Ampiezza del ciclo di sollecitazione
L'ampiezza del ciclo di sollecitazione è la differenza tra la sollecitazione massima e minima in un carico oscillante. Determina direttamente la velocità di formazione di una cricca di fatica nel cordone di saldatura. Un'ampia ampiezza riduce drasticamente la vita utile.
Meccanismo d'azione fisico-chimico
Sotto carico fluttuante, la tensione varia continuamente tra un valore superiore e uno inferiore. La differenza tra questi due valori è chiamata ampiezza del ciclo. Essa descrive l'intensità delle fluttuazioni di carico. Nel materiale, in corrispondenza di intagli o difetti, si creano picchi di tensione locali. Questi picchi guidano la crescita di una microcricca quando l'ampiezza del ciclo supera un valore di soglia.
Rilevanza metallurgica e rischi nella saldatura
I cordoni di saldatura hanno quasi sempre intagli: intagli di fusione, spazi di radice o inclusioni di scoria. In questi punti, l'ampiezza del ciclo esterno è amplificata. Anche piccole ampiezze possono, dopo molti cicli di carico, generare una cricca iniziale. Grandi ampiezze portano rapidamente a una frattura per fatica, spesso senza un preavviso visibile. Particolare rischio corrono i componenti con tensioni di trazione e carichi alternati.
Pratica in officina e istruzioni operative
• Mantieni l'ampiezza del ciclo il più bassa possibile tramite la progettazione. Evita bruschi cambi di sezione e improvvisi salti di rigidità.
• Leviga le transizioni del cordone senza intagli. Rimuovi intagli di fusione e spruzzi.
• Utilizza tecniche post-trattamento come pallinatura o martellatura per introdurre tensioni residue compressive. Esse riducono l'ampiezza del ciclo efficace.
• Verifica il carico effettivo. Il dimezzamento dell'ampiezza del ciclo può prolungare la durata di un fattore 5 a 10 (a seconda del caso di intaglio).
• Utilizza controlli non distruttivi per rilevare precocemente le cricche. Oltre una lunghezza di qualche millimetro, solo la risaldatura può aiutare.