Saldatura per attrito meccanico dell’acciaio

Nel progetto HILDA (“High integrity low distortion assembly”), finanziato dall’UE, si è assistito ad un progresso rivoluzionario nello sviluppo di questa tecnica di saldatura per l’acciaio. I partner del progetto hanno mostrato che la saldatura per attrito meccanico (FSW) è in grado di saldare tutte le qualità di acciaio utilizzate nel settore delle costruzioni navali.

Importanti sforzi sono stati dedicati ai test meccanici delle saldature per attrito meccanico sull’acciaio DH36. La caratterizzazione microstrutturale ha rappresentato il primo passo sperimentale verso la definizione dei limiti del processo FSW.

Un secondo risultato della valutazione microstrutturale era rappresentato dalle informazioni su difetti indesiderati causati dal processo, che potrebbero compromettere l’integrità della saldatura. L’assenza di difetti offre rassicurazioni che i parametri del processo di saldatura selezionati portano ad un livello qualitativo accettabile.

La selezione dei parametri di saldatura è un processo complesso, con molte variabili interdipendenti che sono poco chiare. Per colmare la lacuna in termini di conoscenza, si è pasati a combinare la creazione di modelli microstrutturali e globali per fornire ulteriori informazioni sui principali parametri di saldatura, nonché per le previsioni delle condizioni post-saldatura.

Lo scopo del progetto è sviluppare il fondamento scientifico per un processo di saldatura per attrito meccanico applicabile all’acciaio. HILDA migliorerà la conoscenza metallurgica per prevedere la variazioni di fase e i regimi di sollecitazione nella condizione di saldato. Ciò fornirà ai cantieri navali dell’UE un processo di saldatura efficiente in termini di costi, a bassa distorsione.

Le principali sfide da risolvere per un’applicazione più ampia dell’FSW sull’acciaio comprendono i miglioramenti della produttività (velocità di saldatura, durata e costi degli utensili), un ambito di applicazione esteso (geometria di saldatura, qualità e spessori dell’acciaio), nonché lo sviluppo di processi stabili e prevedibili e una strategia di garanzia della qualità.

HILDA ha dimostrato che la saldatura a bordo libero dell’acciaio è possibile e le considerazioni di processo indicano che la capacità di saldatura in altre configurazioni, ad esempio le geometrie delle pieghe o a T, già possibili su materiali quali alluminio, dovrebbero essere possibili anche per l’acciaio se si potranno ottenere materiali e progettazione degli utensili idonei.

È stato realizzato un confronto dei costi e dei benefici del metodo FSW per l’acciaio nell’attuale stato immaturo, rispetto ai costi delle esistenti tecniche di saldatura per fusione, principalmente MIG, SAW e saldatura ibrida a laser. Sono state identificate le opportunità di riduzione dei costi, di miglioramento della sicurezza, nonché le proprietà di saldatura migliorate che la saldatura per attrito meccanico potrebbe offrire e sono stati altresì annotati i potenziali svantaggi.