Progettazione della connessione saldata SkyCiv

Avvitare e rivettare insieme i componenti del morsetto. La saldatura li fonde, ecco perché i giunti saldati sopportano carichi elevati, trasferire la forza senza un cambiamento graduale nella rigidezza, e lasciare più libertà alla geometria.

Grattacieli in acciaio, ponti autostradali, i recipienti a pressione e le piattaforme offshore dipendono tutti da loro.

Un giunto strutturale permanente realizzato riscaldando due o più componenti metallici fino al punto di fusione, solitamente con l'aggiunta di un metallo d'apporto, quindi si raffreddano come un unico pezzo continuo.

Un giunto meccanico dipende dagli elementi di fissaggio e dalle tolleranze dei fori. Una saldatura fonde invece direttamente i metalli di base, ed è qui che trova la sua rigidità, da qui deriva la sua efficienza congiunta e il suo aspetto pulito.

Classificato in base alla geometria della saldatura e alla configurazione del giunto:

• Saldature d'angolo: utilizzato in grembo, giunti a T e angolari, superfici di unione posizionate approssimativamente perpendicolari l'una all'altra. Il trasferimento del carico viene controllato come taglio attraverso l'area teorica della gola.
• Scanalatura (culo) saldature: tra membri dello stesso piano, o in configurazioni perpendicolari che necessitano di piena resistenza. Penetrazione articolare completa (CJP) le scanalature sviluppano tutta la resistenza del metallo di base, e penetrazione articolare parziale (PJP) le scanalature coprono i requisiti di carico inferiori.
• Saldature a spina e a fessura: saldare il metallo depositato in fori circolari o allungati in una delle due piastre sovrapposte, per prevenire l'instabilità locale o trasmettere il taglio attraverso un'ampia area di contatto.

Le saldature d'angolo svolgono la maggior parte del lavoro nelle normali strutture in acciaio. Una scanalatura CJP richiede una maggiore preparazione del tagliente e una maggiore ispezione, e viene specificato dove il giunto deve essere resistente quanto l'elemento a cui si unisce.

Una progettazione sicura deve coprire i cedimenti strutturali e metallurgici:

1. Rottura per taglio della gola della saldatura: la modalità principale per le saldature d'angolo, quando la forza applicata supera la capacità di taglio sul piano della gola effettiva.
2. Tensione del metallo base o rottura a taglio: la piastra connessa cede o si rompe vicino al confine della saldatura sotto stress eccessivo.
3. Fessure nelle zone termicamente alterate: degrado del materiale o fessurazione assistita da idrogeno nel metallo di base vicino alla saldatura, causati dai rapidi cicli termici della saldatura.
4. Strappo lamellare: separazione all'interno della piastra spessa sotto una saldatura, guidato dalle sollecitazioni di contenimento attraverso lo spessore man mano che il metallo saldato si ritira.
5. Rottura per fatica: il carico ciclico concentra lo stress sui piedi di saldatura e sulle discontinuità interne, e da lì iniziano e si propagano le crepe.

I primi due sono calcoli. Gli ultimi tre vengono risolti in fase di fabbricazione, dettagliando, preriscaldamento e ispezione, ecco perché la progettazione e la procedura di saldatura devono essere concordate insieme.

Progettare per AISC 360-16 o AS 4100:2020 significa calcolare le aree della gola di saldatura, fattori di forza direzionale ed eccentricità con precisione. SkyCiv automatizza questi controlli:

• Modella i dettagli dei giunti saldati in 3D in un browser web, da una libreria di oltre 80 tipi di connessione AISC preconfigurati.
• Valutare le capacità del gruppo di saldatura d'angolo sotto taglio combinato, tensione e momento.
• Analizzare le proprietà del gruppo saldato mediante i metodi elastico e del centro di rotazione istantaneo.
• Esporta report di calcolo passo passo con la suddivisione completa della formula, per proposte di ingegneria e conformità al codice.
• Emetti disegni di dettaglio CloudCAD con didascalie e quote di saldatura, ed esportare la geometria in IFC per il coordinamento BIM.

Entrambi i metodi dei gruppi di saldatura sono disponibili perché un gruppo caricato eccentricamente può essere controllato in entrambi i modi, e il metodo del centro istantaneo è il più laborioso dei due a mano.

Ciò che ti offre un giunto saldato:

• Efficienza e rigidità: percorsi materiali continui, che si adatta a telai resistenti a momento e distribuisce le sollecitazioni senza piastre di collegamento o fori per bulloni.
• Economia materiale: nessuna piastra a tassello, piastre di giunzione o elementi di fissaggio, quindi il peso dell'acciaio strutturale diminuisce.
• Aspetto: liscio, giunti ininterrotti, preferito nella carpenteria strutturale in acciaio architettonicamente esposta.
• Sigillatura: le saldature continue sono ermetiche e a tenuta stagna, che conta per i serbatoi di stoccaggio, tubazioni e strutture marine.

Niente di tutto ciò sopravvive a una cattiva esecuzione. Qualificazione del saldatore, preparazione dei bordi, protocolli di preriscaldamento e controlli non distruttivi, se ultrasonico, particella radiografica o magnetica, sono ciò che mantiene i difetti interni lontani dal giunto per tutta la sua vita utile.

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• Calcolatore di bulloni
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