestazioni di saldatura tra acciaio a basso tenore di carbonio e acciaio ad alto tenore di carbonio

La saldabilità diacciaiodipende principalmente dalla sua composizione chimica. Tra tutti gli elementi, il carbonio esercita l’influenza più importante; il contenuto di carbonio decide direttamente la saldabilità dell'acciaio. La maggior parte degli altri elementi in lega compromettono le prestazioni di saldatura, ma i loro effetti negativi sono molto più deboli di quelli del carbonio.

In generale, l’acciaio a basso tenore di carbonio vanta una saldabilità favorevole e raramente richiede tecniche di lavorazione speciali. Elettrodi basici e un adeguato preriscaldamento sono necessari solo per la saldatura a bassa temperatura, lamiere spesse o costruzioni di alto livello. Se il contenuto di carbonio e zolfo dell'acciaio a basso tenore di carbonio si avvicina al limite superiore, gli operatori dovranno adottare elettrodi a basso contenuto di idrogeno di prima qualità, eseguire il preriscaldamento e il postriscaldamento, scegliere profili di scanalatura ragionevoli e abbassare la velocità di fusione per fermare le cricche calde.

L'acciaio a medio carbonio è soggetto a cricche a freddo durante la saldatura. Un contenuto di carbonio più elevato porta a una maggiore tendenza all'indurimento da tempra nella zona interessata dal calore e a un rischio più elevato di cricche a freddo, che peggiora la saldabilità. L’aumento del contenuto di carbonio nel metallo di base aumenta la concentrazione di carbonio all’interno del metallo saldato. Insieme agli effetti negativi dello zolfo, si formano facilmente crepe calde sui cordoni di saldatura. Pertanto, sono necessari elettrodi basici resistenti alle cricche abbinati a preriscaldamento e postriscaldamento per ridurre i rischi di cricche nella saldatura di acciai a medio tenore di carbonio.

L'acciaio ad alto tenore di carbonio ha la peggiore saldabilità a causa del suo alto contenuto di carbonio. La saldatura genera grandi tensioni residue e la zona alterata dal calore mostra una forte tendenza all'indurimento da raffreddamento nonché un elevato rischio di formazione di cricche a freddo. Qui le cricche calde si sviluppano più facilmente che sull'acciaio a medio carbonio. Per questo motivo, l'acciaio ad alto tenore di carbonio viene utilizzato raramente per strutture saldate generali e applicato solo alla saldatura di riparazione della fusione o alla saldatura di superficie. Il trattamento di rinvenimento deve essere effettuato dopo la saldatura per rilasciare lo stress interno, stabilizzare la microstruttura del metallo, evitare cricche e ottimizzare le prestazioni della saldatura.