Panasonic Industrial Equipment User & Service Manual PDF Guide

Scienza e Tecnica La saldatura degli acciai per armature: aspetti progettuali e di qualita secondo i requisiti degli standard internazionali applicabili La saldatura dei ferri di armatura in elementi di calcestruzzo armato rappresenta un’attivita per diversi aspetti critica, sia per difficolta in­ trinseche legate alle geometrie e piщ in generale alle condizioni in cui vengono realizzate le giunzio­ ni, sia perchй solitamente la salda­ tura non и considerata, a torto, una fase “caratterizzante” all’interno del processo di fabbricazione del calcestruzzo armato.

Il contesto quindi и in sostanza diverso rispetto al caso dei Co­ struttori di strutture metalliche destinate ad opere in acciaio o miste acciaio-calcestruzzo, dove la saldatura e le implicazioni che ne derivano - in quanto “processo speciale” - rivestono una partico­ lare importanza nell’ambito della fabbricazione.

Da questa premessa consegue la necessita, per le Societa che vogliono gestire correttamente la saldatura delle armature, di iden­ tificare delle linee guida che pos­ sano indirizzare le varie fasi del processo costruttivo, fornendo le opportune indicazioni allo scopo di ottenere un prodotto finale che possieda le necessarie garanzie circa l'adeguatezza alla funzio­ ne strutturale che dovra svolgere, qualita e ripetibilita in produzione. A tale scopo, il riferimento nor­ mativo internazionale applicabile и rappresentato dalla norma ISO 17660, nelle parti 1 e 2, rivolte ri­ spettivamente alle strutture desti­ nate e non destinate alla trasmis­ sione dei carichi.

La parte 1 che, per ovvie ragio­ ni, risulta tecnicamente piщ inte­ ressante e che sara illustrata nel presente articolo, tratta in maniera sostanzialmente completa i diversi aspetti legati alla realizzazione dei manufatti, di seguito elencati: non dovranno trasmettere solleci­ tazioni durante l’esercizio.

Processi di saldatura Sostanzialmente, i processi di sal­ datura previsti per la produzione delle armature sono quelli ad arco (elettrodo rivestito o processi sotto protezione gassosa, nelle versioni a filo pieno ed animato), la salda­ tura a resistenza (soprattutto per la fabbricazione di reti elettrosaldate caratterizzate da giunti a croce) fino ai processi per attrito (per i soli giunti testa a testa). La norma tut­ tavia non esclude a priori l’impiego di altri processi di saldatura.

Tipologie di giunzione All’interno della norma, un note­ vole rilievo viene dato alla con­ cezione delle giunzioni e alla de­ scrizione delle diverse tipologie di saldatura ammissibili, da utilizzare sia per l’unione fra loro dei ferri di armatura (Fig. 1), sia per collegare le barre con altri acciai strutturali (elementi longitudinali o trasversa­ li costituiti da profilati, piatti, ecc., Fig. 2). processi di saldatura; tipologie di giunzione; materiali; requisiti di qualita; esecuzione ed ispezione.

La parte 2 della norma ripropone la medesima impostazione della parte 1, in una trattazione meno ampia e con requisiti meno strin­ genti, in considerazione della mi­ nore importanza delle unioni che 127 Rivista Italiana della Saldatura 1 Gennaio - Febbraio 2014

Стр. 1

Scienza e Tecnica Sia per i tipi di giunto fra materiali omogenei sia per i tipi misti sono inoltre fornite indicazioni sul di­ mensionamento minimo dei cor­ doni, che non sostituiscono la fase di verifica progettuale, ma che comunque rappresentano un utile riferimento di cui tenere conto. И importante notare che, nel pre­ vedere giunzioni fra acciai da ar­ matura e non, la norma contempla quindi anche le saldature neces­ sarie a realizzare le cosiddette travi reticolari miste (Fig. 3), ovve­ ro quella tipologia di elementi in acciaio-calcestruzzo che deve ga­ rantire alla sola porzione in accia­ io la funzione di auto portanza in prima fase (ovvero con getto non ancora solidificato).

Le saldature presenti in queste strutture svolgo­ no un ruolo particolarmente critico in quanto, durante le fase di matu­ razione del calcestruzzo, quest’ul­ timo rappresenta solo un gravoso carico per la trave, senza contri­ buire alla sua capacita portante. Le travi reticolari miste consentono una riduzione dei tempi di posa (limitando, come per le travi pre­ fabbricate in c.a., la necessita di strutture temporanee di sostegno) pur mantenendo le caratteristiche di flessibilita al montaggio di una struttura gettata in opera.

In consi­ derazione di queste particolarita e del ruolo di crescente importanza che ricoprono nel settore delle co­ struzioni civili, questo tipo di trave и stato oggetto di una Linea Gui­ da, emanata nel maggio del 2008, dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, ad integrazione di quanto previsto dal D.M. del 14/1/2008.

Figura 1- Giunti omogenei Figura 2 - Giunti misti Materiali Come anticipato nell’illustrazione delle tipologie di giunto sopra de­ scritte, i materiali base previsti dal­ la ISO 17660 non si limitano ai soli acciai da armatura (ovvero, volen­ do riferirsi al contesto rappresen­ tato dalle NTC, la norma UNI EN 10080), ma sono ammessi anche altri acciai strutturali (vale a dire, Figura 3 - Armatura di una trave reticolare mista 128 Rivista Italiana della Saldatura 1 Gennaio - Febbraio 2014

Стр. 2

Scienza e Tecnica sempre secondo la normativa na­ zionale vigente, la UNI EN 10025 per i prodotti piani e le UNI EN 10210 e 10219 per i prodotti cavi). Va a questo punto sottolineato che la norma introduce alcune prescri­ zioni che possono essere conside­ rate peculiari all’interno del quadro normativo che regola le attivita di saldatura, e che richiamano l’at­ tenzione su come la giunzione de­ gli elementi di armatura sia un’at­ tivita critica nell’articolato universo della saldatura, gia di per sй defi­ nita come “processo speciale”. Un esempio и l’introduzione del carbonio equivalente del mate­ riale base di fornitura come para­ metro essenziale da controllare.

In particolare, и richiesto che il suo valore non superi quello dei saggi utilizzati per la qualifica dei procedimenti. Effettivamente, tale parametro, pur riconosciuto come indice principale della saldabili­ ta degli acciai al carbonio, non и tuttavia ritenuto vincolante da al­ tre importanti norme come la EN ISO 15614, che regola la qualifica dei procedimenti, o la EN 1011-2 (“Raccomandazioni per la salda­ tura ad arco degli acciai ferritici”) che cita il carbonio equivalente in un’appendice informativa per la determinazione della temperatura di preriscaldo.

Va ancora notato che i materiali da armatura secondo UNI EN 10080 ammettono un CEV mediamente piщ elevato rispetto ai comuni ac­ ciai da costruzione (S275, S355), sebbene allineato ai materia­ li con analogo snervamento (ad esempio, S460). Da questa con­ siderazione deriva la maggiore at­ tenzione che si deve porre nell’ap­ plicazione del corretto preriscaldo al fine di limitare l’insorgenza di fenomeni di criccabilita a freddo cosм come, a tal fine, rappresenta sicuramente una buona pratica quella di adottare il piщ possibile la tecnica multi passata per sfruttare l’effetto di rinvenimento sul mate­ riale base.

Figura 4 - Cricche a caldo in zona fusa Le cautele sopra descritte valgo­ no, a maggior ragione, quando и previsto l’impiego di barre pro­ dotte con il trattamento termico di tempra e auto-rinvenimento (barre “tempcore”, piщ diffuse rispetto alle barre microlegate, in conse­ guenza del costo degli elementi di lega) le quali, pur dovendo rispet­ tare i limiti massimi di carbonio equivalente previsti dalla norma, presentano uno strato martensi­ tico esterno.

Per quanto riguarda poi il contenuto di impurezze (zolfo e fosforo) e di altri bassofonden­ ti come il rame, la UNI EN 10080 ammette limiti massimi di valore quasi doppio rispetto alla UNI EN 10025, quindi anche dal punto di vista della criccabilita a caldo le giunzioni con elementi di armatura risultano piщ sensibili (Fig. 4). Infine, con riferimento ai materiali d'apporto, и richiesto che i con­ sumabili (omologati) abbiano una tensione nominale di snervamento almeno pari, in generale, al 70% di quella dell’acciaio di armatura (requisito legato anche ai criteri di dimensionamento delle giunzioni menzionati in precedenza).

Nel solo caso di giunti testa a testa fra le barre di armatura и prescritto invece un carico di snervamento equivalente fra materiale base e consumabile, al fine di ripristinare nel giunto la resistenza della sezio­ ne del tondo. Requisiti di qualita Passando ai requisiti di qualita che il Costruttore deve possedere, la norma ISO 17660 definisce il livel­ lo dei requisiti di qualita applicabili (ISO 3834-3) e del personale di coordinamento delle attivita di sal­ datura (ISO 14731). Per quanto riguarda le qualifiche dei procedimenti e dei saldatori и la stessa ISO 17660 a definire le modalita di test (prove distruttive di trazione, piega e taglio) e i crite­ ri di accettabilita.

Si noti che tra le caratteristiche meccaniche da ga­ rantire da parte degli acciai secon­ do EN 10080, di conseguenza dai giunti saldati che li interessano, non и richiesta la verifica della te­ nacita. In effetti, questo puт esse­ re considerato un limite normativo. Se da un lato la presenza del co­ priferro in calcestruzzo puт ridur­ re la tendenza alla fragilita indotta dall’esposizione a bassa tempera­ tura delle parti in acciaio, questa considerazione и da intendersi va­ lida unicamente in fasi transitorie. Inoltre, in alcuni casi (ad esempio per le gia citate travi reticolari mi­ ste) lo spessore del copriferro и 129 Rivista Italiana della Saldatura 1 Gennaio - Febbraio 2014

Стр. 3

Scienza e Tecnica gli apporti termici in saldatura per evitare di degradare le proprieta dei materiali base. Nell’ambito dei requisiti di qualita che devono es­ sere assolti dalle strutture di arma­ tura, la norma esplicita poi un’ulte­ riore carattere di originalita, oltre al gia citato criterio di estensione del­ la validita delle qualifiche legato al carbonio equivalente: parliamo del concetto di costante verifica del mantenimento dei requisiti di qualificazione.

Infatti, riconoscen­ do la difficolta di applicare effica­ cemente dei metodi di controllo non distruttivo di tipo strumentale ai giunti di armatura, si richiede ai Costruttori di eseguire con una cadenza temporale abbastanza serrata (tre mesi per le officine ed un mese per i cantieri) i saggi di produzione, sulla base delle tipo­ logie di unione, dei processi appli­ cati e per ogni saldatore coinvolto, da sottoporre sostanzialmente agli stessi test necessari per consegui­ re la certificazione iniziale. Figura 5 - Incollature piщ limitato rispetto ad una trave tradizionale ed allo stesso tempo i valori di sollecitazione dell’arma­ tura possono essere piщ elevati.

Non и da trascurare nemmeno il degrado del calcestruzzo stesso il quale, qualora il monitoraggio e la manutenzione delle opere non sia svolta efficacemente, puт esporre l’acciaio all’ambiente esterno (ac­ celerando in aggiunta i fenomeni di ossidazione). A parziale emen­ damento della mancata evidenza in merito ai valori di tenacita degli elementi saldati, la ISO 17660 sug­ gerisce genericamente, per gli ac­ ciai da armatura approvvigionati in particolari stati di fornitura (come le barre tempcore oppure le bar­ re deformate a freddo), di limitare Esecuzione ed ispezione La ISO 17660 affronta infine alcuni aspetti legati all’esecuzione, con indicazioni di buona pratica co­ struttiva.

In quest’ambito, и oppor­ tuno rimarcare l’importanza della preparazione e della pulizia dei materiali base e del controllo delle condizioni operative ed ambien­ tali in cui si effettuano le saldatu­ re. Inoltre, il corretto assiemaggio delle strutture, nel rispetto di de­ terminate tolleranze dimensionali nell’accoppiamento dei giunti, ri­ copre un ruolo fondamentale nel garantire la resistenza delle unioni e l’assenza di difetti. In particolare, и necessario limitare il piщ possibi­ le il distacco fra i lembi da unire, e questo al fine di assicurare:

che la gola resistente sia coe­ rente con quanto previsto dal progetto dei giunti; una buona accessibilita e defi­ nizione del vertice, limitando il rischio di incollature o sfonda­ menti (Figg. 5 e 6); Figura 6 - Incollatura di un giunto evidenziata dallo sfilamento del tondo di armatura durante la prova di trazione 130 Rivista Italiana della Saldatura 1 Gennaio - Febbraio 2014

Стр. 4