A36, S355 o A514: cosa cambia il grado dell'acciaio nel prezzo della Sua carpenteria saldata
Il materiale è la voce più facile da leggere in un’offerta per carpenteria saldata ed è quella a cui i buyer danno più spesso troppo peso. Il prezzo della lamiera è visibile. Ciò che il grado fa a saldatura, preriscaldo, deformazione e lavorazione non lo è, e di solito pesa di più.
Le famiglie
Acciaio strutturale dolce: ASTM A36, EN S235JR. La scelta standard. Economico, disponibile ovunque, facile da saldare, nessun preriscaldo sulle sezioni normali. Snervamento intorno a 235-250 MPa. Planarità di laminazione approssimativa, quindi lasci sovrametallo di lavorazione.
Strutturale a resistenza più elevata: ASTM A572 Grade 50, EN S355J2. Circa il 50 per cento di snervamento in più per un aumento di prezzo contenuto. Si salda ancora con gli stessi processi, con più attenzione all’apporto termico sulle sezioni più spesse. S355J2 prevede una prova di resilienza specificata a meno 20 °C, che conta quando il disegno o l’applicazione richiedono tenacità. È il grado di lavoro per telai di macchine e strutture pesanti.
Bonificato: ASTM A514, EN S690QL. Snervamento intorno a 690 MPa. Si acquista quando il peso conta: strutture di sollevamento, bracci, macchine mobili. Porta con sé requisiti di saldatura reali. Preriscaldo e temperatura di interpass sono controllati e non facoltativi, i consumabili sono omogenei e a idrogeno controllato, e l’apporto termico è limitato in entrambi i sensi, perché troppo poco raffredda il giunto troppo in fretta e troppo addolcisce la zona termicamente alterata. Un trattamento termico dopo saldatura può annullare la bonifica, quindi il piano di distensione va deciso tenendo conto del grado.
Antiusura: Hardox 400 e 450, AR400. Si acquista per la durata all’usura, non per la resistenza. Si salda con i limiti di apporto termico e preriscaldo pubblicati dal produttore della lamiera, perché superarli elimina nel giunto la durezza per cui si è pagato. Di solito si usa come superficie di usura su una struttura in acciaio dolce e non per l’intero pezzo.
Inox 304L e 316L. Un discorso completamente diverso, trattato nella guida alle carpenterie saldate in inox.
Alluminio 6061 e 5083. Anche questo è diverso, e il problema della zona termicamente alterata è trattato qui.
Resistenza contro rigidezza, l’errore da evitare
Questo costa denaro vero.
Tutti gli acciai strutturali hanno in sostanza lo stesso modulo elastico, circa 200 GPa. Il limite di snervamento varia di un fattore tre tra i gradi sopra elencati. La rigidezza elastica non varia affatto.
Quindi:
- Se il pezzo è governato dalla resistenza, passare a un grado superiore consente di usare lamiera più sottile e di risparmiare peso, metallo d’apporto e lavorazione.
- Se il pezzo è governato dalla rigidezza o dalla freccia, un grado superiore non porta nulla. Una lamiera più sottile ad alta resistenza si inflette di più, non di meno. Servono altezza della sezione e geometria, non un grado migliore.
Basamenti macchina, portali e tutto ciò in cui conta la precisione sotto carico sono di solito governati dalla rigidezza. Strutture di sollevamento e membrature portanti sono di solito governate dalla resistenza. Sbagliare il verso produce un pezzo pesante e costoso oppure un telaio che flette.
Cosa fa il grado nelle fasi successive
| Famiglia di gradi | Saldatura | Deformazione | Lavorazione |
|---|---|---|---|
| A36, S235 | Semplice, nessun preriscaldo sulle sezioni normali | Moderata | Facile, ma la calamina è abrasiva |
| A572 Gr 50, S355 | Stessi processi, controllo termico più stretto | Simile all’acciaio dolce | Simile, leggermente più duro |
| A514, S690QL | Controllo di preriscaldo e interpass, consumabili omogenei, controllo dell’idrogeno | Simile, ma le riparazioni sono più limitate | Più duro, più lento, più usura degli utensili |
| Hardox, AR400 | Limiti di apporto termico, preriscaldo secondo il produttore della lamiera | Moderata | Duro. Spesso rettificato anziché fresato |
Il punto pratico è che passare da A36 ad A514 non aggiunge il 30 per cento alla commessa perché la lamiera costa il 30 per cento in più. Aggiunge tempo di preriscaldo, supervisione, costo dei consumabili, lavorazione più lenta e un percorso di riparazione più limitato.
Combinare gradi di proposito
È comune e di solito è giusto. Una struttura in acciaio dolce con una superficie di usura antiusura, o un telaio in S355 con ripari e staffe in A36, mette il materiale costoso solo dove lavora.
Serve però che il disegno indichi esplicitamente quale parte è di quale grado e quale procedura si applica ai giunti tra di esse, perché un giunto eterogeneo è un caso di qualifica a sé.
Planarità e tolleranza di spessore della lamiera
Due fatti che colgono di sorpresa:
La lamiera laminata a caldo arriva con una tolleranza di planarità larga rispetto a qualsiasi valore a cui si lavorerebbe. Quella tolleranza è nel pezzo prima ancora che venga eseguita una sola saldatura, ed è uno dei motivi per cui il sovrametallo di lavorazione non è facoltativo.
Anche lo spessore della lamiera ha una tolleranza. Se un progetto richiede uno spessore preciso su una superficie, quella superficie va lavorata. Indicare uno spessore nominale di lamiera come quota finita è un errore di disegno comune.
Una regola di scelta breve
- Governato dalla rigidezza, dimensioni non vincolate: A36 o S355, sezione più alta.
- Governato dalla resistenza, il peso conta: S355, oppure A514 se il risparmio di peso giustifica il costo di saldatura.
- Superficie di usura: struttura in acciaio dolce con una superficie antiusura.
- La corrosione conta: 316L, e metta a budget ciò che l’inox porta con sé.
- Tenacità a bassa temperatura prescritta: un grado con prova di resilienza, come S355J2, e lo indichi sul disegno.
Invii il Suo disegno con il grado indicato e La abbineremo a officine con procedure qualificate per saldarlo.
Domande frequenti
Un acciaio a resistenza più elevata costa sempre di più nel complesso?
Non sempre. La lamiera A514 costa di più al chilogrammo, ma se consente sezioni più sottili possono diminuire peso totale, volume di saldatura, tempo di lavorazione e trasporto. Dove di solito perde è sui pezzi governati dalla rigidezza e non dalla resistenza, perché tutti gli acciai hanno in sostanza lo stesso modulo elastico.
Posso sostituire A36 con S355 per risparmiare peso?
Per un pezzo governato dalla resistenza, spesso sì. Per un pezzo governato dalla rigidezza, no. La freccia dipende dal modulo elastico e dalla geometria della sezione, e il modulo è circa lo stesso per tutti gli acciai strutturali, quindi una lamiera più sottile ad alta resistenza si inflette di più.
Il grado cambia il costo della saldatura?
Sì. I gradi a resistenza più elevata e quelli bonificati comportano preriscaldo, controllo della temperatura di interpass, scelta dei consumabili e talvolta controllo dell'idrogeno. Significa saldatura più lenta e più supervisione, e si vede nelle ore.
Le serve un’offerta per questo pezzo?
Invii il disegno. La abbiniamo a un massimo di 3 officine che lo saldano e lo lavorano internamente, e rispondiamo entro 24 ore lavorative.
Trova un’officina per carpenteria saldata