Saldatura tubi in acciaio: una panoramica

Tubi in acciaio al carbonio: il materiale più diffuso

La saldatura dei tubi in acciaio al carbonio è la più comune nell’industria. Questo materiale ha una buona saldabilità naturale, grazie al basso contenuto di carbonio e alla capacità di distribuire bene il calore durante il processo.

In molti casi non serve alcun trattamento particolare, se non una corretta preparazione dei lembi e l’uso di materiali d’apporto compatibili.

Solo per spessori elevati o acciai con più carbonio può essere utile un preriscaldo per evitare cricche dovute al raffreddamento rapido.

Tubi in acciaio inox: alta qualità, esigenze più precise

I tubi in acciaio inox sono molto utilizzati negli impianti alimentari, chimici e farmaceutici perché resistono alla corrosione. La loro saldatura richiede maggiore attenzione:

• conducono poco il calore,
• tendono a deformarsi di più,
• possono perdere resistenza alla corrosione se esposti troppo a lungo a determinate temperature.

Per evitare questi problemi è importante controllare bene l’apporto termico, mantenere bassa la temperatura tra una passata e l’altra e proteggere il bagno di saldatura sia all’esterno sia all’interno del tubo con gas inerte. Anche la pulizia è fondamentale per non contaminare l’inox con particelle ferrose.

Altri materiali: alluminio e ottone

Oltre all’acciaio, possono essere saldati anche tubi in alluminio e ottone.

• L’alluminio è più difficile da gestire perché fonde facilmente e conduce molto calore, aumentando il rischio di deformazioni.
• L’ottone è meno comune ma comunque saldabile.

È comunque piuttosto raro trovare tubi di questi materiali nell’industria.

Acciai basso-legati e leghe speciali: tubi per condizioni gravose

In settori come petrolchimico, energetico e Oil & Gas si impiegano tubi in acciai legati.

Questi materiali offrono alta resistenza a temperatura e pressione, ma sono più delicati da saldare. Infatti, raffreddano troppo in fretta formando strutture fragili che possono generare cricche. Per questo richiedono quasi sempre preriscaldo, controllo rigoroso delle temperature e, spesso, trattamenti termici dopo la saldatura.

La saldatura è possibile, ma deve essere eseguita da personale qualificato e con procedure specifiche.

Tubi di forme anomale

La maggior parte delle tubazioni di processo ha sezione tonda, perché è la più adatta a resistere alla pressione interna. Su questi tubi si eseguono soprattutto saldature di testa circonferenziali, talvolta in posizione fissa quando non possono essere ruotati.

Esistono però anche tubi quadri e rettangolari, molto usati in carpenteria e strutture. Questi profili tendono a deformarsi più facilmente a causa delle superfici piane e degli spigoli. Quindi è importante bilanciare bene il calore e preparare correttamente i giunti.

Tubi saldati industriali: ERW e spirale

Oltre alle varie forme, i tubi in acciaio possono essere prodotti con tecniche diverse:

• Tubi ERW (a cordone diritto): ottenuti piegando una lamiera e saldandola longitudinalmente.
• Tubi saldati a spirale: realizzati avvolgendo una striscia di acciaio e saldandola elicoidalmente.

Questi tubi, disponibili sia in acciaio al carbonio sia in inox, vengono comunemente impiegati in impianti industriali e strutture, e la loro saldabilità dipende dalle stesse logiche dei materiali già descritti.

Tipi di saldatura per tubazioni

Saldatura TIG: precisione e controllo

La saldatura TIG utilizza un elettrodo di tungsteno non consumabile e un gas inerte, solitamente argon, per proteggere il bagno di fusione.

È un processo scelto quando serve un giunto pulito, preciso e uniforme, soprattutto su tubi sottili o materiali sensibili come l’acciaio inox.

Il saldatore può decidere se aggiungere materiale d’apporto o lavorare in autogeno, fondendo solo il metallo base. Questo permette di ottenere cordoni molto regolari e senza spruzzi, con un controllo fine del calore applicato.

È una tecnica più lenta rispetto ad altri processi, ma la qualità del risultato è più elevata.

Attrezzature per saldatura TIG

Per eseguire una saldatura TIG su tubi servono:

• Generatore di corrente continua con uscita stabile, spesso dotato anche di funzioni di pulsazione per modulare meglio l’arco.
• Torcia TIG con elettrodo di tungsteno affilato, ugello ceramico e accessori come gas lens o sistemi di raffreddamento.
• Gas di protezione (argon ad alta purezza; talvolta miscele per inox più spessi).
• Materiale d’apporto, quando necessario, in bacchette compatibili con il materiale del tubo.
• Sistema di purga interna per tubi in acciaio inox, utile a evitare ossidazioni sul lato interno del giunto.

Questa combinazione permette di ottenere un bagno di saldatura stabile, un cordone pulito e proprietà meccaniche elevate.

Saldatura MIG/MAG: produttività e velocità

La saldatura MIG/MAG utilizza un filo elettrodo continuo che funge sia da materiale d’apporto sia da conduttore di corrente.

La differenza tra MIG e MAG riguarda il tipo di gas di protezione usato durante la saldatura e come quel gas interagisce con il bagno di fusione:

• MIG utilizza un gas inerte (argon, elio o loro miscele). Si dice inerte perché non reagisce chimicamente con il metallo fuso: serve solo a isolare il bagno di saldatura dall’aria (ossigeno e azoto), evitando ossidazioni e contaminazioni.
• MAG Utilizza un gas attivo (anidride carbonica oppure miscele di argon, ossigeno e anidride carbonica). Si dice attivo perché partecipa alla reazione di saldatura, influenzando penetrazione, stabilità dell’arco e caratteristiche meccaniche del cordone.

MIG/MAG è un processo molto più rapido rispetto al TIG, ideale per tubi con spessori maggiori o per produzioni in serie. Le moderne saldatrici MIG/MAG offrono diverse modalità di trasferimento del metallo, permettendo di adattare il procedimento a diversi spessori e posizioni. Se i parametri non sono impostati correttamente è più facile generare spruzzi o mancanze di fusione, ma con una buona regolazione si ottengono cordoni solidi e uniformi.

Attrezzature per saldatura MIG/MAG

Per questo processo sono necessari:

• Generatore a corrente continua a tensione costante, adatto all’alimentazione del filo continuo.
• Alimentatore/trainafilo che regola la velocità del filo e contiene la bobina
• Torcia MIG/MAG, anche con raffreddamento ad acqua per correnti elevate.
• Gas di protezione adeguato al materiale.
• Materiali di consumo: fili ER70S-6 per acciai al carbonio, ER308L o ER316L per inox.
• Accessori operativi come ugelli, diffusori, spray anti-spruzzo e una pulizia accurata della torcia.

Questa attrezzatura permette elevata produttività e buona qualità nei riempimenti e nelle saldature in officina, soprattutto su tubi di medio spessore.

Attrezzature comuni ai vari processi

Indipendentemente dal tipo di saldatura, lavorare sui tubi richiede anche strumenti di supporto:

• dispositivi di protezione individuale (maschere, guanti, indumenti resistenti al calore);
• morsetti e posizionatori per mantenere l’allineamento;
• spazzole metalliche dedicate (specie per inox);
• smerigliatrici per la preparazione dei lembi;
• riduttori di pressione e tubazioni per la gestione del gas.

Questi elementi garantiscono sicurezza, pulizia del giunto e un processo più stabile, migliorando la qualità complessiva della saldatura.

Saldatura tubi: le problematiche più comuni

Porosità: quando il gas resta intrappolato

La porosità si manifesta come piccoli fori nel cordone di saldatura.

È uno dei difetti più frequenti nei tubi ed è quasi sempre legata a una protezione gassosa insufficiente o a superfici contaminate: ruggine, oli, vernici o semplicemente umidità.

Se il bagno solidifica troppo in fretta, il gas non ha il tempo di uscire e resta inglobato.
Per evitarla è essenziale lavorare su due fronti:

• Pulizia accurata dei lembi
• Corretta impostazione del gas.

Una portata adeguata, un arco stabile e un lavoro non eccessivamente rapido permettono al gas di evacuare prima della solidificazione.

Mancanza di fusione e di penetrazione: quando il cordone non “prende”

Un altro problema tipico è la mancata fusione tra il metallo base e il materiale d’apporto, oppure una penetrazione insufficiente nella radice.

Succede quando la corrente è troppo bassa, la velocità troppo alta o il giunto non è preparato correttamente. Il risultato è un punto debole interno, invisibile dall’esterno ma critico per la resistenza del tubo.

La soluzione parte dal progetto del giunto:

• smussi adeguati,
• gap corretto,
• preparazione pulita.

Dal punto di vista operativo serve:

• un apporto termico sufficiente,
• un angolo di torcia che diriga l’arco nei punti giusti,
• nei casi più complessi, operazioni come back-gouging o passate di contro-saldatura.

Deformazioni: tubi che si piegano o perdono l’allineamento

Le deformazioni sono causate dal calore della saldatura che fa espandere il metallo e che si contrae con il raffreddamento.

Nei tubi, soprattutto se di parete sottile, questo può portare a ovalizzazioni, disassamenti o curvature.

Per controllare le deformazioni è utile fissare i pezzi con punti simmetrici e procedere con sequenze alternate, evitando di concentrare troppo calore su un lato.

In alcuni casi si impiegano staffaggi rigidi o dissipatori termici.

Se la deformazione supera le tolleranze, si può intervenire con raddrizzamenti meccanici o termici mirati.

Contaminazione e ossidazione: l’incubo dei tubi inox

Gli acciai inox richiedono una protezione molto attenta. Ossidazioni visibili come colorazioni giallo-bluastre indicano un apporto termico eccessivo o una protezione insufficiente, e compromettono la resistenza alla corrosione.

Anche contaminazioni da particelle ferrose o inclusioni di scorie possono alterare il giunto.

Per prevenirle serve:

• una protezione gassosa efficace, esterna e interna,
• una preparazione ottimale dei lembi
• utensili dedicati esclusivamente all’inox.

In caso di inclusioni di scorie il difetto va asportato completamente e la zona risaldata.

Cricche: difetti gravi da evitare

Le cricche possono formarsi durante la solidificazione (cricche a caldo) o dopo il raffreddamento (cricche a freddo).

Le prime sono favorite da apporto termico eccessivo e impurità; le seconde da idrogeno intrappolato, raffreddamento troppo rapido e tensioni residue. Sono difetti critici, perché possono propagarsi e causare cedimenti.

La prevenzione richiede:

• controllo dell’apporto termico,
• materiali d’apporto idonei
• per gli acciai legati o spessi, preriscaldo e trattamenti di distensione.

Se una cricca viene rilevata, va rimossa completamente con molatura e il giunto va risaldato seguendo una procedura più controllata.

Difetti legati al profilo del cordone

Cordoni troppo piccoli, troppo larghi o con geometria irregolare compromettono la resistenza del giunto.

Le cause possono essere una preparazione scorretta del bordo, parametri non adeguati o mano poco stabile.

La soluzione sta nella corretta preparazione del giunto e nella regolazione dei parametri.

Anche la formazione dell’operatore gioca un ruolo essenziale: un arco stabile, un avanzamento costante e una corretta oscillazione aiutano a mantenere il profilo all’interno delle specifiche.

Normative e standard per saldatura tubi

Codici ASME: il riferimento per le tubazioni in pressione

Nel mondo industriale molti impianti seguono i codici ASME, che definiscono come progettare, realizzare e controllare le tubazioni.

ASME B31.3 è il riferimento principale per il piping di processo, mentre ASME B31.1 riguarda gli impianti di potenza.

Entrambi richiedono che ogni saldatura sia eseguita secondo procedure qualificate e da saldatori abilitati secondo ASME Section IX, la norma che stabilisce come preparare le WPS (specifice di procedimento) e come qualificare sia i procedimenti sia gli operatori tramite prove pratiche e test meccanici. Questa impostazione garantisce uniformità nei processi e saldature affidabili in servizio.

Normative europee EN/ISO: requisiti armonizzati e qualifiche

In Europa la saldatura dei tubi rientra nelle norme armonizzate EN/ISO, che coprono tutta la filiera: progettazione, fabbricazione e qualifiche.

• Per le tubazioni metalliche un riferimento fondamentale è la EN 13480, dedicata alle tubazioni industriali.
• Per la qualificazione dei saldatori si utilizza la UNI EN ISO 9606-1, che stabilisce come eseguire le prove di abilità e per quali materiali, spessori e posizioni vale la certificazione.
• La UNI EN ISO 15614-1 disciplina invece la qualificazione delle procedure di saldatura: descrive come realizzare i campioni di prova e quali test devono superare.
• È spesso applicata anche la UNI EN ISO 3834, una norma di qualità che definisce i requisiti organizzativi e documentali per un centro di saldatura: controlli sui materiali, tracciabilità, taratura delle attrezzature, gestione delle WPS e delle qualifiche.

La Direttiva PED: obblighi per attrezzature in pressione

Quando le tubazioni rientrano nelle attrezzature in pressione, si applica la Direttiva Europea 2014/68/UE (PED).

La PED richiede l’utilizzo di:

• materiali idonei,
• saldatori qualificati secondo le norme
• procedure di saldatura certificate.

Impone inoltre verifiche, controlli e documentazione che assicurano la conformità del prodotto in esercizio.

Standard AWS: linee guida settoriali e codici strutturali

L’American Welding Society pubblica diversi standard rilevanti per la saldatura dei tubi.

• AWS D1.1 è il codice per le strutture in acciaio: viene applicato quando le tubazioni fanno parte di carpenterie o skid strutturali.
• Nel campo alimentare e farmaceutico è molto utilizzata la serie AWS D18.x: definisce come devono essere realizzate, ispezionate e valutate le saldature igieniche, incluse quelle realizzate con tecniche orbitali.
• Altre guide, come AWS D10.12 o 11, forniscono raccomandazioni pratiche per saldare tubi in acciaio al carbonio o per impostare correttamente la passata di radice.

Queste non sono norme obbligatorie, ma raccolte di best practice molto diffuse nell’industria.

Qualifica delle procedure e dei saldatori

Normative e codici concordano su un principio chiave: una saldatura è considerata affidabile solo se eseguita con una procedura eseguita correttamente e da un saldatore qualificato.

Per questo motivo è importante predisporre una WPS (Welding Procedure Specification), ossia di un documento tecnico che definisce in modo dettagliato come deve essere eseguita una saldatura.

I parametri per eseguire una saldatura dei tubi di qualità sono:

• tipo di giunto,
• materiale base,
• materiale d’apporto,
• gas,
• sequenza,
• preriscaldo,
• trattamento termico.

La WPS acquisisce validità solo dopo essere stata qualificata mediante una WPQR. La WPQR riporta e certifica i risultati delle prove distruttive e non distruttive eseguite su un giunto di prova saldato secondo i parametri della WPS, dimostrando che il procedimento garantisce le prestazioni richieste.

Parallelamente, il saldatore deve dimostrare la propria competenza saldando un provino che viene controllato secondo criteri specifici (radiografie, pieghe, trazione). La certificazione ha validità limitata nel tempo e deve essere mantenuta con continuità operativa e verifiche periodiche.

Norme per saldatura tubi: perché sono importanti

Tutti gli standard finora elencati hanno un obiettivo comune: garantire che le saldature dei tubi, spesso componenti critici in impianti complessi, siano eseguite con qualità costante.

Seguire le normative non è solo conformità formale, ma significa:

• evitare difetti nascosti,
• assicurare la resistenza nel tempo,
• ridurre i rischi in esercizio
• tracciare le operazioni.

Questo può essere vitale in settori particolarmente delicati, come quello petrolchimico o farmaceutico.

Settori di applicazione saldatura tubi acciaio

• Settore Oil & Gas
• Settore Food & Beverage
• Industria Farmaceutica e Biotecnologica
• Settore Energetico: centrali elettriche e produzione di energia
• HVAC e Impiantistica Civile
• Industria Manifatturiera e Meccanica
• Automotive, Agricoltura e Attrezzature Industriali

Settore Oil & Gas

Nella petrolchimica, la saldatura dei tubi è un’attività essenziale.

Le linee di processo trasportano fluidi ad alta pressione e temperatura, come greggio, gas naturale, vapore e idrogeno. Qui si utilizzano soprattutto acciai al carbonio e acciai basso-legati, mentre nelle zone più critiche entrano in gioco i materiali resistenti all’idrogeno.

Le saldature devono garantire tenuta assoluta e resistenza a cicli termici e ambienti corrosivi.

Settore Food & Beverage

Per l’industria alimentare ambito la priorità è l’igiene: le tubazioni trasportano liquidi destinati al consumo umano come latte, birra, acqua potabile o succhi.

Per questo si utilizzano tubi in acciaio inox e saldature estremamente pulite.

La saldatura orbitale TIG è lo standard, perché permette cordoni lisci, uniformi e senza aggiunta di materiale, evitando fessure interne che potrebbero ospitare batteri.

Le norme sanitarie impongono criteri severi per scolorimenti, rugosità interna e qualità del cordone.

Industria Farmaceutica e Biotecnologica

Nell’ambito farmaceutico le esigenze sono ancora più elevate rispetto al settore alimentare.

Le tubazioni devono mantenere un livello di purezza assoluto, trasportando acqua purificata, ingredienti sensibili e fluidi sterili. Per questo si impiegano tubi in acciaio inox di alta qualità, spesso elettrolucidati.

La saldatura orbitale chiusa è la tecnica dominante: garantisce ripetibilità, controllo del calore, minima ossidazione e documentazione completa dei parametri.

Ogni giunto viene ispezionato, spesso anche con endoscopia interna, e tracciato con cura.

Settore Energetico: centrali elettriche e produzione di energia

Le centrali termoelettriche, nucleari e geotermiche utilizzano estese reti di tubazioni in acciaio che lavorano a temperature e pressioni molto elevate.

I materiali tipici sono acciai legati ad alta resistenza termica.

Le saldature devono resistere alla fatica termica, per cui richiedono pre-riscaldo, controllo dell’apporto termico e trattamenti di distensione. In queste installazioni i controlli non distruttivi sono quasi sempre al 100%.

HVAC e Impiantistica Civile

Nel riscaldamento, ventilazione e condizionamento, così come negli impianti idrici e antincendio, i tubi in acciaio al carbonio saldati sono molto comuni.

Si tratta di diametri generalmente piccoli o medi, impiegati per acqua calda, refrigeranti e linee sprinkler.

La saldatura ad elettrodo è molto diffusa in cantiere per semplicità e affidabilità, mentre in officina si usano anche processi a filo continuo.

La qualità richiesta è alta, soprattutto per evitare perdite e corrosione.

Industria Manifatturiera e Meccanica

La saldatura dei tubi in acciaio è presente anche nella costruzione di macchinari industriali, strutture di supporto, telai e componenti vari.

I tubi tondi, quadri o rettangolari vengono saldati per creare elementi strutturali o parti funzionali.

Qui la scelta del materiale dipende dall’applicazione: acciaio al carbonio per strutture e telai, inox per ambienti corrosivi o esigenze estetiche.

Automotive, Agricoltura e Attrezzature Industriali

In questi settori i tubi in acciaio vengono impiegati per telai, roll-bar, impianti di scarico, sistemi oleodinamici e strutture portanti.

La saldabilità dei tubi, insieme alla disponibilità di forme diverse (tondi, quadri, rettangolari), li rende versatili per componenti meccanici che richiedono resistenza e durata. Anche qui si utilizzano principalmente acciai al carbonio e inox, in base alle condizioni operative.

La saldatura di tubi in acciaio non è un’operazione standardizzata valida per ogni situazione, ma un insieme di scelte tecniche che dipendono da materiale, spessore, forma del tubo, processo produttivo e condizioni di esercizio. Dalla selezione del procedimento alla preparazione del giunto, fino al controllo dei difetti e al rispetto delle normative, ogni fase incide sulla qualità finale della saldatura.

Seguire procedure qualificate e applicare correttamente gli standard internazionali significa ridurre i rischi, aumentare l’affidabilità degli impianti e garantire prestazioni nel lungo periodo.

In un contesto industriale sempre più regolamentato e competitivo, un lavoro di saldatura tubi eseguito a regola d’arte non è solo un requisito tecnico, ma un fattore determinante di sicurezza e valore, ed è per questo motivo che è sempre consigliabile chiedere supporto ad aziende qualificate.