Le saldature su tubi e lamiere richiedono conformità a specifiche norme UNI. La UNI EN ISO 9692 regola la preparazione dei giunti e la cianfrinatura, la UNI EN ISO 3834 stabilisce i requisiti di qualità del processo, e la UNI EN 1090 definisce i criteri per le strutture metalliche con marcatura CE. La preparazione meccanica a freddo dei lembi mediante smussatrici e fresatubi garantisce precisione e assenza di alterazioni termiche del materiale.
La preparazione dei giunti: fondamento della saldatura a norma
La qualità di una saldatura su tubi e lamiere inizia molto prima dell’arco elettrico. La preparazione dei lembi rappresenta la fase preliminare che determina la conformità normativa e la resistenza meccanica del giunto finale.
La cianfrinatura, ossia la smussatura degli spigoli metallici, serve a creare lo spazio necessario per la penetrazione ottimale del bagno di saldatura. Senza una preparazione adeguata, il materiale d’apporto non riesce a fondere completamente con il metallo base, compromettendo l’integrità strutturale del giunto.
Per spessori superiori a 3-4 mm la preparazione è normalmente necessaria per garantire penetrazione completa. Al di sotto di questa soglia, i lembi possono essere semplicemente accostati dopo un’accurata pulizia. Oltre i 4 mm, invece, la normativa richiede geometrie specifiche che variano in base allo spessore e al tipo di sollecitazione prevista.
Le smussatrici per lamiere GBC permettono di realizzare preparazioni precise su spessori da 6 a 120mm, con angoli variabili fino a 90° e tolleranze millimetriche costanti, garantendo la conformità ai requisiti normativi fin dalla fase iniziale.
UNI EN ISO 9692: la norma per la preparazione dei giunti
La serie di norme UNI EN ISO 9692 rappresenta il riferimento tecnico per la geometria degli smussi. Articolata in 4 parti, ciascuna copre processi e materiali specifici.
La parte 1 (edizione 2013) definisce le preparazioni per saldatura manuale ad arco con elettrodi rivestiti, MIG/MAG, TIG e saldatura a gas degli acciai. La parte 2 tratta la saldatura ad arco sommerso, mentre la parte 3 (2016) approfondisce le specifiche tecniche per MIG e TIG. La parte 4 (2005) è dedicata agli acciai placcati.
Ogni parte specifica distanze tra lembi, angoli di smusso, altezze di spalla e tolleranze ammissibili. Il disallineamento massimo consentito è di 1,5 mm per tutti i tipi di giunto, indipendentemente dallo spessore.
Tipi di smusso secondo la normativa
La norma prescrive geometrie diverse in base allo spessore del materiale da saldare.
Lo smusso a V con angolo di 60° è spesso indicato per spessori tra 5 e 20 mm, con distanza tra i lembi di 2,5-3,5 mm. È la preparazione più comune per giunti testa a testa accessibili da un solo lato.
Lo smusso a X si utilizza frequentemente per spessori superiori a 15 mm quando è possibile saldare da entrambi i lati. Riduce la quantità di materiale d’apporto necessario e limita le deformazioni, con distanza tra lembi di 3-4 mm.
Gli smussi a U e J, detti anche preparazioni a bicchiere, sono invece di frequente utilizzati con spessori oltre 20 mm. Non possono essere realizzati alla perfezione con taglio termico e richiedono lavorazione meccanica. Riducono ulteriormente il volume di saldatura necessario rispetto agli smussi a V o X.
Le fresatrici per tubi GBC, con range operativo da 0,40″ (10,3 mm) a 40″ (1016 mm), permettono di realizzare tutti questi tipi di preparazione con precisione costante su acciaio, acciaio al carbonio, inox, rame, duplex e Inconel.
Metodi di preparazione: termico vs meccanico a freddo
Esistono due approcci principali per preparare i lembi: lavorazione termica e lavorazione meccanica a freddo.
Il taglio termico tramite plasma o ossitaglio offre velocità, consentendo di rimuovere rapidamente grandi quantità di materiale, sebbene con tolleranze variabili e generalmente meno precise. Per spessori medi si utilizza il plasma, mentre l’ossitaglio con doppio cannello permette di operare su materiali molto spessi. Il limite principale resta la zona termicamente alterata (HAZ), che modifica la microstruttura del metallo e richiede spesso una successiva rifinitura meccanica a freddo per riportare il lembo agli standard necessari per la saldatura.
La lavorazione meccanica a freddo rappresenta il metodo preferito quando servono precisione e qualità superficiale superiori. Garantisce tolleranze millimetriche senza alcuna alterazione termica del materiale base. Questo aspetto è fondamentale per materiali sensibili come duplex, super duplex e Inconel, dove modifiche strutturali superficiali possono compromettere le proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione.
La flessibilità operativa delle macchine a freddo permette di lavorare spessori variabili e angolazioni diverse sulla stessa attrezzatura. Le macchine per il taglio e lo smusso di tubi a freddo GBC, con capacità da 1″ a 100″, offrono questa versatilità e allo stesso tempo mantengono standard qualitativi costanti.
UNI EN ISO 3834: requisiti qualità e preparazione
La norma UNI EN ISO 3834, aggiornata nel 2021, stabilisce i requisiti per la saldatura per fusione dei materiali metallici. Non si limita all’atto della saldatura ma abbraccia l’intero processo, dalla preparazione ai controlli finali.
Il coordinatore di saldatura supervisiona anche la fase di preparazione dei lembi, verificando che geometrie e tolleranze rispettino le specifiche di progetto. La documentazione del processo (WPS – Welding Procedure Specification) deve indicare il metodo di preparazione utilizzato.
La norma si articola in 3 livelli operativi: la parte 2 definisce requisiti di qualità estesi, la parte 3 requisiti normali e la parte 4 requisiti elementari. Ogni livello prevede controlli diversi sulla fase di preparazione, con verifiche più stringenti per i livelli superiori.
UNI EN 1090: classi di esecuzione e relazione con la UNI EN ISO 3834
La norma UNI EN 1090 definisce i requisiti per la realizzazione e la marcatura CE degli elementi strutturali in acciaio e alluminio, introducendo quattro classi di esecuzione (EXC1, EXC2, EXC3 ed EXC4), ciascuna associata a requisiti crescenti in termini di controlli, competenze, tracciabilità e qualità delle saldature.
Le classi di esecuzione non definiscono direttamente le modalità di preparazione dei lembi, ma determinano il livello di qualità atteso e i controlli da applicare sul processo di saldatura, inclusa la preparazione dei giunti.
Sebbene nella pratica certificativa spesso venga stabilita una correlazione tra classi EXC e livelli della norma UNI EN ISO 3834, tale relazione non è un obbligo normativo rigido, ma una associazione comunemente adottata per soddisfare i requisiti di qualità richiesti in fase di certificazione.
La corrispondenza tipicamente utilizzata è la seguente:
- EXC1 → ISO 3834-4 (requisiti elementari)
- EXC2 → ISO 3834-3 (requisiti normali)
- EXC3 ed EXC4 → ISO 3834-2 (requisiti estesi)
Questa assegnazione facilita la valutazione della conformità secondo i livelli di criticità strutturale della EN 1090. Tuttavia, la norma stessa non impone un abbinamento univoco: sono sempre il tipo di struttura, le sollecitazioni di progetto, i materiali impiegati e le prescrizioni del capitolato a determinare la scelta del livello ISO 3834 più adeguato.
Nei livelli EXC3 ed EXC4, caratterizzati da requisiti più severi (ad esempio, per strutture soggette a fatica o condizioni particolarmente gravose), aumentano anche le richieste in termini di verifiche della preparazione dei giunti. La conformità geometrica degli smussi diventa parte integrante dei controlli, in coordinamento con la norma ISO 5817 (Livelli di qualità delle imperfezioni) e con le procedure qualificate WPS/WPQR.
La preparazione nei settori critici
Alcuni settori industriali pongono requisiti ancora più severi sulla preparazione dei giunti.
Nel settore oil & gas e nelle pipeline, la tenuta assoluta è critica. Gli smussi su spessori elevati e materiali speciali devono essere realizzati con precisione millimetrica. Le condizioni operative estreme, come quelle offshore o subacquee, non ammettono margini di errore.
Il settore petrolchimico lavora frequentemente con duplex e super duplex, materiali dove l’alterazione termica superficiale può innescare corrosione localizzata. La preparazione a freddo diventa quindi obbligatoria, non una scelta.
Nel settore navale e offshore, le certificazioni richiedono tracciabilità completa del processo di preparazione. Ogni smusso deve essere documentato e verificato prima della saldatura.
Gli scambiatori di calore richiedono giunti a tenuta perfetta su spessori variabili. La preparazione deve garantire geometrie costanti anche su tubi di piccolo diametro, dove la precisione diventa ancora più critica.
Le soluzioni GBC per questi settori coprono l’intera gamma di esigenze, dalle piccole manutenzioni agli interventi su grandi strutture.
Panoramica norme complementari
Oltre alle norme principali, altre normative integrano il quadro normativo completo.
La UNI EN ISO 5817 definisce i livelli di accettabilità delle imperfezioni nei giunti saldati. La UNI EN ISO 15614 regola la qualifica dei procedimenti tramite i documenti WPS e WPQR. La UNI EN ISO 9606-1 stabilisce i criteri per la qualifica dei saldatori su diverse tipologie di preparazione.
Vantaggi della preparazione meccanica professionale
Investire in attrezzature professionali per la preparazione a freddo genera benefici misurabili. La consistenza qualitativa elimina variabilità legate all’operatore, garantendo risultati ripetibili.
La riduzione di rilavorazioni e scarti impatta direttamente sui costi. Un lembo preparato correttamente la prima volta evita fermi produzione per correzioni.
La conformità automatica ai requisiti normativi riduce i rischi durante le verifiche di certificazione. Con macchine GBC professionali, i parametri di preparazione rientrano sempre nei range previsti dalle norme.
Il ritorno sull’investimento quindi si misura in termini di velocità di esecuzione, qualità costante e riduzione degli sprechi. Per produzioni in serie o per settori critici, la preparazione meccanica professionale non è un’opzione ma una necessità per rimanere competitivi e conformi.
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