Cos'è il processo di saldatura ad arco sommerso e quali sono i suoi vantaggi

La saldatura ad arco sommerso (SAW) è un processo di saldatura ad arco automatizzato estremamente importante in campo industriale.

Quando viene applicato alla produzione di tubi in acciaio (comunemente indicati come tubi saldati ad arco sommerso, compresi i tubi saldati ad arco sommerso con cucitura diritta (LSAW) e i tubi saldati ad arco sommerso a spirale (SSAW)), può fornire prestazioni eccellenti per i tubi in acciaio.

Di seguito è riportata una descrizione dettagliata del principio del processo di saldatura ad arco sommerso, nonché dei suoi principali vantaggi nella lavorazione dei tubi di acciaio:

Come suggerisce il nome, la "saldatura ad arco sommerso" è un metodo di saldatura in cui l'arco elettrico viene "sepolto". A differenza della saldatura elettrica manuale in cui è possibile vedere l'arco luminoso, la saldatura ad arco sommerso prevede l'accensione dell'arco sotto uno strato di flusso granulare.

√ Il principio di funzionamento fondamentale può essere riassunto come segue:

1. Applica il fondente:Sulla giunzione delle piastre di acciaio o dei tubi di acciaio da saldare, la macchina spargerà innanzitutto uniformemente sull'area uno strato di flusso granulare di 30-50 mm di spessore.
2. Iaccendere l'arco elettrico:Il filo di saldatura nudo continuo viene alimentato automaticamente nello strato di flusso ed entra in contatto con il materiale di base (il pezzo da lavorare), accendendo così l'arco elettrico.
3. Forma una cavità protettiva:L'elevata temperatura dell'arco elettrico fa sì che il flusso circostante si sciolga e addirittura evapori parzialmente, formando una cavità chiusa sotto lo strato di flusso. L'arco elettrico brucia stabilmente in questa "stanza nera" completamente isolata dall'aria esterna.
4. Fusione e solidificazione:Il calore dell'arco elettrico scioglie istantaneamente il filo di saldatura, il flusso e il materiale di base, formando un bagno di fusione del metallo. Le scorie meno dense galleggeranno automaticamente sulla superficie del bagno di fusione, isolando ulteriormente l'aria. Mentre l'attrezzatura di saldatura si muove costantemente in avanti, il metallo liquido nella parte posteriore inizia a raffreddarsi e solidificarsi, formando un cordone di saldatura denso. Anche le scorie liquide sulla superficie si raffreddano formando un guscio di scorie duro (questo strato di scorie può essere staccato per formare il cordone di saldatura finale).

I tubi di acciaio lavorati con il metodo di saldatura ad arco sommerso (come tubi a pareti spesse di medio e grande-diametro-utilizzati in campi come il trasporto di petrolio e gas, ingegneria navale e palificazioni edili, ecc.) presentano enormi vantaggi in termini di qualità e funzionalità rispetto ad altri metodi di saldatura (come la saldatura a resistenza ad alta-frequenza ERW, ecc.):

1. La qualità della saldatura è estremamente elevata e la capacità di carico-della pressione è elevata.

• Protezione perfetta dell'isolamento:Grazie alla protezione a doppio-strato del flusso e delle scorie per l'arco e il bagno di fusione, l'azoto e l'ossigeno presenti nell'aria non possono penetrare affatto, riducendo così le impurità e i pori nel metallo di saldatura.
• Eccellenti proprietà meccaniche:Il metallo saldato ha un'elevata purezza e la sua tenacità, plasticità e resistenza agli impatti a bassa-temperatura sono eccezionali. Allo stesso tempo, la profondità di penetrazione della saldatura ad arco sommerso è estremamente ampia e anche piastre di acciaio spesse 20 mm possono essere saldate su un solo lato in una sola passata. Ciò garantisce che il tubo d'acciaio abbia meno probabilità di rompersi se sottoposto a pressioni estremamente elevate e ad ambienti difficili (come sotto il mare, nelle regioni fredde ad alta-altitudine).

2. Elevata efficienza produttiva, adatta per la produzione di massa su larga-scala

• Corrente elevata e velocità di fusione elevata:La saldatura ad arco sommerso può utilizzare correnti estremamente elevate (anche 5-10 volte quella della saldatura manuale) e poiché il filo di saldatura viene alimentato in modo continuo e automatico, non è prevista alcuna pausa per il cambio dell'elettrodo. La velocità di fusione e l'efficienza di deposizione sono estremamente elevate.
• Alta velocità di saldatura:Su una linea di produzione automatizzata, la velocità della saldatura ad arco sommerso può raggiungere i 60-150 metri all'ora, accorciando significativamente il ciclo di produzione di un singolo tubo di acciaio e rendendolo particolarmente adatto alle esigenze di approvvigionamento su larga scala nei progetti infrastrutturali.

3. In grado di produrre tubi d'acciaio giganti di "grande-diametro e-pareti spesse"

• Saldatura a resistenza ad alta-frequenza (ERW)è limitata dalla larghezza delle materie prime quando si producono tubi di acciaio di grande-diametro, mentre la saldatura ad arco sommerso con configurazione a spirale (SSAW) può utilizzare bobine di nastro di acciaio relativamente strette per produrre tubi di diametro estremamente grande attraverso un processo di avvolgimento a spirale.
• La saldatura ad arco sommerso con cordone longitudinale (LSAW)Il metodo utilizza in genere un'intera piastra spessa (formata dal processo JCOE o UOE), combinata con la saldatura ad arco sommerso-con fusione profonda-profonda, per produrre facilmente tubi di acciaio pesanti con uno spessore di parete superiore a 40 mm o addirittura 50 mm e un diametro di diversi metri. Questo è qualcosa che altri metodi non possono eguagliare.

4. Elevata precisione dimensionale e basso stress residuo

• Nel processo di produzione dei moderni tubi longitudinali saldati ad arco sommerso, viene solitamente aggiunta un'ulteriore fase di espansione meccanica (espansione) su tutta la lunghezza. Ciò non solo elimina le tensioni residue generate durante il processo di saldatura, ma migliora anche significativamente la rotondità e la rettilineità del tubo in acciaio, rendendo le sue dimensioni geometriche estremamente precise e facilitando il processo di installazione e collegamento.

5. Migliorare le condizioni di lavoro e renderle più rispettose dell'ambiente

• La saldatura manuale tradizionale non solo è faticosa ma espone anche i lavoratori all'abbagliamentoluce dell'arco e fumo nocivo. Al contrario, l'intero processo di saldatura ad arco sommerso viene completato automaticamente da un carrello meccanico. I saldatori devono solo azionare il pannello di controllo nella sala di controllo. L'arco è saldamente "sepolto" sotto il flusso, con conseguente assenza quasi totale di radiazioni o spruzzi di luce dell'arco e pochissima emissione di fumo. Ciò protegge notevolmente la vista e il sistema respiratorio dei lavoratori, soddisfacendo gli standard delle moderne fabbriche ecologiche.

Il processo di saldatura ad arco sommerso raggiunge un perfetto equilibrio tra eccellente qualità di saldatura, notevole efficienza produttiva e robusta adattabilità alle condizioni difficili attraverso il suo ingegnoso design di "saldatura sotto uno strato di scorie protettivo". Questo è il motivo per cui rimane oggi un processo cruciale per la produzione delle principali condotte per la trasmissione di energia e dei grandi tubi strutturali nel nostro Paese.