Uso della termografia attiva per l'analisi di giunti saldati RSW = Use of active thermography for the analysis of RSW welded joints

La termografia infrarosso (IRT) rappresenta oggigiorno una tecnica di controllo non distruttiva (CND) non a contatto. Con la scoperta degli infrarossi da parte di Sir William Herschel nel 1800, l’evoluzione scientifica e tecnologica ha reso possibile le definizioni delle più note leggi fisiche che regolano questa branchia della scienza. Il principio fondamentale su cui si basa la IR è che ogni corpo che si trova ad una temperatura maggiore dello zero assoluto (0 K) emette radiazioni termiche. Grazie soprattutto alla sua versatilità, la IRT viene oggigiorno adoperata in numerose applicazioni industriali e si divide in due famiglie: termografia passiva e termografia attiva. Nella termografia passiva la termocamera rileva le radiazioni emesse dal corpo in esame senza l’utilizzo di fonti esterne di calore. In quella attiva invece, si utilizza una sorgente di calore per riscaldare il target. In letteratura esistono diversi metodi di eccitazione termica, tra cui le due più utilizzate sono: termografia pulsata (PT) e termografia modulata (LT). La PT prevede di riscaldare il target attraverso un impulso termico, che può variare da pochi millisecondi fino a qualche secondo, a seconda della conducibilità termica del materiale target. Il problema principale di questo metodo è la risoluzione in termini di profondità: per riscaldare spessori maggiori c’è bisogno di una maggiore potenza termica, e dunque di un maggior costo. Nella LT invece, l’eccitazione termica è di tipo sinusoidale. Tale tipo di eccitazione produce una variazione armonica della temperatura superficiale nel target. Variando la frequenza di eccitazione è possibile ispezionare diversi livelli di profondità. Nella presente tesi sperimentale svolta presso il laboratorio J-Tech presente al Politecnico di Torino, la termografia attiva è stata utilizzata come strumento di ispezione nel processo di saldatura per resistenza a punti. Per le prove sono stati realizzati 1245 punti di saldatura, ottenuti saldando opportunamente delle lamiere di acciaio DP 600, dello spessore di 1 mm. Come metodo di termografia attiva è stata utilizzata la PT: le prove sono state ottenute mediante l’utilizzo dell’apparecchiatura denominata MultiDES System Laser, presente presso il laboratorio J-Tech e fornito dalla DES (Diagnostic Engineering Solution) di Bari, che ne detiene il brevetto. Tale sistema utilizza una sorgente laser come fonte di eccitamento termico. Le prove sono state eseguite in accordo con la norma BS ISO 18434-1:2008: dopo aver definito i parametri di processo ottimali, è stata valutata sia la temperatura riflessa apparente sia l’emissività del target in esame. Dopo una prima fase di preparazione dei dati, si è proseguito con la scelta dell’area di indagine per poi passare all’analisi dei dati (ottenute mediante i software ResearchIR e Matlab): sono state ricavate le curve di evoluzione termica nel tempo, per passare poi allo studio di alcune caratteristiche di suddette curve: i valori massimi mediati ottenuti a fine riscaldamento, i valori medi dell'intera curva, i valori di pendenza del solo tratto di raffreddamento, ed altre ancora. Ogni tipo di analisi verrà descritta nel dettaglio la procedura. I risultati ottenuti sono molto promettenti sull’utilizzo della termografia attiva come strumento di controllo non distruttivo. Tuttavia, l’analisi realizzata necessita di maggiori approfondimenti e di ulteriori analisi sperimentali, al fine di convalidare i risultati ottenuti.