In molti settori industriali i componenti soggetti a usura sono la prima voce dei costi di manutenzione. Denti e lame delle benne, martelli dei mulini, coclee, rulli, raschiatori, frantoi, coltelli: tutti pezzi che si consumano a contatto con materiali abrasivi o per urti ripetuti. Sostituirli continuamente costa, sia in ricambi sia in ore di fermo. La ricarica con elettrodi per saldatura dedicati permette di ricostruire le superfici consumate e, in molti casi, di proteggere in anticipo i componenti nuovi, aumentandone la durata.

Capire come si usura il pezzo

Il punto di partenza di ogni intervento di ricarica è capire come si usura il pezzo. Non esiste un deposito universale: un riporto molto duro, eccellente contro l’abrasione della sabbia, può scheggiarsi rapidamente sotto urti violenti; un deposito tenace, perfetto contro gli impatti, può consumarsi in fretta se esposto a materiali abrasivi fini. I meccanismi principali da considerare sono l’abrasione, cioè lo strisciamento di particelle dure sulla superficie; l’impatto, cioè urti ripetuti che deformano o scheggiano il materiale; l’usura metallo su metallo, tipica di perni, ruote e guide; l’erosione da fluidi carichi di particelle; e l’usura ad alta temperatura, che interessa stampi e utensili per lavorazioni a caldo. Nella pratica questi meccanismi si combinano, e la scelta deve basarsi su quello prevalente.

Le famiglie di depositi antiusura sono numerose. Ci sono depositi tenaci a base ferro, usati per ricostruire la geometria del pezzo o come strato intermedio; acciai di tipo martensitico, con durezze medio-alte e buona resistenza all’usura metallo su metallo; acciai al manganese, che si induriscono in superficie sotto gli urti restando tenaci in profondità; depositi ricchi di carburi, con elevata resistenza all’abrasione ma tenacità limitata; e leghe speciali in grado di mantenere la durezza anche ad alte temperature. Per ciascuna famiglia il produttore indica campi di impiego e limiti.

Strati, diluizione e preriscaldo

Un errore frequente è riportare direttamente lo strato duro sul materiale base, senza considerare la compatibilità. Su acciai ad alto carbonio, su componenti molto consumati o quando bisogna ricostruire spessori importanti, è consigliabile applicare prima uno strato tenace, detto anche cuscinetto, e solo dopo il riporto duro. In questo modo si riduce il rischio di distacco e si evita che eventuali cricche nel riporto si propaghino nel materiale base.

Va considerato anche l’effetto della diluizione. Il primo strato depositato si mescola con il materiale base e raggiunge una durezza inferiore a quella nominale: le caratteristiche dichiarate si ottengono di norma dal secondo o terzo strato. D’altra parte, molti depositi molto duri non sopportano spessori elevati senza rischio di sfaldamento: lo spessore complessivo va pianificato in base alle indicazioni del produttore.

È normale che alcuni depositi molto duri presentino piccole cricche trasversali dopo il raffreddamento. Non si tratta di un difetto, ma di un meccanismo con cui il riporto scarica le tensioni. È importante che il personale lo sappia, per non scartare inutilmente pezzi correttamente ricaricati.

Il preriscaldo dipende dal materiale base e dal deposito. È spesso necessario sugli acciai temprabili e con i depositi martensitici, mentre va evitato sugli acciai al manganese, che devono restare freddi: un surriscaldamento prolungato li rende fragili. Per questi ultimi si lavora a tratti brevi, lasciando raffreddare il pezzo tra un cordone e l’altro.

Disposizione dei cordoni e lavorabilità

Anche la disposizione dei cordoni influisce sulla durata. Sulle superfici attraversate da un flusso di materiale abrasivo, cordoni perpendicolari al flusso trattengono uno strato di materiale fine che protegge la superficie; disposizioni a reticolo o a punti sono usate su benne e lame per migliorare il comportamento con terreni diversi. Cordoni paralleli al flusso, invece, favoriscono lo scorrimento del materiale.

Un’ultima considerazione tecnica riguarda la lavorabilità. Molti riporti duri non possono essere lavorati con utensili convenzionali e richiedono rettifica; altri sono progettati per restare lavorabili alle macchine. Se il componente deve tornare a quote precise, questa caratteristica va valutata prima di scegliere il deposito, per non trovarsi con un pezzo ricaricato bene ma impossibile da rifinire.

Per ottenere risultati misurabili conviene trattare la ricarica come un processo. Registrare le ore di lavoro dei componenti tra un intervento e l’altro, confrontare depositi diversi su pezzi gemelli, standardizzare le procedure per i componenti più frequenti e programmare gli interventi durante i fermi pianificati permette di individuare nel tempo la soluzione più conveniente per ciascuna applicazione.

Dal punto di vista della sicurezza, la ricarica presenta alcune criticità specifiche. Gli interventi durano spesso a lungo e producono grandi quantità di fumi, soprattutto con i depositi ricchi di elementi di lega: l’aspirazione localizzata è indispensabile e, per lavori prolungati o in ambienti poco ventilati, va affiancata da protezione respiratoria adeguata. La molatura preliminare e quella di finitura producono rumore e proiezioni di particelle: servono protezioni per l’udito, occhiali o visiere e schermi per proteggere le persone vicine. I pezzi ricaricati restano caldi a lungo e vanno segnalati e movimentati con attenzione, mentre la movimentazione di componenti pesanti come denti, lame e rulli richiede mezzi di sollevamento adeguati e mai improvvisati.