Un primer su metalli con riporti duri

I saldatori che aiutano a mantenere le attrezzature utilizzate nell'edilizia e nell'estrazione mineraria hanno probabilmente familiarità con il riporto duro perché il processo aiuta a prolungare la vita dei componenti utilizzati in modo approssimativo. Immagini Getty

Il riporto duro è un modo conveniente per ridurre al minimo l'usura e aumentare la durata di servizio delle parti e delle apparecchiature industriali. A prima vista, il rivestimento rigido può creare confusione e creare problemi, ma non è così una volta che si conoscono i fatti.

Le seguenti risposte a 22 domande frequenti possono aiutarti a comprendere le basi della tecnologia in modo da poter selezionare i prodotti per riporti duri più appropriati per la tua applicazione.

Le parti metalliche spesso non riescono a raggiungere l'uso previsto non perché si fratturano, ma perché si usurano per abrasione, impatto o contatto metallo-metallo, con conseguente perdita di dimensioni e funzionalità. Il riporto duro, noto anche come rivestimento duro, è l'applicazione di un metallo di saldatura resistente all'accumulo o all'usura sulla superficie di una parte mediante saldatura per prolungare la durata della parte. Il metallo di saldatura può essere applicato come una superficie solida o secondo un motivo, come un motivo a cialda, a spina di pesce o a punti.

Il rivestimento duro sta diventando sempre più importante per molti settori per proteggere le apparecchiature esposte all'usura e all'abrasione. Estendere la vita delle parti soggette ad usura può farti risparmiare migliaia di dollari e migliorare la produttività. Il riporto duro può essere utilizzato per ricondizionare parti che sono già state esposte all'usura e che hanno perso la loro vita utile, oppure può essere utilizzato nella produzione di nuove parti per migliorarne la durata prima che vengano messe in servizio. I tre tipi principali di applicazioni per riporti duri sono:

Accumulo o ricostruzione.

Rivestimento duro o sovrapposizione.

Combinazione di accumulo e sovrapposizione.

Gli acciai al carbonio e bassolegati con contenuto di carbonio inferiore all'1% possono essere sottoposti a riporto duro. Gli acciai a medio carbonio e bassolegati sono molto comuni, poiché forniscono una resistenza maggiore rispetto agli acciai dolci e una migliore resistenza all'abrasione. Le leghe ad alto contenuto di carbonio possono richiedere uno strato tampone speciale. I seguenti metalli di base possono essere sottoposti a riporto duro: acciaio inossidabile, acciaio al manganese, acciai al carbonio e legati, ghisa, leghe a base di nichel e leghe a base di rame.

Gli acciai al carbonio e bassolegati sono fortemente magnetici e possono essere facilmente distinti dall'acciaio austenitico al manganese, che è non magnetico. Molti acciai bassolegati e ad alto tenore di carbonio vengono utilizzati per la produzione di apparecchiature e pezzi di ricambio, in particolare apparecchiature che richiedono maggiore robustezza e resistenza all'abrasione. Non sono facilmente differenziabili ma dovrebbero essere identificati per determinare la corretta temperatura di preriscaldamento e postriscaldamento.

All’aumentare del contenuto di lega, la necessità di preriscaldamento e postriscaldamento diventa più critica. Ad esempio, l'acciaio prodotto da 4130 richiede generalmente un preriscaldamento di 400 gradi F. L'acciaio utilizzato per le rotaie è generalmente ad alto contenuto di carbonio e richiede un preriscaldamento minimo compreso tra 600 e 700 gradi F. L'acciaio al manganese non richiede preriscaldamento. In effetti, è necessario adottare misure per mantenere il calore del metallo di base al di sotto dei 500 gradi F.

Figura 1Molti fattori influenzano l’economia del rivestimento duro, ma un fattore importante è il tasso di deposito, qui stimato per ciascun processo.

In ordine di popolarità, per applicare il riporto vengono utilizzati i seguenti processi di saldatura:

Saldatura ad arco animato (FCAW) con filo per riporto duro ad arco aperto o protetto con gas

Saldatura ad arco metallico (GMAW) con filo protetto da gas

Saldatura ad arco di metalli schermati (SMAW)

Saldatura ad arco sommerso (SAW)

Saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW)

Saldatura ossitaglio (OFW) o saldatura ossiacetilenica

Saldatura ad arco trasferito al plasma, saldatura laser, spruzzo termico e spruzzo e fusibile

La tendenza attuale è verso l’uso di processi di saldatura semiautomatici e automatici utilizzando FCAW e GMAW, che sono più o meno gli stessi in termini di popolarità. GMAW che utilizza un filo pieno o un filo di saldatura con anima metallica richiede una protezione antigas, mentre FCAW utilizza fili di saldatura utilizzati ad arco aperto o senza gas, nonché con una protezione antigas. SMAW con elettrodi rivestiti con flusso è ancora molto popolare, soprattutto per le applicazioni di riporto duro sul campo, perché l'apparecchiatura è economica e portatile.