L'S960QL è un acciaio strutturale ad alta resistenza con limite di snervamento minimo di 960 MPa, prodotto mediante tempra e rinvenimento (QT). È fabbricato secondo la EN 10025-6 e impiegato in veicoli militari, macchine movimento terra pesanti, gru mobili e strutture portanti saldate.
Saldare questo acciaio è tecnicamente molto impegnativo: parametri errati possono causare sia perdita di resistenza nella zona termicamente alterata (addolcimento della ZTA) sia rischi di cricche a freddo (cricche ritardate indotte dall'idrogeno).
Regola fondamentale: non esiste una WPS universale per l'S960QL. È obbligatoria una WPS approvata specifica per il materiale S960QL secondo la EN ISO 15614-1.
Proprietà metallurgiche dell'S960QL
Le proprietà meccaniche, la distribuzione della durezza dalla superficie al cuore e la tenacità della ZTA dell'S960QL derivano in gran parte dal trattamento termico QT. Il calore di saldatura può compromettere questa struttura:
- Addolcimento della ZTA: quando l'apporto termico di saldatura è elevato, la microstruttura nella zona termicamente alterata (ZTA) si normalizza e il limite di snervamento scende sotto i 960 MPa.
- Cricche a freddo: si verificano nel triangolo idrogeno diffusibile + elevate tensioni di trazione + microstruttura suscettibile; possono comparire anche ore dopo il completamento della saldatura.
Parametri di saldatura critici
| Parametro | Valore / Regola | Riferimento normativo |
|---|---|---|
| Apporto termico | Massimo 1,5 kJ/mm (intervallo 0,5–1,5 kJ/mm secondo le raccomandazioni del produttore) | EN ISO 1011-2 metodo B |
| Preriscaldo | In base a CEV, spessore e temperatura ambiente; tipicamente ≥75°C – 150°C | EN ISO 1011-2 metodo B |
| Temperatura interpass | Massimo 220°C (≤200°C raccomandato dalla maggior parte dei produttori) | Deve essere specificata nella WPS |
| Idrogeno diffusibile | Classe H5 o inferiore (≤5 ml/100g di metallo depositato) | EN ISO 3690 |
| PWHT | Generalmente sconsigliato — non deve superare la temperatura di rinvenimento | Documentazione tecnica del produttore |
Calcolo del CEV e preriscaldo
La temperatura di preriscaldo si basa sul carbonio equivalente (CEV) calcolato dalla composizione chimica dell'acciaio. Formula del metodo B della EN ISO 1011-2:
CEV = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
L'intervallo tipico di CEV per l'S960QL è 0,65–0,82. Questo valore indica che il preriscaldo è obbligatorio. Il preriscaldo effettivo si calcola tenendo conto anche del parametro combinato Cp, dell'idrogeno diffusibile (HD) e dello spessore di parete.
Nota pratica: quando la temperatura ambiente è inferiore a +5°C, il valore di preriscaldo calcolato deve essere automaticamente aumentato secondo la EN ISO 1011-2.
Scelta del materiale d'apporto: requisito H5
Mantenere bassi i livelli di idrogeno diffusibile è il passo più critico per prevenire le cricche a freddo nella saldatura dell'S960QL. Pertanto:
- Tutti i materiali di consumo per saldatura (filo, elettrodo, flusso) devono essere di classe H5 o inferiore.
- I materiali di consumo non devono essere utilizzati se hanno assorbito umidità; fili animati ed elettrodi devono essere conservati in forni di mantenimento riscaldati.
- Per la saldatura MAG si preferisce una miscela di gas di protezione Ar-CO₂ (tipicamente 80% Ar + 20% CO₂ o secondo le raccomandazioni del produttore).
- Nella scelta dei materiali di consumo va garantita anche la corrispondenza della resistenza a trazione (evitare over-matching e under-matching).
Requisiti della WPS (specifica di procedura di saldatura)
Per la saldatura dell'S960QL, la WPS deve essere supportata e approvata da un WPQR (verbale di qualifica della procedura di saldatura) secondo EN ISO 15614-1. Prove distruttive per l'approvazione del WPQR:
- Prova di trazione (EN ISO 4136)
- Prova di piegamento (EN ISO 5173)
- Prova di resilienza Charpy (EN ISO 9016) — da ZTA e zona fusa, tipicamente a −40°C
- Prova di durezza (EN ISO 9015-1) — critica per il controllo del rammollimento della ZTA
- Esame macrografico (EN ISO 17639)
Importante: il campo di validità della WPS approvata per l'S960QL — spessore, apporto termico, preriscaldo, gruppo del materiale d'apporto — deve corrispondere esattamente al pezzo di produzione. L'impiego di parametri al di fuori del campo della WPS invalida il certificato CE e la conformità alla EN 1090.
Confronto con l'S700MC
L'S700MC, spesso confuso con gradi di resistenza simile, è un acciaio TMCP (laminato termomeccanicamente) e mostra un comportamento in saldatura sostanzialmente diverso dall'acciaio bonificato S960QL:
- L'S700MC ha un CEV basso (≤0,39); il preriscaldo in genere non è necessario.
- Il limite di apporto termico per l'S700MC è più severo: massimo 1,5 kJ/mm (1,0 kJ/mm per alcuni produttori).
- Il PWHT non è raccomandato per l'S960QL e non è raccomandato nemmeno per l'S700MC — ma per motivi diversi.
Per ciascun materiale sono richiesti documenti WPS separati; utilizzare la stessa WPS per entrambi gli acciai è tecnicamente scorretto.
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