Saldatura d'angolo: cosa, simbolo, diagramma, processo, macchina, forza e diversi fatti


Fillet Weld è un giunto di saldatura continuo utilizzato per collegare due pezzi di metallo che formano un angolo, nella maggior parte dei casi un angolo di 90 gradi l'uno rispetto all'altro.

Le saldature d'angolo possono assumere una forma triangolare, concava, convessa o piatta a causa dell'influenza della tecnica di saldatura. Tipo di saldatura più utilizzato nelle industrie di fabbricazione che coprivano un'ampia gamma (quasi il 70-80%) di giunti preparati con il metodo di saldatura ad arco.

I processi non di fusione come la brasatura e la saldatura vengono utilizzati anche per i giunti saldati d'angolo.

Le saldature d'angolo sono viste come giunti a T in cui due pezzi di metallo sono collegati tra loro formando un angolo retto e anche come giunti a sovrapposizione in cui un pezzo di metallo si sovrappone all'altro pezzo di metallo.

Che cos'è una saldatura d'angolo?

Una saldatura d'angolo richiede una minore preparazione del bordo e ha una sezione trasversale quasi triangolare.

La saldatura d'angolo è molto conveniente e rappresenta un semplice metodo di giunzione, ecco perché uno dei tipi di saldatura più utilizzati nell'industria della fabbricazione. Il diverso processi di saldatura ad arco come arco metallico, arco di tungsteno, arco metallico schermato ecc. vengono adottati per ottenere una saldatura d'angolo.

Filetti; Credito immagine: Wikipedia

Esempio di saldatura d'angolo

Nell'industria della saldatura, i giunti di saldatura d'angolo sono più frequentemente utilizzati per scopi diversi.

Generalmente i saldatori preferiscono le saldature d'angolo quando vogliono collegare flange a tubi, saldare sezioni trasversali di infrastrutture e sostituire i bulloni poiché non sono sufficientemente resistenti e hanno elevate probabilità di usura.

Giunto a saldare d'angolo

Il giunto di saldatura d'angolo si verifica quando due superfici metalliche o altre forme vengono unite o saldate tra loro perpendicolarmente o ad angolo.

Il giunto a T, il giunto a sovrapposizione, il giunto angolare sono tutti compresi nel giunto di saldatura d'angolo. Le saldature d'angolo assumono l'aspetto di un triangolo e, a seconda della tecnica del saldatore e dei diversi parametri, possono avere una superficie concava, piatta o convessa.

I simboli forniscono anche le dimensioni della saldatura in diversi modi come la lunghezza della gamba, la lunghezza della saldatura, gli spazi tra le saldature. La forza della saldatura viene anche menzionata utilizzando una combinazione di lettere e numeri proprio come E60.

Simboli di saldatura d'angolo

Il simbolo di base per la saldatura d'angolo ha la forma di un triangolo costituito da una linea di riferimento, una freccia e una coda.

Il triangolo si trova sotto o sopra la linea di riferimento, la punta della freccia punta sempre verso il punto di saldatura. La coda è un elemento opzionale del simbolo che fornisce le informazioni relative alla saldatura.

Nella norma ISO 2553, un sistema composto da una linea continua e una tratteggiata parallele tra loro viene utilizzato come linea di riferimento. Se un simbolo è costituito da una singola linea di riferimento con un triangolo sopra la linea, indica che la saldatura si troverà sul lato opposto della freccia.

Se un giunto è costituito da due raccordi, viene utilizzata come indicazione una freccia con due triangoli sopra e sotto la linea di riferimento. Per una saldatura continua attorno al giunto, viene posizionato un piccolo cerchio attorno al punto di giunzione della linea di riferimento e la freccia che punta al giunto.

Per descrivere l'estetica della saldatura, ci sono diversi simboli. Per una saldatura di forma concava, per la rappresentazione viene utilizzata una curva semplice che punta lontano dall'ipotenusa del triangolo di raccordo e per una saldatura convessa una curva verso l'ipotenusa.

Parti di saldatura d'angolo

I progetti di giunti comunemente utilizzati per le saldature d'angolo sono il giunto a T, il giunto a sovrapposizione e il giunto angolare, in ciascuno dei giunti le due superfici ad angolo retto l'una rispetto all'altra.

Le diverse parti di un giunto a filetto possono essere spiegate con l'aiuto di una figura seguente:

Saldatura d'angolo
Diverse parti di un giunto di raccordo; Credito immagine: wikipedia

Le parti di una saldatura d'angolo possono essere viste nella figura sopra: Gamba, Radice, Faccia, Punta e Gola. La lunghezza (5) rappresenta lo spessore della gola, distanza tra il punto centrale della superficie frontale del raccordo e la radice del raccordo del raccordo.

Lo spessore della gola deve essere uguale allo spessore del pezzo di metallo da saldare. Usando la lunghezza della gola, possiamo calcolare la forza che può essere sopportata da un giunto a filetto.

La lunghezza della gamba(1) rappresenta i due lati del filetto triangolare. Per specificare la dimensione di una saldatura, viene utilizzata la lunghezza della gamba del raccordo. Face(3) fornisce l'aspetto esterno della saldatura, root(2) rappresenta la parte di penetrazione più profonda.

Come misurare la dimensione della saldatura d'angolo?

In un disegno tecnico, il simbolo per Raccordo potrebbe essere costituito dalle dimensioni della saldatura.

Possiamo definire la dimensione della saldatura in modo diverso come la lunghezza della saldatura, la dimensione delle gambe, la misura dello spazio tra le saldature.

In un simbolo, la dimensione della gamba è posta a sinistra, per un giunto di raccordo con dimensione della gamba disuguale dobbiamo menzionare entrambe le dimensioni come 1″ x 1.3″. D'altra parte, per una saldatura con gambe di uguale dimensione, per la rappresentazione è sufficiente una singola dimensione.

Nel lato destro del triangolo di raccordo menzioniamo la lunghezza della saldatura. In caso di doppio filetto le dimensioni sono indicate separatamente per entrambi i lati del giunto. Se la saldatura d'angolo non è continua, la lunghezza e il passo tra il centro dei raccordi intermittenti sono indicati a destra del simbolo.

Formula della dimensione della saldatura d'angolo

Il calcolo della dimensione minima e massima della saldatura d'angolo è necessario per sopportare le massime sollecitazioni che agiscono su una saldatura.

Preferiamo sempre un valore ottimale per un giunto saldato, è necessario un calcolo accurato per ottenere una corretta dimensione della saldatura d'angolo. Se un progettista sceglie una dimensione di saldatura superiore al valore ottimale, non aggiunge forza al giunto saldato, ma si osserva un aumento del metallo saldato, della manodopera e dei costi.

Per decidere la lunghezza del gambo di una saldatura d'angolo dobbiamo sempre ricordare che la dimensione minima del gambo dovrebbe essere 3/4 dello spessore della piastra e per uno spessore della piastra disuguale considerare quella più sottile.

Dimensione minima della saldatura d'angolo = 3/4, t= spessore del raccordo, considerando il giunto d'angolo saldato su entrambi i lati con saldatura d'angolo a tutta lunghezza. Per un solo lato La lunghezza della coscia del filetto deve essere raddoppiata.

Lunghezza effettiva della saldatura d'angolo

L'adattabilità al sito e la facilità di fabbricazione sono i vantaggi che fanno sì che un giunto a filetto abbandoni uno Un membro si sovrappone all'altro, quindi richiedono meno precisione durante il montaggio.

Per calcolare la lunghezza effettiva del raccordo dobbiamo sottrarre due volte la dimensione del raccordo dalla lunghezza totale della saldatura del raccordo.

Lunghezza effettiva del filetto, leff = l – 2 . Z

leff deve avere un valore minimo di quattro volte la dimensione della saldatura, leff > 4 . Z

La lunghezza di una saldatura mostrata in un diagramma è considerata come lunghezza effettiva della saldatura e 2 . Z è la lunghezza extra fornita dal saldatore.

Spessore della gola della saldatura d'angolo

La sezione trasversale di una saldatura d'angolo può essere rappresentata da un triangolo rettangolo e la distanza perpendicolare dell'ipotenusa dal punto di intersezione delle gambe è nota come spessore della gola.

Il metodo passo passo per calcolare lo spessore della gola è menzionato di seguito:

Vista in sezione trasversale di una saldatura d'angolo

Nella figura sopra, per il triangolo ABC, Z= dimensione della gamba o dimensione della saldatura

BD= spessore gola=t

Lunghezza della saldatura=l

L'area minima della gola si ottiene alla gola BD, che è data dal prodotto di t e Z.

Ora t= z cos 450 O 0.707 Z

Area minima della saldatura o dell'area della gola

A= spessore gola X lunghezza della saldatura=0.707 Z l

Se σt è la tensione di trazione ammissibile per il metallo saldato, quindi la resistenza alla trazione del giunto per il raccordo singolo

P=Area della gola x carico di rottura ammissibile=

L'arrosto con doppio filetto,

Disegno della saldatura d'angolo

Sebbene i giunti d'angolo siano molto comuni, è necessario considerare aspetti diversi prima di produrre una tale saldatura.

Lo spessore della gola e la dimensione della gamba devono sempre rientrare in un intervallo specifico per una perfetta saldatura d'angolo.

È un po' difficile ottenere la corretta dimensione della saldatura mantenendo la lunghezza delle gambe e lo spessore della gola richiesti. Generalmente i progettisti consentono un fattore di sicurezza nel calcolo della dimensione, quindi la dimensione della saldatura menzionata in un disegno di fabbricazione è generalmente maggiore della dimensione di progetto richiesta

Diversi modelli di giunti di raccordo

Le saldature d'angolo possono essere precisate da due termini, Z= dimensione della saldatura o dimensione della gamba e t= dimensione della gola.

La gola è la sezione trasversale minima della saldatura situata a 450 alla dimensione della gamba.

Ora t= z cos 450 O 0.707 Z

La dimensione di una saldatura è specificata dalla sua dimensione della gamba (Z).

Una saldatura d'angolo parallela è soggetta a rottura a taglio nella sezione della gola,

La forza di una singola saldatura d'angolo è

Dove l= lunghezza della saldatura completa

= sforzo di taglio massimo ammissibile

P = carico agente sulle piastre.

Saldatura d'angolo trasversale

I giunti d'angolo sono di due tipi: giunti trasversali e giunti paralleli. Lo scopo principale della progettazione di un giunto d'angolo trasversale è di resistere alla resistenza alla trazione.

Nella saldatura d'angolo trasversale la direzione della saldatura è perpendicolare alla direzione della forza che agisce sul giunto e in Giunto parallelo la direzione della saldatura è parallela alla direzione della forza che agisce sul giunto. La saldatura trasversale può essere suddivisa in saldatura d'angolo trasversale singola e doppia.

Un singolo giunto trasversale può deformarsi dalla forma dal bordo che non è saldato, questo è lo svantaggio principale di un unico raccordo trasversale. Nella saldatura d'angolo trasversale il carico è considerato di trazione perché il carico è perpendicolare alla saldatura.

La capacità di carico o la forza della saldatura è σt = F/A dove

σt= carico di rottura della saldatura

F= Forza che la saldatura può gestire

A=l'area effettiva della saldatura

L'efficacia considerando che entrambe le gambe sono uguali, la gola teorica lo sarà z cos 450

O 0.707 Z

Per tutti i giunti di raccordo, l'area può essere calcolata moltiplicando la gola della saldatura per la lunghezza della gamba(z) della saldatura.

Se σt è la tensione di trazione ammissibile del materiale di saldatura, quindi la resistenza a trazione della singola saldatura d'angolo trasversale è

P= area della gola x sollecitazione di trazione ammissibile

P = 0Z. l. σt

Per doppia saldatura d'angolo trasversale

P = 2 x 0. 707Z . l. σt

Saldatura d'angolo vs saldatura di testa

Le differenze tra le saldature d'angolo e di testa sono menzionate di seguito:

FilettoCulo
Adatto per situazioni di saldatura automatica.A causa della preparazione della scanalatura prima della saldatura, i processi automatici non vengono applicati.
Abbandono nell'industria della saldatura a causa della non necessità di un'ampia preparazione dei giunti.A volte evitato a causa della preparazione obbligatoria dei bordi.
Richiede un apporto di calore maggiore rispetto alla saldatura di testa per lo stesso spessore della lamieraRichiede un apporto di calore minore rispetto al giunto di raccordo per lo stesso spessore del metallo.
Filetto vs saldatura di testa

Formula della dimensione della saldatura d'angolo

La distorsione è un disturbo comune associato ai giunti saldati, i motivi principali della distorsione sono l'espansione e la contrazione termica del materiale di saldatura e del materiale di base durante la saldatura.

La saldatura simmetrica riduce la distorsione ma l'adattamento della saldatura simmetrica in ogni caso non è possibile. Anche la saldatura eccessiva provoca distorsione.

Nei paesi europei i disegni tecnici per un raccordo a filetto menzionano la dimensione della gola e nel Regno Unito generalmente viene menzionata la dimensione della gamba. Per una saldatura d'angolo con gambe di uguale lunghezza, il triangolo della sezione trasversale è un triangolo rettangolo con angoli di 45 gradi in ciascun angolo.

La relazione tra la dimensione della gola e la dimensione della gamba è menzionata di seguito:

Se \tau è la sollecitazione di taglio ammissibile del materiale di saldatura, la resistenza al taglio della singola saldatura d'angolo parallela è

 P= area della gola x sforzo di taglio ammissibile=

Per doppia saldatura d'angolo parallela

Le formule di calcolo della resistenza alla trazione per la saldatura d'angolo trasversale sono menzionate sopra (intestazione saldatura d'angolo trasversale).

In generale, i raccordi devono essere progettati per resistere alle sollecitazioni di taglio. Per un raccordo a filetto con gambe uguali, lo spessore della gola è 0.707 volte la dimensione della gamba, il che fornisce un'area di saldatura uguale alla dimensione della gola moltiplicata per la lunghezza della saldatura.

Come utilizzare un misuratore di raccordo di saldatura?

I due usi principali di un misuratore di saldatura d'angolo sono misurare la lunghezza della gamba e controllare lo spessore della gola.

Leggere un Fillet Gauge è abbastanza semplice e molto chiaro senza alcuna complessità. Ciascuna estremità del misuratore misura sia la lunghezza della gamba che lo spessore della gola. I lati convessi calcolano la lunghezza della gamba e i lati con sporgenze nel mezzo di un misuratore di raccordo per saldatura calcolano lo spessore della gola.

A seconda del tipo di raccordo a filetto dobbiamo decidere il lato del calibro da misurare. Una convessità eccessiva dovrebbe sempre essere evitata poiché l'elevata convessità di un giunto si aggiunge ai riser di sollecitazione e porta a crepe e rotture di saldatura.

Nel caso di una saldatura concava, la dimensione della saldatura viene misurata utilizzando il lato del calibro di saldatura in cui è necessaria la linguetta centrale per toccare la superficie della saldatura. Lo spessore della parte di penetrazione più profonda è difficile da misurare poiché si trova nella zona interessata dal calore ed è difficile definirne con precisione l'estensione.

Conclusione:

Per concludere il nostro post, possiamo affermare che una conoscenza approfondita della progettazione della saldatura d'angolo è necessaria per un ingegnere. È necessario un simbolo di saldatura appropriato per rappresentare la dimensione della saldatura. Nel Regno Unito, la lunghezza della gamba è specificata da "Z" nella norma EN ISO 2553 e il numero indica la dimensione della saldatura in millimetri.

Sangeeta Das

Sono Sangeeta Das. Ho completato il mio Master in Ingegneria Meccanica con specializzazione in IC Engine and Automobiles. Ho circa dieci anni di esperienza nel settore e nel mondo accademico. La mia area di interesse include motori IC, aerodinamica e meccanica dei fluidi. Puoi raggiungermi su https://www.linkedin.com/in/sangeeta-das-57233a203/

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