Innovativo processo di saldatura laser eseguito con la tecnica di oscillazione ad elevata frequenza del fascio: ottimizzazione dei parametri di processo, analisi delle prestazioni meccanico-funzionali delle strutture saldate e valutazione dei nuovi ...

Anno
2020
Proponente Annamaria Gisario - Professore Associato
Sottosettore ERC del proponente del progetto
PE8_7
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Carla Lupi Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Stefano Natali Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Componente Qualifica Struttura Categoria
Mohammad Elahinia Full professor Mechanical, Industrial and Manufacturing Engineering Department Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Abstract

La saldatura laser rappresenta oggi una tecnologia di giunzione consolidata nell'industria e offre vantaggi sostanziali rispetto alle tecnologie concorrenti, quali elevata produttività, possibilità di saldare senza materiale d'apporto e limitato apporto di calore, che si traducono in zone termicamente alterate più contenute e distorsioni termiche trascurabili. Inoltre, il caratteristico meccanismo di saldatura laser, che porta alla formazione del key hole, consente di raggiungere le condizioni di penetrazione profonda garantendo un'ampiezza minima del cordone. Va infine considerato che le configurazioni geometriche possibili sono molteplici, anche grazie alla possibilità del fascio di poter accedere in zone difficilmente accessibili.
Vi è però un problema molto sentito soprattutto nell'industria e connesso alla preparazione accurata dei bordi necessaria per minimizzare il gap tra le due parti da saldare a causa delle ridotte dimensioni dello spot focale del laser. Tale caratteristica deve essere tenuta sotto controllo per garantire una corretta formazione del key hole e permettere la fusione di entrambi i bordi. Per risolvere il problema del gap, non è possibile considerare il ricorso alla defocalizzazione del fascio, in quanto, tranne per casi molto particolari, la conseguente riduzione della densità di potenza porterebbe ad eseguire la saldatura con un meccanismo di tipo diverso, quello per conduzione che non permette di operare in profondità.
La soluzione proposta in tale ricerca consiste nel fornire al raggio laser un ulteriore movimento, oltre al percorso di saldatura, che impone la sua oscillazione intorno alla pozza di materiale fuso ad elevata frequenza. Questo innovativo processo di saldatura, noto nella letteratura recente come laser wobbling, prevederà l'impiego di un laser in fibra.
Si vogliono analizzare le performance della nuova tecnologia sia in termini di prestazioni delle strutture saldate che di rapidità di processo operando su diversi metalli.

ERC
PE8_7, PE8_8
Keywords:
TECNOLOGIA MECCANICA, METALLURGIA, METODI DI CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI

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