Forza di trazione

La misura della forza di trazione valuta la resistenza di un materiale, di un giunto o di un componente quando viene tirato, cioè sottoposto a un carico che tende ad allungarlo o a separarne le parti. È una delle prove più comuni nel controllo qualità: serve a sapere quanto tiene una saldatura, un incollaggio, una cucitura, un filo o un aggancio prima di cedere. Dietro un’operazione apparentemente semplice, tirare fino a un valore o fino alla rottura, si nascondono però fattori che determinano se la prova è valida e ripetibile: come si affera il campione, come si allinea il carico, a quale velocità si tira.

Questa pagina spiega come si misura la forza di trazione, il ruolo dell’afferraggio e dell’allineamento, l’importanza della velocità e del valore di picco, e come ottenere prove confrontabili. È una guida per il tecnico di controllo qualità, il laboratorio prove e chi verifica la resistenza di materiali e giunzioni.

Che cosa si misura

Nella prova di trazione si applica al campione un carico crescente che lo tira, misurando la forza necessaria. A seconda dello scopo si può cercare la forza a un allungamento dato, la forza massima raggiunta prima del cedimento, o la forza di rottura. Il sensore di forza, tipicamente una cella di carico, misura in continuo il carico applicato, mentre il campione viene tirato da un dinamometro o da un banco prova. Il risultato può essere un singolo valore, come la forza di picco, o una curva che descrive come la forza evolve durante la prova. La scelta di cosa misurare dipende da ciò che si vuole caratterizzare.

Afferraggio e allineamento

Due fattori determinano più di ogni altro la validità di una prova di trazione. Il primo è l’afferraggio: il campione va trattenuto saldamente senza che scivoli, ma senza danneggiarlo o precomprometterlo nel punto di presa, altrimenti cede lì invece che nel punto significativo. Esistono afferraggi diversi per ogni tipo di campione, da fili a tessuti a componenti. Il secondo è l’allineamento: il carico deve agire lungo l’asse del campione, perché un tiro fuori asse introduce sollecitazioni di flessione che falsano il risultato e possono provocare una rottura anticipata. Un buon afferraggio e un carico ben allineato sono la premessa di una prova affidabile.

Fattore	Effetto sulla prova
Afferraggio	Evita scivolamenti e rotture nel morsetto
Allineamento	Evita flessioni e rotture anticipate
Velocità di prova	Influenza la forza misurata
Valore di picco	Registra il massimo raggiunto

Velocità e valore di picco

Molti materiali reagiscono in modo diverso a seconda di quanto rapidamente vengono tirati: una prova più veloce può dare una forza maggiore di una lenta. Per questo la velocità di prova va definita e mantenuta costante, cosa che i banchi motorizzati garantiscono meglio della trazione manuale. Conta poi la funzione di picco dello strumento, che memorizza la forza massima raggiunta: nella prova a rottura è spesso il valore massimo, appena prima del cedimento, quello che interessa. Uno strumento con acquisizione rapida e memoria del picco è essenziale per cogliere correttamente la forza di rottura.

• Trattenere il campione senza scivolamenti né danni nel punto di presa.
• Allineare il carico lungo l’asse del campione.
• Definire e mantenere costante la velocità di prova.
• Usare la funzione di picco per cogliere la forza massima.
• Ripetere la prova su più campioni per la significatività statistica.

Taratura e ripetibilità

Perché i risultati siano confrontabili, lo strumento di misura della forza va tarato periodicamente contro riferimenti riferibili. Ma la ripetibilità di una prova di trazione dipende anche dal metodo: stesso afferraggio, stesso allineamento, stessa velocità, stessa preparazione del campione. Documentare le condizioni di prova è tanto importante quanto tarare lo strumento, perché una forza di trazione misurata in condizioni diverse non è confrontabile. La combinazione di strumento tarato e metodo controllato è ciò che rende la prova una misura affidabile.

Dalla misura allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Forza e coppia del ramo Misure e controlli, ed è il complementare della forza di compressione. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo la misura di forza fa capo alla famiglia di forza, coppia, tensione e banchi prova, con i dinamometri digitali per la misura e i banchi prova manuali e motorizzati per l’applicazione controllata del carico. L’afferraggio si appoggia agli afferraggi, morse e attrezzature di prova. Se hai un campione o una giunzione particolare da provare, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.