Saldatura laser su leghe di alluminio: studio delle proprietà meccaniche e microstrutturali = Laser welding of aluminum alloys: study of mechanical and microstructural properties

Il presente lavoro di tesi ha come obiettivo l’analisi parametrica delle caratteristiche meccaniche e microstrutturali di giunzioni ottenute per mezzo di un processo di saldatura laser fra due lamiere in lega di alluminio con spessori differenti. La ricerca è svolta in collaborazione con l’azienda CO. ST. AT. s.r.l. di Piobesi Torinese (TO), interessata allo sviluppo e alla messa a punto di tale processo. In particolare, l’obiettivo finale dell’azienda è la commercializzazione di Tailor Welded Blanks in alluminio, ovvero di semilavorati ottenuti dalla saldatura di pannelli di lamiera con spessori differenti e destinati a una successiva operazione di stampaggio per la produzione di componenti ottimizzati per autoveicoli. L’aspetto che rende tale prodotto innovativo sul mercato è l’utilizzo dell’alluminio in luogo dell’acciaio, che risulta essere vantaggioso in ottica di alleggerimento dei veicoli e di riduzione dei consumi di carburante. Lo studio ha previsto la progettazione e la messa in atto di una campagna sperimentale condotta in parallelo su due differenti leghe di alluminio (EN AW 5754 e EN AW 6016). In particolare, per entrambe le leghe si è osservato l’effetto dei tre principali parametri di saldatura (potenza, velocità di passata, posizione focale) sulle proprietà dei giunti, al fine di individuare la combinazione di parametri che potesse garantire le migliori prestazioni. La caratterizzazione dei giunti saldati è avvenuta per mezzo di prove di trazione uniassiale, prove Erichsen e analisi metallografiche, condotte presso il laboratorio di meccanica del Politecnico di Torino. Nella pianificazione sperimentale e nella successiva analisi dei dati sono stati utilizzati gli strumenti statistici della Metodologia della Superficie di Risposta, che hanno permesso di affiancare alle misurazioni effettuate dei modelli di regressione lineare multipla per le risposte osservate in grado di fornire previsioni sul comportamento del materiale anche in punti dello spazio delle variabili indipendenti non direttamente esplorati.