Caratterizzazione di giunti ibridi LASER/MIG in lega di alluminio

Il presente lavoro ha riguardato la caratterizzazione geometrica, microstrutturale e meccanica di giunti ibridi di spessore pari a 3mm in lega AA5754 ricotta. I giunti sono stati processati a velocità costante di saldatura pari a 3,5 m/min e potenze LASER e MIG variabili. Si è utilizzato un laser a fibra e filo di apporto ER5356. Il materiale base (MB) esibisce microstruttura completamente ricristallizzata con dimensione media dei grani pari a circa 20µm±5 e microdurezza media di 60HV±4. Il cordone dei giunti, analizzato nella sezione trasversale, esibisce la tipica forma a imbuto in cui si individuano due zone: la zona più larga o di corona (CZ) e la zona stretta o zona laser (LZ). La prima zona subisce maggiormente l’azione del processo MIG essendo più prossima alla torcia mentre nella seconda è dominante l’azione del processo LASER. La geometria delle due zone varia al variare dei parametri di processo, in particolare la larghezza della zona di corona è influenzata dal processo MIG mentre la geometria della zona laser è regolata dal valore del rapporto R tra potenza LASER e potenza MIG. In termini di difettosità, la penetrazione del fascio non è completa nei giunti processati alla minima potenza LASER (2500 KW). Inoltre il cordone di tutti i giunti analizzati esibisce porosità crescente all’aumentare della potenza laser. La microstruttura della zona saldata è stata analizzata nella CZ e nella LZ rispettivamente sull’asse del cordone e all’interfaccia. Essa appare di tipo dendritico, caratterizzata da grani colonnari all’interfaccia con il MB e equiassici al centro del cordone. I grani equiassici esibiscono dimensione media superiore rispetto a quella del MB. Nella zona di contatto con il MB si rileva inoltre una stretta zona di grani fini ed equiassici la cui dimensione media dei grani risulta di circa 16µm ±5. Nella sezione trasversale di ogni giunto sono state eseguite prove di micro durezza (HV05/15s). In tutti i casi si registra un minimo sull’asse del giunto e un picco massimo in corrispondenza dell’interfaccia con il MB oltre la quale, i valori di microdurezza tendono al valore medio del MB. Sulla base dello studio effettuato si può concludere che da un punto di vista geometrico i giunti in cui il rapporto R è più prossimo ad 1 sono quelli che presentano una LZ più stretta e snella in cui i grani colonnari si estendono fino a quasi toccarsi nella zona centrale della saldatura. Inoltre all’aumentare della potenza MIG aumenta l’ampiezza della corona. La porosità aumenta invece all’aumentare della potenza laser. I valori minimi di durezza, registrati sull’asse del giunto, sono imputabili alla maggiore dimensione del grano e alla segregazione.