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IIS ISTITUTO ITALIANO DELLA SALDATURA Corso di qualificazione ad: International Welder Introduzione alla tecnologia della saldatura 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Cenni storici I processi di giunzione dei materiali metallici affondano le loro radici nella storia antica. Tali processi venivano impiegati principalmente per la realizzazione di monili, ornamenti, armi e armature. Naturalmente non esistevano sorgenti termiche concentrate, pertanto il processo prevedeva un riscaldamento dei componenti sino alla temperatura di ricristallizazione e una successiva fase di forgiatura (generalmente per pressione o martellatura). Nella maschera funeraria di Tutankhamon (circa 1323 a.C.), il pizzetto saldato al resto della maschera Fire-Dog, alare cerimoniale conservato al British Museum, risale al 50 — 25 a.C. ed realizzato mediante saldatura per bollitura 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Cenni storici Nel 1801 Humphry Davy scopre l'arco elettrico. Nascono le prime lampade ad arco impiegate ad esempio nell'illuminazione dei teatri. Nel 1887 Nikolai Benardos e Stanislaw Olszewski brevettano la saldatura ad arco di carbone. Nel 1890 C.L. Coffin brevetta la saldatura ad arco metallico. Nel 1907 Oscar Kjellberg sviluppa l'elettrodo rivestito: il rivestimento protegge il bagno di saldatura dall'ossidazione, migliorando drasticamente la qualitå. (No Model.) 4 Sheets—Sheet 2. N. DE BENARDOS & S. OLSZEWSKI. PROCESS 0? AND APPARATUS EOR WORKING METALS BY DIRECT APPLICATION OF THE ELECTRIC CURRENT, o. 363,320. Patented May 17, 1887. 4 Brevetto depositato nel 1887 relativo alla saldatura ad arco di carbone 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Cenni storici Nel 1914 scoppia la prima guerra mondiale. La saldatura ad elettrodo rivestito si impone in ambito industriale sotto l'impulso dell'industria bellica. Viene istituito il WWC (War Time Welding Committee) per verificare la qualitä delle saldatura. Nel 1917 20 membri della WWC guidati da Sir. Comfort Avery Adams fondarono l'American Welding Society (AWS). zao Nel 1920 viene varata Ia Fullagar, Ia prima nave interamente saldata che ha prestato servizio tra Liverpool e Belfast AWS L'American Welding Society (AWS) un'organizzazione internazionale con l'obiettivo di promuovere 10 sviluppo della American Welding Society 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Cenni storici Nel 1939 scoppia la seconda guerra mondiale. Si sviluppa l'aviazione militare e saldatura leghe leg g ere. Nel 1942 R. Meredith della Northrop Aircraft Corporation brevetta il processo TIC. Nel 1948 il Batelle Memorial Institute brevetta la saldatura a filo continuo MIG. Poco tempo dopo (circa 1953) viene introdotto il processo MAC. Nel 1958 K.H. Steigerwald sviluppa il processo EBW. Nel 1960 la Bell Telephone Laboratories dimostra che si puö usare la luce per saldare i metalli. 9 21 /0 2 3 6 Estratto del brevetto del processo di saldatura «Heliarc welding» Dr. K. H. Steigerwald con i primi impianti di saldatura a fascio elettronico (cortesia Home of Welding) 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Cenni storici Nel 1962 GM introduce il primo robot RSW nelle linee di produzione, I'UNIMATION 001. Tra il 1970 ed il 1980 1'elettronica a semiconduttori (SCR, diodi, transistor) viene applicata per la regolazione di corrente e tensione. Negli anni '90 nascono i primi inverter ad alta frequenza (20 -100 kHZ) permettendo l'introduzione di un controllo digitale dell'arco. Applicazione dei robot Unimate nella fabbrica di GM ad Ewing, New Jersey 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Termini e definizioni Relativamente alla terminologia, si puö prendere come riferimento (non unico) lo standard ISO TR 25901, divisa in 4 parti: - ISO TR 25901-1: Welding and allied processes Vocabulary — Part 1: General terms - ISO TR 25901-2: Welding and allied processes — Vocabulary — Part 2: Health and safety - ISO TR 25901-3: Welding and allied processes — Vocabulary — Part 3: Welding processes - ISO TR 25901-4: Welding and allied processes — Vocabulary - Part 3: Arc welding Welding: joining process in which two or more parts are united producing a continuity in the nature of the workpiece material(s) by means of heat or pressure or both, and with or without the use of filler material. Fusion welding: welding involving localized melting without the application of external force in which the fusion surface(s) has (have) to be melted with or without addition of filler material 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Termini e definizioni Un ruolo importante (ad esempio ai fini della qualifica dei procedimenti e del personale addetto al processo di saldatura) é rivestito dalla classificazione dei processi in base al grado di automazione: Manual welding: welding in which the electrode holder, gun, torch or blowpipe is manipulated by hand Partly mechanized welding: manual welding where wire feed is mechanized Fully mechanized welding: welding where the required welding parameters are maintained by mechanical or electronic means. Manual adjustment of welding parameters by the welding operator during welding is possible. Automatic welding: welding in which all operations are performed without welding operator intervention during the process. Manual adjustment of welding parameters by the welding operator during welding is not possible. 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Termini e definizioni Relativamente alla famiglia dei processi di brasatura, in questo caso si puö citare la norma EN ISO 875-2. Soldering/Brazing: joining processes in which a molten filler material is used that has a lower liquidus temperature than the solidus temperature of the parent material(s), which wets the surfaces of the heated parent material(s) and which, during or after heating, is drawn into (or, if pre-placed, is retained in) the narrow gap between the components being joined. If the process is carried out without capillary attraction, it is often described as braze welding (saldobrasatura). Brazing (Brasatura forte): joining process using filler metal with a liquidus temperature above 4500C Soldering (Brasatura dolce): joining process using filler metal with a liquidus temperature of 4500C or less La brasatura dolce spesso applicata nella microelettronica 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Brasatura forte ad induzione di tubi in rame Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Classificazione dei processi di saldatura In accordo allo standard EN ISO 4063 i processi di saldatura, brasatura e taglio vengono classificati sulla base di una codifica numerica. Famiglia di processi Saldatura ad arco Saldatura a resistenza Saldatura a gas Saldatura con pressione Saldatura a energia concentrata Codifica ISO 4063 1 2 3 4 5 Processo Saldatura ad elettrodo rivestito Saldatura ad arco sommerso con filo pieno Saldatura con elettrodo fusibile sotto protezione di gas inerte e filo pleno Saldatura con elettrodo fusibile sotto protezione di gas attivo e filo pieno Saldatura con elettrodo non consumabile in tungsteno sotto protezione di gas inerte e materiale d'apporto pieno Saldatura con elettrodo non consumabile in tungsteno sotto protezione di gas inerte senza materiale d'apporto Saldatura a resistenza a punti Saldatura con fiamma ossiacetilenica Friction Stir Welding Electron Beam Welding in Vacuum Solid state laser welding 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Codifica ISO 4063 121 131 135 141 142 21 311 43 511 521 10 Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Classificazione dei processi di saldatura Famiglia di processi Taglio e solcatura Brasatura con riscaldamento localizzato Brasatura con riscaldamento globale Saldobrasatura Codifica ISO 4063 8 91 92 97 Processo T aglio con fiamma Taglio ad arco T aglio plasma T aglio laser Brasatura con fiamma Brasatura con laser Brasatura con fascio elettronico Brasatura ad induzione Brasatura in forno Brasatura ad immersione Saldobrasatura con cannello Saldobrasatura con processo a filo continuo Saldobrasatura con laser Codifica ISO 4063 81 82 83 84 912 913 914 916 921 926 971 973 976 11 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Classificazione dei processi di saldatura Oltre ai riferimenti EN ISO, é opportuno citare lo standard AWS A3.O: «Standard Welding Terms and Definitions» che in appendice A (normativa) riporta a sua volta la classificazione dei processi di saldatura, brasatura e taglio. Processo Saldatura ad elettrodo rivestito Saldatura ad arco sommerso con filo pieno Saldatura con elettrodo fusibile sotto protezione di gas inerte e filo pieno Saldatura con elettrodo fusibile sotto protezione di gas attivo e filo pieno Saldatura con elettrodo fusibile sotto protezione di gas attivo e filo animato con flusso Saldatura con elettrodo non consumabile in tungsteno sotto protezione di gas inerte e materiale d'apporto pieno Saldatura con elettrodo non consumabile in tungsteno sotto protezione di gas inerte senza materiale d'apporto Saldatura a resistenza a punti Saldatura con fiamma ossiacetilenica Friction Stir Welding Electron Beam Welding in Vacuum Solid state laser welding Codifica •so 4063 111 121 131 135 136 141 142 21 311 43 511 521 Designazione AWS A3.O SMAW SAW GMAW FCAW GTAW RSW OFW FSW E B VV-HV LBW 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 12.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Posizioni di saldatura La norma EN ISO 6947 classifica le posizioni di saldatura. PF, PG PA h) PH: pipe position for welding upwards 900 Pc PC i) PJ: pipe position for welding downwards 1800 PD j) PK: pipe position for orbital welding Designazione delle posizioni di saldatura in accordo ad EN ISO 6947 nella saldatura tra piaste, tubi e giunti tubo — piastra (estratto da UNI EN ISO 6947 figura 1 e figura 2) 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 13.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Posizioni di saldatura Anche in questo caso é opportuno citare lo standard AWS A3.O (cui si riconduce ad esempio anche il codice ASME BPV Sec.IX per la qualificazione del personale e procedimenti di saldatura). Giunti testa-testa Giunti d'angolo Designazione AWS A3.O IFR (tubo a rotolamento) 2FR (tubo a rotolamento) 3B uphill 3F downhill 5F uphill 5F downhill IF flat position IFR flat position (pipe rotating) horizontal vertical position 2FR horizontal vertical position (pipe rotated) Codifica •so 6947 PA PJ-L045 Designazione AWS A3.O 20 3C uphill 3C downhill 50 uphill 50 downhill 60 uphill 60 downhill Codifica ISO 6947 Rappresentazione schematica delle posizioni IF, IFR, 2F e 2FR (estratto da EN ISO 6947, tabella 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 14.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Tipologie di giunto Giunto testa-testa a Piena penetrazione Giunto testa-testa a T a Piena penetrazione Giunto testa-testa a parziale penetrazione Giunto testa-testa a T a parziale penetrazione 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 15.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Tipologie di giunto Nei giunti d'angolo, la sezione resistente é data dall'altezza di gola (a) moltiplicata per la lunghezza del cordone. L'altezza di gola nominale di un giunto viene definita come l'altezza del piü grande triangolo isoscele che puö essere inscritto nella sezione del giunto d'angolo. - L'altezza di gola effettiva é il valore di progetto dell'altezza del piü grande triangolo che puö essere inscritto nella sezione del giunto d'angolo. Giunto d'angolo con rappresentazione dell'altezza di gola nominale Ciunto d'angolo con rappresentazione dell'altezza di gola effettiva 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Preparazione dei lembi La preparazione dei lembi si rende necessaria ai fini di garantire la corretta penetrazione del giunto saldato. Essa dipenderå principalmente da: processo; - apporto termico; - accessibilitä del giunto; materiale (conducibilitå termica). I principali parametri da considerare nella preparazione del giunto sono: Spalla (s): sostiene il bagno ed evita lo sfondamento; Luce o gap (g): agevola la penetrazione; Apertura del cianfrino (a): contiene il materiale d'apporto e agevola il saldatore nella gestione del bagno di saldatura. Angolo di apertura del cianfrino (a) Luce o Gap (g) Principali parametri da considerare nella preparazione dei lembi 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Preparazione dei lembi Preparazione a lembi retti: tipicamente applicata per Ia saldatura con processi ad energia concentrata o per spessori particolarmente sottili Preparazione a V: tipicamente applicata nei processi di saldatura ad arco e con fiamma ossiacetilenica dove non vi é accessibilitå a rovescio (tipico il caso di tubazioni) Preparazione a X: tipicamente applicata nei processi di saldatura ad arco dove vi é accessibilitå a rovescio 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 18.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Preparazione dei lembi Preparazione a U: tipicamente applicata nei processi di saldatura ad arco per contenere la quantitå di materiale d'apporto e le tensioni/distorsioni derivanti dal processo di saldatura. Preparazione a doppia U: simile alla preparazione a U, applicabile nel caso in cui vi é accessibilitå al rovescio del giunto. Preparazione narrow gap: applicata nel caso di saldatura di forti spessori con processi ad arco automatici o meccanizzati. Consente un notevole contenimento dei costi in termini di materiale d'apporto, tempo di esecuzione del giunto e un notevole contenimento delle tensioni/deformazioni agenti sul giunto 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 19.

Introduzione alla tecnologia della saldatura Preparazione dei lembi Per garantire Ia Piena penetrazione, si puö ricorrere a: - saldatura da entrambi i lati; - saldatura su sostegno; - ripresa al rovescio (preferibilmente con solcatura); - impiego di processi che garantiscano un buon controllo della penetrazione (TIC, elettrodo rivestito cellulosico, fiamma ossiacetilenica) Saldatura su sostegno: in questo caso il sostegno puö essere fusibile (dello stesso materiale costituente il MB) o infusibile (tipicamente ceramico o in rame o a letto di flusso). Nel primo caso il sostegno rimane parte integrante del giunto, nel secondo viene rimosso al termine della saldatura. Solcatura e ripresa a rovescio: la solcatura - che deve essere eseguita sino a raggiungere la prima passata — ha 10 scopo di garantire Ia corretta compenetrazione tra Ie passate limitando quindi il rischio di mancanze di penetrazione / fusione tra le passate. 0 2025 — Istituto Italiano della Saldatura Template and contents are proprietary; any distribution requires written authorization 20.