Definizione
È la regione del metallo base che non è stata fusa durante la saldatura, ma la cui microstruttura e proprietà meccaniche sono cambiate a causa del calore della saldatura.
Molte persone confondono la ZTA con la zona fusa.
Sebbene la zona fusa subisca molte trasformazioni chimiche e metallurgiche durante la sua fusione e solidificazione, ed è quindi influenzata dal calore o dalla temperatura, non è ciò che chiamiamo HAZ.
Per comprendere meglio la distinzione di queste definizioni, guardare l'immagine seguente:
La debolezza di HAZ
HAZ è una regione che può diventare il punto debole in un giunto di saldatura che, in condizioni normali, sarebbe sufficientemente resistente.
Questo è comune negli acciai al carbonio, dove oltre ad essere meno resistente del metallo di saldatura (WM), la ZTA può essere fonte di difetti e fonte di guasti catastrofici.
Pur essendo meno resistente del WM, la qualificazione di un procedimento di saldatura deve garantire che la ZTA sia più forte o almeno conservi le caratteristiche del metallo base originale.
Alcuni dei motivi della fragilità della ZTA di un acciaio al carbonio possono essere visti di seguito:
- I grani nella ZTA crescono a causa del calore e della temperatura di picco. Le microstrutture a grana grossa hanno minore tenacità alle basse temperature e, in generale, minore resistenza alla corrosione.
- Il calore favorisce inoltre la coalescenza e la sferonizzazione dei componenti in acciaio, come la cementite, riducendone le resistenze meccaniche.
- Il tipico ciclo termico della saldatura e il suo rapido raffreddamento della ZTA possono aiutare e migliorare la formazione di una struttura cristallina dura e fragile nota come martensite.
- La struttura martensitica generata è fondamentale per l'assorbimento dell'idrogeno e il cracking (cracking a freddo). Questa crepa non è generalmente visibile all'occhio umano, ma può compromettere gravemente le prestazioni o ridurre la durata dell'apparecchiatura.
- L'aumento di durezza causato dalla nuova microstruttura martensitica diminuisce la resistenza alla corrosione e all'urto.
Un'osservazione è che altri tipi di materiali possono avere una ZTA più forte, contrariamente al nostro paradigma tradizionale. Di conseguenza, possono valere altre considerazioni.
Regioni di una ZTA
I concetti di fragilità di cui sopra sono generici. Oltre a variare da materiale a materiale, presentano variazioni all'interno della ZTA stessa.
Secondo GRONG & AKSELSEN, una saldatura a passaggio singolo può essere suddivisa in 5 regioni molto caratteristiche, a seconda della temperatura di picco:
- Regione parzialmente fusa: temperatura vicina al punto di fusione.
- Regione a grana grossa: temperatura di picco superiore a 1100ºC.
- Regione a grana fine: temperatura di picco appena al di sopra della temperatura di trasformazione critica.
- Regione intercritica: temperatura di picco leggermente al di sotto della temperatura di trasformazione critica.
- Regione subcritica: temperatura di picco leggermente al di sotto della temperatura AC1 o AR1.
La rappresentazione che segue fornisce una perfetta analogia tra la distribuzione termica, le temperature di picco raggiunte e la suddivisione in regioni.
Una saldatura multipass presenta naturalmente una maggiore complessità di analisi, in quanto le successive passate tempreranno le precedenti.
È importante notare che la generalizzazione dell'argomento di cui sopra è solo per facilitare la comprensione (didattica) e per dirigere gli sforzi di controllo della qualità.
L'estensione di una ZTA
Vale la pena notare che la ZTA è la zona interessata dal calore (temperatura) nel metallo di base e che non è sinonimo di zona riscaldata.
La regione che ha la sua temperatura aumentata è molto più grande, ma consideriamo solo l'area "colpita" o "danneggiata" dal calore come ZTA.
Vedi sotto due macrografie con l'indicazione della ZTA. La macro a destra è molto più evidente dato il colore molto più scuro della ZTA.
La modifica delle proprietà del materiale dipenderà principalmente da:
- Materiale di base.
- Coefficiente di conducibilità termica.
- Temperatura di preriscaldamento.
- Apporto termico.
Materiale di base
Le caratteristiche di HAZ dipendono fondamentalmente dal ciclo termico e dalla distribuzione termica. E questo dipende dal tipo di metallo base e dalla procedura di saldatura.
A seconda del tipo di metallo da saldare, gli effetti del ciclo termico possono variare molto.
Nel caso dei metalli non trasformabili (es. alluminio), il cambiamento strutturale più marcato sarà la crescita del grano (o la ricottura nel caso di leghe incrudite).
Coefficiente di conducibilità termica
Il coefficiente termico la conduttività del materiale di base gioca un ruolo importante.
Se il coefficiente è alto, il materiale ha un'elevata velocità di raffreddamento e una piccola zona termicamente influenzata.
Un coefficiente basso si traduce in una maggiore concentrazione di calore, una velocità di raffreddamento più lenta e, di conseguenza, una ZTA più alta.
Apporto di calore (mediante processo di saldatura)
Il la quantità di calore introdotta dal processo di saldatura gioca un ruolo importante, ad esempio:
- La saldatura a gas ha un elevato apporto di calore che fa aumentare le dimensioni della ZTA.
- La saldatura laser, invece, fornisce una quantità di calore molto concentrata e limitata, determinando una piccola ZTA.
- La saldatura ad arco si trova tra questi due estremi, con grande variazione tra ogni processo a seconda dell'apporto di calore.
Versione Inglese
Informazioni sulla Saldatura
Citazione
Quando è necessario includere un fatto o un'informazione in un compito o in un saggio, è necessario includere anche dove e come si è trovato tale informazione (HAZ).
Questo dà credibilità al tuo documento ed è talvolta richiesto nell'istruzione superiore.
Per rendere la tua vita (e la citazione) più facile basta copiare e incollare le informazioni qui sotto nel tuo compito o saggio:
Luz, Gelson. Cos'è La Zona Termicamente Alterata (HAZ). Blog Materiali. Gelsonluz.com. gg mmmm aaaa. URL.
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tutto molto chiaro grazie
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