FOCUS
Tabella 3. Evoluzione delle caratteristiche geometriche( P e W) dei cordoni al variare della strategia di saldatura
Strategia di saldatura |
P [ mm ] |
W [ mm ] |
Lineare |
1.6 ± 0.05 |
1.4 ± 0.05 |
Wobbling |
1.6 ± 0.1 |
1.9 ± 0.3 |
dei difetti è stata condotta osservando inizialmente le sezioni trasversali mediante OM e SEM, per un’ analisi dei difetti rappresentativi; successivamente, l’ indagine è passata alle scansioni µ-CT, al fine di ottenere un quadro completo di tutti i difetti rilevabili all’ interno dell’ intero volume delle saldature. Il volume di ispezione è definito come il parallelepipedo che racchiude il cordone di saldatura; le immagini ottenute consentono di evidenziare posizione, dimensioni e forma dei difetti rilevati. Dall’ e- sperienza maturata dall’ analisi μ-CT di componenti realizzati tramite produzione additiva, è noto che la tipologia di difetto può essere classificata in base alla sfericità( indicata con). Quando la forma del difetto è irregolare, il valore di sfericità è basso, collocandosi nell’ intervallo( 0; 0,5); tali difetti sono definiti“ difetti volumetrici” e possono essere associati alla tipica mancanza di fusione riscontrabile nei processi di Laser Powder Bed Fusion( LPBF). Al contrario, i difetti sferici, caratterizzati da un valore di sfericità compreso tra 0,5 e 1, sono riconducibili a porosità da gas tipiche del processo LPBF. Tale classificazione è stata adottata per valutare la popolazione dei difetti nei cordoni analizzati. Figura 7 mostra la visualizzazione 3D dei pori rilevati( 0,5 < < 1) dove la scala cromatica rappresenta le dimensio-
Figura 9. Curve rappresentative delle prove di strappo dei giunti saldati dissimili Cu / Al
ni dei difetti. Si può notare che l’ oscillazione ha favorito la generazione di un numero inferiore di pori di dimensioni maggiori rispetto alla saldatura con percorso lineare; ciò può essere spiegato dal fatto che l’ oscillazione del raggio laser ha promosso una maggiore turbolenza durante la miscelazione di Cu e Al nella formazione del cordone, generando alcuni difetti di grandi dimensioni. La rifusione dovuto al passaggio successivo da parte del laser sulla zona già fusa durante il percorso circolare del wobbling consentirebbe quindi di ridurre i difetti riscontrabili rispetto alla classica saldatura con percorso lineare. In modo analogo, è possibile visualizzare anche i difetti di volume, aventi forma irregolare( quindi sfericità tra 0 e 0.5), come mostrato in Figura 8. L’ oscillazione del fascio ha portato alla formazione di un singolo difetto volumetrico irregolare, mentre il percorso lineare ad alta potenza ha provocato la formazione di un’ elevata popolazione di difetti. Infine, Figura 9 mostra i risultati delle prove di taglio eseguite su campioni saldati con entrambe le strategie di scansione esaminate. Le curve, che rappresentano l’ andamento della forza di taglio in funzione dello spostamento, hanno mostrato un comportamento, caratterizzato da un rapido incremento della forza
Figura 6. Immagine SEM ad alti ingrandimenti della zona di interfaccia tra Cu fuso e Al fuso, in cui si riconoscono la formazione di due composti chimici
24 TECNOLOGIE LASER- novembre