Il filo per saldatura in titanio è un metallo d'apporto utilizzato per unire il titanio mediante saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno sotto gas (GTAW o TIG) e saldatura ad arco con elettrodo metallico sotto gas (GMAW o MIG). AWS A5.16/A5.16M classifica gli elettrodi e le bacchette in titanio e leghe di titanio principalmente in base alla composizione chimica dell'elettrodo e tratta anche requisiti generali, prove, imballaggio e indicazioni applicative. Questa guida illustra le classificazioni ERTi comuni, il rapporto tra scelta del materiale d'apporto, metallo base e procedura di saldatura qualificata, le forme di fornitura da definire in una richiesta di offerta e i controlli di processo che influiscono sull'accettazione della saldatura.
Come selezionare una classificazione ERTi AWS A5.16
La scelta del materiale d'apporto deve seguire il progetto tecnico e la specifica di procedura di saldatura qualificata (WPS), supportata dal relativo verbale di qualificazione della procedura (PQR). La corrispondenza della famiglia nominale della lega è un punto di partenza, non la regola completa di accettazione.
| Classificazione del materiale d'apporto | Famiglia nominale della lega | Contesto tipico di selezione, subordinato a WPS/PQR |
|---|---|---|
| ERTi-1 / ERTi-2 / ERTi-3 / ERTi-4 | Classificazioni del titanio commercialmente puro | Materiali base in titanio commercialmente puro |
| ERTi-5 | Ti-6Al-4V | Applicazioni della lega Grade 5 |
| ERTi-7 | Ti-0.15Pd | Applicazioni Grade 7 in servizio corrosivo |
| ERTi-9 | Ti-3Al-2.5V | Applicazioni della lega Grade 9 |
| ERTi-12 | Ti-0.3Mo-0.8Ni | Applicazioni Grade 12 in servizio corrosivo |
| ERTi-23 | Ti-6Al-4V ELI | Applicazioni ELI quando richieste dal progetto e dalla procedura di saldatura |
ERTi-2 è una classificazione di materiale d'apporto in titanio commercialmente puro comunemente specificata. Verificarla rispetto al materiale base, al servizio, al progetto del giunto e a WPS/PQR. Un valore minimo di resistenza a trazione tratto da una specifica di prodotto del materiale base non deve essere presentato come base della classificazione AWS del materiale d'apporto.
Materiale d'apporto per saldatura AWS A5.16 e filo per uso generale ASTM B863 a confronto
Due specifiche diverse vengono spesso confuse nelle richieste. AWS A5.16/A5.16M riguarda elettrodi e bacchette per saldatura in titanio. ASTM B863 riguarda filo in titanio e leghe di titanio per applicazioni generali. Indicare l'uso previsto e la specifica di riferimento, poiché lo stesso diametro nominale non rende il filo per uso generale un materiale d'apporto per saldatura accettato.
| Specifica | Cosa copre |
|---|---|
| AWS A5.16/A5.16M | Elettrodi e bacchette per saldatura in titanio |
| ASTM B863 | Filo di titanio e leghe di titanio per applicazioni generali |
Quali forme e dimensioni inserire nella richiesta di offerta?
Indicare se il processo richiede bacchette diritte tagliate a misura o filo su bobina, quindi fornire classificazione ERTi, diametro, lunghezza a misura o requisito della bobina, quantità, requisiti di superficie e pulizia, imballaggio e ambito della documentazione. Beiyu conferma diametro, lunghezza, configurazione della bobina e percorso di imballaggio offerti per la classificazione selezionata prima del rilascio dell'ordine, anziché considerare universale un unico intervallo fisso.
Quali controlli di saldatura influiscono sull'accettazione del titanio?
La saldatura del titanio richiede preparazione del giunto, gestione del materiale d'apporto e protezione con gas inerte conformi alla WPS qualificata. Mantenere giunto e materiale d'apporto privi di contaminazione, proteggere la radice della saldatura ove richiesto e mantenere la protezione sulla saldatura e sulla zona termicamente alterata per la durata indicata dalla procedura. Un'alterazione del colore può indicare un problema di protezione, ma il solo colore della saldatura non costituisce una prova completa di accettazione meccanica o secondo codice. Applicare i criteri di accettazione della WPS di riferimento, del codice di fabbricazione e della specifica di progetto.
Contesti applicativi comuni
ERTi-2 viene comunemente considerato per la fabbricazione in titanio commercialmente puro, ad esempio giunti di tubi, tubo-piastra tubiera e apparecchiature di processo, quando la procedura qualificata seleziona tale classificazione. ERTi-5 serve le applicazioni della lega Ti-6Al-4V quando il progetto e la WPS richiedono un materiale d'apporto in lega corrispondente. ERTi-7, ERTi-12 ed ERTi-23 rispondono alle rispettive famiglie di leghe e ai requisiti di servizio, subordinatamente alla qualificazione tecnica e della procedura.
| Classificazione | Contesto applicativo indicato dalla guida |
|---|---|
| ERTi-2 | Comunemente considerato per la fabbricazione in titanio commercialmente puro, come giunzioni di tubi, tra tubo e piastra tubiera e di apparecchiature di processo, quando la procedura qualificata seleziona tale classificazione |
| ERTi-5 | Destinato alle applicazioni della lega Ti-6Al-4V quando il progetto e la procedura di saldatura richiedono un materiale d'apporto in lega corrispondente |
| ERTi-7, ERTi-12 e ERTi-23 | Rispondono alle rispettive famiglie di leghe e ai requisiti di esercizio, subordinatamente alla qualificazione progettuale e della procedura |
Cosa indicare in una richiesta di offerta per filo per saldatura in titanio
Indicare classificazione ERTi, materiale base, processo di saldatura, specifica di riferimento del materiale d'apporto, diametro, forma, lunghezza a misura o requisito della bobina, quantità, requisiti di superficie e pulizia, imballaggio e ambito dei certificati o della tracciabilità. I campi richiesti per MTC, EN 10204 3.1 e tracciabilità della colata o del lotto devono essere indicati nella richiesta di offerta e confermati nell'offerta e nell'ordine d'acquisto.
| Campo da indicare in una richiesta di offerta per filo da saldatura | Dettaglio |
|---|---|
| Classificazione | La classificazione ERTi |
| Materiale base e processo | Il materiale base e il processo di saldatura |
| Specifica applicabile | La specifica applicabile al materiale d'apporto |
| Forma e dimensioni | Diametro, forma e lunghezza a misura o requisito della bobina |
| Quantità | La quantità dell'ordine |
| Superficie e imballaggio | Requisiti di superficie e pulizia, e imballaggio |
| Certificato e tracciabilità | Certificato del materiale richiesto, EN 10204 3.1 e campi di tracciabilità della colata o del lotto, indicati nella richiesta di offerta e confermati nell'offerta e nell'ordine d'acquisto |
Esaminare le forme del materiale d'apporto TIG e MIG nella pagina prodotto del filo per saldatura in titanio e del materiale d'apporto ERTi. Per altre opzioni di filo, consultare la categoria del filo di titanio, confrontare le leghe nella guida al confronto dei gradi di titanio, e consultare le opzioni di tubi per gli assiemi saldati nella categoria dei tubi in titanio. Inviare materiale di base, classe ERTi, diametro, forma, quantità e requisiti documentali a [email protected] per la valutazione dell'offerta.
Filo in titanio: peso per metro e metri per chilogrammo
Il filo d'apporto si acquista a peso e si consuma per lunghezza, quindi il dato effettivamente necessario a un ingegnere di saldatura è quello dei metri per chilogrammo. La tabella riporta entrambe le conversioni nell'intera gamma trafilata, dal filo fine da 0,1 mm ai diametri utilizzati nelle lavorazioni TIG e MIG, in materiale commercialmente puro e Ti-6Al-4V.
| Diametro (mm) | Grade 2 / ERTi-2 | Grade 5 / ERTi-5 | ||
|---|---|---|---|---|
| kg/m | m/kg | kg/m | m/kg | |
| 0.1 | 0.000035 | 28,231 | 0.000035 | 28,741 |
| 0.15 | 0.00008 | 12,547 | 0.00008 | 12,774 |
| 0.2 | 0.00014 | 7,058 | 0.00014 | 7,185 |
| 0.3 | 0.00032 | 3,137 | 0.00031 | 3,193 |
| 0.4 | 0.00057 | 1,764 | 0.00056 | 1,796 |
| 0.5 | 0.00089 | 1,129 | 0.00087 | 1,150 |
| 0.6 | 0.0013 | 784 | 0.0013 | 798 |
| 0.8 | 0.0023 | 441 | 0.0022 | 449 |
| 0.9 | 0.0029 | 349 | 0.0028 | 355 |
| 1.0 | 0.0035 | 282 | 0.0035 | 287 |
| 1.2 | 0.0051 | 196 | 0.0050 | 200 |
| 1.6 | 0.0091 | 110 | 0.0089 | 112 |
| 2.0 | 0.0142 | 71 | 0.0139 | 72 |
| 2.4 | 0.0204 | 49 | 0.0200 | 50 |
| 3.0 | 0.0319 | 31 | 0.0313 | 32 |
| 3.2 | 0.0363 | 28 | 0.0356 | 28 |
| 4.0 | 0.0567 | 18 | 0.0557 | 18 |
| 5.0 | 0.0886 | 11 | 0.0870 | 11 |
| 6.0 | 0.1275 | 8 | 0.1253 | 8 |
Entrambe le colonne derivano dalla stessa sezione trasversale: W (kg/m) = π × d² × ρ ÷ 4000, e i metri per chilogrammo ne sono il reciproco. Le densità sono 4,51 g/cm³ per il titanio commercialmente puro e 4,43 g/cm³ per il Ti-6Al-4V.
L'utilizzo pratico consiste nella stima di una lavorazione anziché nella sua quotazione. Un tratto di saldatura consuma una lunghezza di materiale d'apporto che dipende dalla preparazione del giunto, dalla tecnica e dal tasso di deposito, anziché dal solo diametro del filo; questi valori convertono quindi una stima di lunghezza in un peso d'acquisto, non viceversa. Le bacchette TIG a misura sono solitamente fornite in lunghezze di 1000 mm, rendendo diretto il calcolo: a 1,6 mm nel titanio commercialmente puro, un chilogrammo corrisponde a circa 110 bacchette. All'estremità più fine della gamma il rapporto si inverte, e un chilogrammo di filo da 0,1 mm raggiunge circa 28 chilometri, motivo per cui il filo fine si acquista a peso e si pianifica per bobina.
Il filo in bobina introduce un'ulteriore variabile. Il peso della bobina è nominale e la lunghezza utilizzabile su una bobina parzialmente consumata non è nota senza pesarla; pertanto i processi continui sono normalmente pianificati sul numero di bobine con un margine, anziché sui metri calcolati. I diametri intermedi tra le righe e i gradi d'apporto in nichel e zirconio sono compresi nel calcolatore del peso del titanio.
Dettagli delle specifiche con fonti
Il documento del materiale d'apporto stesso reca 2 designazioni che conviene citare esattamente: l'edizione 2013 è pubblicata come AWS A5.16/A5.16M:2013 (ISO 24034:2010 MOD), un'adozione modificata della norma internazionale sui materiali d'apporto, e ASME ripubblica lo stesso testo nella Sezione II Parte C come SFA-5.16. Il riferimento SFA-5.16 di un fabbricante che opera secondo codice e il riferimento AWS A5.16 di un ingegnere di saldatura corrispondono quindi a un unico insieme di classificazioni; per questo conviene citare nella richiesta di offerta la designazione e l'edizione rispetto alle quali è stata qualificata la WPS.
La scheda di fabbrica Beiyu abbina i gradi del filo trafilato a 7 classificazioni ERTi, ERTi-1, ERTi-2, ERTi-4, ERTi-5, ERTi-7, ERTi-9 ed ERTi-12, ciascuno rilasciato con la composizione chimica della colata verificata presso uno dei 2 laboratori designati. Nelle richieste di offerta per filo per saldatura esaminate da Beiyu in 15 anni di esportazione di titanio, il campo più spesso assente è il grado del metallo base scritto accanto alla classe ERTi; aggiungere quella sola riga consente a Beiyu di verificare la classificazione rispetto al materiale base prima dell'offerta anziché dopo.