Un solco sottile lungo il bordo di una saldatura può sembrare un piccolo difetto estetico, ma può essere un’incisione marginale: una perdita di spessore del metallo base al bordo del cordone che il metallo depositato non ha riempito. In base a profondità, lunghezza, posizione, carico e norma di accettazione applicabile, l’incisione può ridurre la resistenza a fatica e causare lo scarto.
A cura di dxk | JTCLASER
Risposta rapida: l’incisione marginale si verifica quando l’arco fonde un solco al bordo della saldatura più rapidamente di quanto il metallo d’apporto fuso riesca a riempirlo. Le cause più comuni sono corrente eccessiva, tensione o lunghezza dell’arco eccessive, avanzamento troppo rapido, angolo della torcia errato e tempi di pendolamento inadeguati. Fermatevi, identificate la causa, correggete una variabile alla volta e controllate la zona riparata.
Questa guida spiega la fisica dell’incisione marginale nella saldatura, come diagnosticarla nei processi manuali e robotizzati e quando una riparazione richiede più della semplice aggiunta di un cordone. È dedicata principalmente alla saldatura ad arco dell’acciaio, compresa quella con filo sotto protezione gassosa, ma la logica diagnostica vale per diversi processi. La procedura di saldatura approvata (WPS), le istruzioni delle apparecchiature, i disegni e il codice applicabile prevalgono sempre sui riferimenti generali.
Che cos’è l’incisione marginale nella saldatura?
L’incisione marginale è un solco irregolare fuso nel metallo base al bordo della saldatura e riempito in modo insufficiente dal metallo saldato. Può comparire su uno o entrambi i lati del cordone, sulla faccia di una saldatura a cianfrino, al bordo di una saldatura d’angolo, tra le passate di una saldatura multipassata o sul lato della radice di alcuni giunti.
La caratteristica distintiva è la perdita di sezione. Un bordo normale si raccorda uniformemente al metallo base; un’incisione lascia un intaglio. Questo può concentrare le tensioni, soprattutto sotto carichi ciclici o d’urto. Non tutti i solchi visibili comportano però automaticamente il mancato superamento del controllo. Le dimensioni ammesse variano con materiale, spessore, servizio, tipo di giunto, carico e codice di costruzione. Non inventate un limite di accettazione e non giudicate soltanto dall’aspetto.
Sintomi dell’incisione marginale e cause probabili
| Cosa osservate | Causa probabile | Primo controllo |
|---|---|---|
| Solco continuo su entrambi i bordi | Calore eccessivo, arco lungo, avanzamento troppo rapido o riempimento insufficiente | Confrontare parametri e velocità effettivi con la WPS |
| Solco prevalentemente su un lato | Angolo di lavoro errato, accesso al giunto insufficiente o deviazione dell’arco | Centrare l’arco e verificare l’orientamento della torcia |
| Incisione ai bordi del pendolamento | Attraversamento del centro troppo lento o assenza di sosta ai bordi | Ridurre l’ampiezza del pendolamento e bilanciare i tempi ai bordi |
| Cordone sottile con bordi profondamente erosi | Tensione o lunghezza dell’arco eccessive, avanzamento troppo rapido | Accorciare l’arco entro l’intervallo approvato |
| Il difetto inizia dopo un angolo o un cambio di percorso | Problema di velocità, angolo o transizione delle coordinate del robot | Verificare il percorso nel punto esatto del difetto |
| Solco irregolare con arco instabile | Alimentazione del filo o collegamento di massa insufficienti, contaminazione o soffio magnetico | Correggere prima l’instabilità meccanica o elettrica |
Perché si forma l’incisione marginale?
Le principali cause dell’incisione marginale nella saldatura sono corrente eccessiva, tensione o lunghezza dell’arco eccessive, avanzamento troppo rapido, angolo della torcia errato e riempimento insufficiente ai bordi del pendolamento. Al bordo della saldatura, l’energia dell’arco fonde il margine del metallo base. Il bagno liquido deve poi bagnare quel margine e depositare abbastanza metallo da sostituire quello fuso. L’incisione si forma quando fusione e spostamento del metallo superano il riempimento.
Capire questo equilibrio tra «fusione e riempimento» è più utile che memorizzare un parametro. Combinazioni diverse possono produrre lo stesso solco. Per esempio, una corrente elevata può provocare una fusione aggressiva, mentre una corrente normale associata a un avanzamento troppo rapido può lasciare troppo poco metallo d’apporto per unità di lunghezza. Una buona diagnosi dell’incisione marginale nella saldatura MIG considera quindi insieme corrente, tensione, alimentazione del filo, velocità, angolo, gas e geometria del giunto.
Causa 1: corrente di saldatura eccessiva
Una corrente elevata aumenta la fusione e la forza dell’arco. Se velocità di avanzamento, deposito del filo e controllo del bagno non compensano, l’arco può erodere il bordo e creare un’incisione marginale. Una corrente eccessiva può inoltre rendere il bagno più difficile da controllare nelle applicazioni verticali, sopratesta e su materiali sottili.
Non riducete automaticamente la corrente di un valore fisso del 10%–15% in ogni lavoro. Può essere una prova utile su un provino di esercitazione non critico, ma non è una regola universale. Nella saldatura a filo a tensione costante, la corrente è strettamente legata alla velocità del filo: modificarla cambia quindi anche il deposito. Partite dall’intervallo approvato, apportate una piccola regolazione documentata e riprovate su uno scarto equivalente.
Quando controllate le impostazioni della corrente di saldatura, verificate l’uscita reale della macchina, il diametro del filo, la classificazione dell’elettrodo, la polarità, la distanza punta portacorrente-pezzo e la posizione del giunto. Una sporgenza libera elevata può modificare corrente e comportamento del deposito anche se il valore sul pannello non è cambiato.
Causa 2: tensione o lunghezza dell’arco eccessive
Una tensione maggiore allunga e allarga generalmente l’arco. Un arco largo può distribuire calore verso i bordi del cordone, appiattire il profilo e fondere un solco che il metallo d’apporto disponibile non riempie. Nei processi in cui l’operatore controlla direttamente la lunghezza dell’arco, mantenerlo troppo lungo può produrre un risultato simile.
Verificate le impostazioni della tensione di saldatura insieme alla velocità del filo e alla modalità di trasferimento. Se il cordone è troppo largo e piatto, l’arco ha un suono aggressivo ed entrambi i bordi sono erosi, riducete tensione o lunghezza dell’arco a piccoli incrementi entro l’intervallo della procedura. Una tensione bassa non è automaticamente migliore: se insufficiente può causare urti del filo, scarsa bagnabilità, sovrapposizione o mancanza di fusione.
Causa 3: velocità di avanzamento troppo elevata
Con un avanzamento troppo rapido, l’arco raggiunge nuovo metallo base prima che dietro di esso sia stato depositato abbastanza metallo d’apporto. Il bagno si restringe e non riesce a rifluire per riempire i bordi. Ne possono risultare un cordone sottile, riempimento incompleto, incisione marginale o mancanza di fusione.
Rallentare può aumentare il riempimento ai bordi, ma un rallentamento eccessivo aumenta l’apporto termico e può causare un bagno troppo grande, sfondamento, sovrapposizione, deformazioni o una penetrazione inadeguata. La velocità va bilanciata con corrente, tensione, alimentazione del filo, posizione e dimensione del giunto. Se è difficile valutare a vista la costanza della velocità, segnate una distanza nota su un provino e cronometrate la saldatura.
Causa 4: angolo della torcia errato
L’arco segue la torcia. Se l’angolo di lavoro punta troppo verso una lamiera, l’energia si concentra su un lato mentre il metallo d’apporto viene depositato lontano dal bordo opposto. Questo provoca spesso un’incisione marginale su un solo lato nelle saldature d’angolo o nei giunti asimmetrici.
L’angolo corretto della torcia di saldatura dipende da processo e giunto. Per una semplice saldatura d’angolo a cateti uguali, l’angolo di lavoro punta normalmente nel giunto per distribuire il calore tra entrambi gli elementi, mentre l’angolo di avanzamento resta contenuto e costante. Accessibilità, posizione, spessori diversi, modalità di trasferimento e tecnica a spingere o a tirare possono richiedere un orientamento diverso. Seguite la WPS anziché imporre una torcia perfettamente verticale in ogni situazione.
Sostenete la torcia e mantenete stabile la distanza punta portacorrente-pezzo. Osservate entrambi i bordi anziché fissare soltanto il centro dell’arco. Se l’incisione si alterna tra i lati, una posizione della mano o un inseguimento del giunto incostanti possono contare più delle impostazioni della macchina.
Causa 5: ampiezza del pendolamento e tempi ai bordi errati
Il pendolamento distribuisce il metallo su un giunto più largo, ma un movimento troppo ampio o rapido può eroderne i bordi. Attraversare rapidamente un bordo non permette al bagno di bagnarlo e riempirlo. Restare troppo a lungo al centro può surriscaldare il giunto e lasciare i lati senza apporto sufficiente.
Usate il pendolamento più stretto consentito dalla procedura, mantenete il movimento simmetrico, attraversate il centro in modo regolare e consentite un riempimento controllato a ciascun bordo. Una breve sosta può aiutare, ma non va considerata un tempo fisso universale. Una sosta robotizzata suggerita di 0,1–0,2 secondi può essere un valore di prova per una specifica configurazione qualificata, non un’impostazione valida per ogni materiale, corrente, diametro del filo, posizione, robot e giunto.
Come prevenire l’incisione marginale nella saldatura
Per capire come prevenire l’incisione marginale nella saldatura, seguite questa sequenza controllata:
- Fermatevi e individuate la distribuzione del difetto. Registrate se il solco è continuo, intermittente, su un lato o legato a inizio, fine, angolo o bordo del pendolamento.
- Confermate gli elementi essenziali della WPS. Controllate processo, materiale, metallo d’apporto, diametro del filo, polarità, gas, preparazione dei lembi, posizione e requisiti di preriscaldo.
- Misurate i parametri reali. Confrontate corrente, tensione, velocità del filo, velocità di avanzamento e distanza della punta portacorrente con l’intervallo approvato.
- Controllate l’allestimento fisico. Verificate collegamento di massa, cavi, alimentazione del filo, punta portacorrente, ugello, preassemblaggio e accessibilità del giunto.
- Correggete la tecnica. Centrate l’arco, stabilizzate gli angoli di lavoro e di avanzamento, accorciate un arco eccessivo e controllate il bagno su entrambi i bordi.
- Apportate una modifica alla volta. Quando possibile, provate su scarti con lo stesso materiale, spessore, posizione e geometria del giunto.
- Verificate il risultato. Controllate l’intera saldatura e confermate che la correzione non abbia creato sovrapposizione, mancanza di fusione, sovrametallo eccessivo o penetrazione insufficiente.
Diagnosi dell’incisione marginale nella saldatura robotizzata
Un robot può ripetere un errore con una costanza eccezionale. L’incisione marginale nella saldatura robotizzata va quindi analizzata sia a livello di processo sia di percorso. Registrate le coordinate esatte del giunto in cui il difetto inizia e termina, poi verificate in quei punti velocità, orientamento della torcia, distanza dal pezzo, ampiezza del pendolamento, tempi ai bordi, inseguimento del giunto, posizione del pezzo e comportamento nelle transizioni.
Controllate se il difetto si sposta riposizionando il pezzo. Se resta alla stessa coordinata del robot, la causa può essere programmazione, disposizione dei cavi, sbraccio o orientamento della torcia. Se segue un elemento del pezzo, analizzate preassemblaggio, variazioni dimensionali, posizione delle puntature, accessibilità, contaminazione e risposta dell’inseguimento del giunto.
Nella valutazione dei sistemi intelligenti di saldatura robotizzata, attrezzature di bloccaggio stabili e un posizionamento ripetibile dei pezzi sono importanti quanto il generatore. Un programma ottimizzato per un provino ideale non può compensare indefinitamente aperture variabili o componenti mal posizionati. Validate qualsiasi modifica di sosta, pendolamento, velocità o parametri tramite il processo approvato di qualificazione e controllo prima di estenderla alla produzione.
Come riparare una saldatura con incisione marginale
La risposta a come riparare una saldatura con incisione marginale dipende dall’accettabilità dell’incisione marginale secondo i requisiti applicabili. Prima misuratela e documentatela. Se serve una riparazione, usate una procedura approvata: non limitatevi a coprire il solco presumendo che sia sano.
- Identificate e correggete la causa prima della riparazione.
- Rimuovete contaminanti, cricche, scorie e metallo non accettabile con un metodo approvato di smerigliatura, lavorazione meccanica o scriccatura.
- Raccordate uniformemente la zona asportata e confermate che resti materiale sano.
- Applicate il preriscaldo e i controlli di temperatura richiesti.
- Depositate il cordone di riparazione con la procedura qualificata e un metallo d’apporto adatto.
- Raccordate soltanto nei limiti consentiti, evitando di ridurre lo spessore del metallo base.
- Ripetete i controlli visivi o non distruttivi richiesti.
Un’incisione lieve e accettabile può non richiedere riparazione, mentre alcune discontinuità poco profonde possono essere corrette mediante smerigliatura di raccordo controllata o un cordone aggiuntivo qualificato. Componenti critici, soggetti a fatica, in pressione, strutturali o già riparati più volte possono richiedere l’approvazione tecnica. Riparare senza conoscere i criteri di accettazione può peggiorare il componente.
Come controllare e misurare l’incisione marginale
Pulite la saldatura prima del controllo e predisponete un’illuminazione adeguata. Osservate il bordo da più angolazioni, perché spruzzi, calamina e ondulazioni del cordone possono nascondere il solco. Una riga e un calibro per il controllo delle saldature adatto possono aiutare a misurare la profondità, ma chi li usa deve conoscere geometria dello strumento, calibrazione, limiti di accesso e norma applicabile.
Registrate profondità massima, lunghezza totale o continua, posizione, tipo di giunto, spessore del materiale e vicinanza a inizi, fini, transizioni o altre imperfezioni. Quando richiesto, l’esame visivo può essere integrato da altri controlli. Non dichiarate mai accettabile una saldatura soltanto perché il solco «sembra piccolo».
Correzioni comuni che possono creare nuovi difetti
- Ridurre troppo la corrente: può diminuire penetrazione o fusione.
- Abbassare troppo la tensione: può causare urti del filo, cordone convesso o scarsa bagnabilità.
- Rallentare eccessivamente: può aumentare apporto termico, deformazioni, sovrapposizione o sfondamento.
- Aggiungere una lunga sosta al bordo: può surriscaldarlo o creare un cordone sovradimensionato.
- Smerigliare senza misurare: può aggravare la perdita di sezione.
- Aggiungere metallo su un solco non preparato: può intrappolare contaminanti o nascondere mancanza di fusione.
Domande frequenti
L’incisione marginale comporta sempre lo scarto della saldatura?
No. L’accettazione dipende da codice applicabile, disegno, contratto, spessore, carico, posizione e dimensioni misurate. Alcune norme ammettono incisioni limitate; altre impongono limiti più rigorosi. L’ispettore deve usare i requisiti specificati per il lavoro.
Una tensione elevata può causare incisione marginale?
Sì. Una tensione eccessiva può produrre un arco lungo e largo che fonde i bordi senza abbastanza metallo d’apporto per sostituire quello perso. Avanzamento troppo rapido, deposito insufficiente o tecnica inadeguata possono aggravare l’incisione marginale.
Perché l’incisione è soltanto su un lato?
Un’incisione su un solo lato indica comunemente angolo di lavoro errato, accesso insufficiente al giunto, deviazione dell’arco, tempi di pendolamento sbilanciati o distribuzione disuguale del calore tra materiali di spessore diverso.
La corrente va sempre ridotta del 10%–15%?
No. Questo intervallo può servire come prova diagnostica su un provino adatto, ma non è universale. Restate entro la WPS, apportate piccole modifiche documentate e valutate penetrazione, fusione, profilo e apporto termico dopo ogni regolazione.
Una sosta robotizzata al bordo di 0,1–0,2 secondi è sempre corretta?
No. Il tempo di sosta dipende da alimentazione del filo, corrente, tensione, avanzamento, ampiezza del pendolamento, materiale, giunto, posizione, movimento del robot e profilo del cordone richiesto. Stabilitelo mediante prove e qualificazione della procedura.
Sicurezza prima della regolazione o riparazione
Fermate il processo prima di controllare, pulire, misurare o effettuare manutenzione sulla torcia. Applicate la procedura di isolamento delle energie richiesta per le apparecchiature automatizzate. Indossate protezioni adeguate per occhi, viso, mani, corpo, udito e vie respiratorie. Rimuovete i combustibili, predisponete misure antincendio, controllate cavi e collegamento di massa e usate aspirazione localizzata adeguata senza disturbare il gas di protezione.
Rivestimenti, leghe inox, materiale zincato, spazi confinati e smerigliatura di riparazione possono introdurre ulteriori rischi da fumi, polveri, incendio e atmosfera. Gli attuali requisiti di ventilazione sul lavoro sottolineano il controllo dei fumi alla fonte e protezioni specifiche negli spazi confinati e nella saldatura di metalli con rilevanza tossicologica.
Conclusioni
L’incisione marginale nella saldatura è un problema di equilibrio: l’arco fonde il bordo più di quanto il bagno lo riempia. Analizzate la distribuzione del difetto prima di modificare i comandi. Confermate la procedura, poi controllate corrente, tensione o lunghezza dell’arco, velocità di avanzamento, angolo della torcia e tempi ai bordi. Nella saldatura robotizzata, collegate il difetto a un punto preciso del percorso e alle condizioni del pezzo. Infine misurate rispetto ai criteri effettivi di accettazione e riparate soltanto con un processo approvato.
Nota di revisione tecnica: questo articolo didattico è stato preparato da dxk per JTCLASER a partire da una lezione pratica di saldatura e confrontato con un’analisi tecnica aggiornata delle imperfezioni di forma delle saldature e con le indicazioni di sicurezza applicabili. Non sostituisce una WPS approvata, personale qualificato, l’interpretazione del codice, un piano di controllo o una valutazione dei rischi specifica del sito.