Salta al contenuto
Note per Studenti Esercizio - cordoni d'angolo di una staffa saldata e lettura del simbolo

Esercizio - cordoni d'angolo di una staffa saldata e lettura del simbolo

In questa pagina 7

Testo. Una piastra di acciaio è saldata a una struttura con due cordoni d'angolo laterali, paralleli alla forza di trazione F=60F = 60 kN. Il saldatore esegue i cordoni con lato z=6z = 6 mm. La tensione tangenziale ammissibile sulla gola è τadm=100\tau_{adm} = 100 MPa. Sul disegno il giunto è indicato da una freccia che tocca il giunto, una linea di riferimento continua con tratteggio parallelo, e, dalla parte della linea continua, un triangolo (cordone d'angolo) con davanti "a4,2a4{,}2", dietro "8080", e in coda nella forcella il numero 135135.

a) Si determini l'altezza di gola aa e la si confronti con il valore scritto nel simbolo.

b) Si legga per intero il simbolo di saldatura: cosa si ottiene, da che lato, con quali dimensioni e con quale processo?

c) Con a=4,2a = 4{,}2 mm e l=80l = 80 mm per cordone, si verifichi la tensione. Qual è la lunghezza minima del cordone per F=60F = 60 kN?

d) Se i cordoni fossero di a=3a = 3 mm, quanto dovrebbe essere lungo ciascuno?

e) Domanda teorica. Perché si sottrae 2a2a dalla lunghezza del cordone? Quali controlli non distruttivi si possono fare sul giunto saldato?

Teoria: Collegamenti fissi - saldature, chiodature e incollaggiI collegamenti fissi si smontano solo distruggendoli. La saldatura per fusione unisce i lembi con metallo d'apporto: il cordone d'angolo ha altezza di gola a = z/√2 e si verifica a taglio sulla sezione di gola a·l_eff con l_eff = l - 2a; sul disegno la saldatura si indica con la linea di riferimento, la freccia e un simbolo (ISO 2553). La chiodatura si verifica a taglio del rivetto, rifollamento della lamiera e trazione della sezione netta; l'incollaggio lavora a taglio sull'area incollata e teme la pelatura.Collegamenti fissi - saldature, chiodature e incollaggi →.


a) Altezza di gola

Il cordone d'angolo è un triangolo con due lati uguali zz; la sua altezza (rispetto all'ipotenusa) è a=z2=61,414=4,24 mma = \frac{z}{\sqrt 2} = \frac{6}{1{,}414} = 4{,}24\ \text{mm} Il simbolo riporta a4,2a4{,}2 (arrotondato): corrisponde a z=4,2⋅2=5,94≈6z = 4{,}2\cdot\sqrt 2 = 5{,}94 \approx 6 mm ✓.

b) Lettura del simbolo

  • Freccia sul giunto, simbolo dalla parte della linea continua: saldatura dal lato della freccia.
  • Triangolo: cordone d'angolo.
  • a4,2a4{,}2 davanti al simbolo: altezza di gola 4,24{,}2 mm.
  • 8080 dietro al simbolo: lunghezza del cordone 8080 mm.
  • 135135 nella forcella: processo MAG (saldatura ad arco con filo continuo e gas attivo). Vuol dire: cordone d'angolo di altezza di gola 4,24{,}2 mm e lunghezza 8080 mm, eseguito dal lato della freccia con processo MAG. Se il simbolo non è ripetuto sull'altro lato, c'è un solo cordone per giunto; i due cordoni dell'esercizio sono, per esempio, i due lati della piastra, ognuno con il suo simbolo.

c) Verifica e lunghezza minima

Lunghezza efficace di un cordone (si tolgono i crateri a ciascuna estremità): leff=l−2a=80−2⋅4,2=71,6l_{eff} = l - 2a = 80 - 2\cdot4{,}2 = 71{,}6 mm. Due cordoni: τ=F2 a leff=60 0002⋅4,2⋅71,6=99,8 MPa≤100 MPa ✓\tau = \frac{F}{2\,a\,l_{eff}} = \frac{60\,000}{2\cdot4{,}2\cdot71{,}6} = 99{,}8\ \text{MPa} \le 100\ \text{MPa}\ ✓ Il giunto è verificato ma con margine quasi nullo. Lunghezza minima: leff≥F2 a τadm=60 0002⋅4,2⋅100=71,4 mm  ⇒  l≥71,4+8,4=79,8 mml_{eff} \ge \frac{F}{2\,a\,\tau_{adm}} = \frac{60\,000}{2\cdot4{,}2\cdot100} = 71{,}4\ \text{mm} \;\Rightarrow\; l \ge 71{,}4 + 8{,}4 = 79{,}8\ \text{mm} La lunghezza di 8080 mm scritta nel disegno è quindi la minima.

d) Cordoni più sottili

Con a=3a = 3 mm: leff≥60 0002⋅3⋅100=100l_{eff} \ge \dfrac{60\,000}{2\cdot3\cdot100} = 100 mm, l≥100+6=106l \ge 100 + 6 = 106 mm. Un cordone più basso richiede una lunghezza maggiore (+33%33\%) per portare la stessa forza: conviene un cordone più lungo se lo spazio c'è, perché consuma meno apporto (volume proporzionale a a2a^2), ma il carico si distribuisce in modo meno uniforme su cordoni lunghi.

e) Crateri e controlli

Alle estremità del cordone il metallo penetra male (cratere finale, innesco) e la sezione di gola è incompleta: per questo si considera una lunghezza efficace l−2al - 2a. I giunti saldati si controllano con esame visivo, liquidi penetranti (cricche superficiali), magnetoscopia (per materiali ferromagnetici), ultrasuoni e radiografia (difetti interni come porosità, inclusioni, mancanza di fusione).


Risultati

  • a=4,24 mma = \mathbf{4{,}24\ mm} (z=6z = 6); simbolo a4,2a4{,}2.
  • Cordone d'angolo, a=4,2a = 4{,}2 mm, l=80l = 80 mm, lato freccia, MAG (135).
  • τ=99,8 MPa≤100\tau = \mathbf{99{,}8\ MPa} \le 100; lmin=79,8 mml_{min} = \mathbf{79{,}8\ mm}.
  • Con a=3a = 3 mm: l≥106l \ge 106 mm.

Errori comuni

  • Usare zz al posto di aa nell'area di gola.
  • Dimenticare 2a2a nella lunghezza efficace.
  • Scambiare il lato del simbolo: dalla parte della linea continua è il lato della freccia.
  • Dimenticare di contare due cordoni nella somma delle sezioni di gola.

Versione ripasso

Testo. Due cordoni d'angolo laterali, F=60F = 60 kN, z=6z = 6 mm, τadm=100\tau_{adm} = 100 MPa. Simbolo: triangolo dalla parte della linea continua, "a4,2a4{,}2" davanti, "8080" dietro, codice 135135 in coda. Si chiedono aa, lettura, verifica, lunghezza minima e con a=3a = 3 mm.

Teoria: Collegamenti fissi - saldature, chiodature e incollaggiI collegamenti fissi si smontano solo distruggendoli. La saldatura per fusione unisce i lembi con metallo d'apporto: il cordone d'angolo ha altezza di gola a = z/√2 e si verifica a taglio sulla sezione di gola a·l_eff con l_eff = l - 2a; sul disegno la saldatura si indica con la linea di riferimento, la freccia e un simbolo (ISO 2553). La chiodatura si verifica a taglio del rivetto, rifollamento della lamiera e trazione della sezione netta; l'incollaggio lavora a taglio sull'area incollata e teme la pelatura.Collegamenti fissi - saldature, chiodature e incollaggi →.

Soluzione

  • a=z/2=4,24a = z/\sqrt 2 = 4{,}24 mm, scritto a4,2a4{,}2 (corrisponde a z≈6z \approx 6).
  • Simbolo: cordone d'angolo, altezza di gola 4,24{,}2 mm, lunghezza 8080 mm, lato freccia (parte della linea continua), MAG (135).
  • leff=l−2a=71,6l_{eff} = l - 2a = 71{,}6 mm; τ=F/(2 a leff)=99,8≤100\tau = F/(2\,a\,l_{eff}) = 99{,}8 \le 100 MPa. Minimo: leff≥71,4l_{eff} \ge 71{,}4, l≥79,8l \ge 79{,}8 mm.
  • Con a=3a = 3: leff≥100l_{eff} \ge 100, l≥106l \ge 106 mm (+33%+33\% di lunghezza).
  • Si toglie 2a2a per i crateri di estremità. Controlli: visivo, liquidi penetranti, magnetoscopia, ultrasuoni, radiografia.

Errori tipici: zz al posto di aa; dimenticare 2a2a o i due cordoni; lati del simbolo scambiati.

Teoria collegata