Il progetto MINTWELD, finanziato dall’UE, ha segnato una svolta nella comprensione di come si formano le fessurazioni di solidificazione durante la saldatura dell''acciaio, un problema che può causare difetti strutturali se trascurato e che rappresenta una grande sfida per i settori industriale ed edilizio.
In un nuovo studio pubblicato nella rivista “Scientific Reports”, il team del progetto del Dipartimento di ingegneria dell''Università di Leicester, ha avanzato che le fessure di solidificazione si formano dal collegamento di micro-porosità nella zona di saldatura durante il bagno di fusione. Da notare che si tratta della prima volta che i ricercatori hanno osservato la fessurazione di solidificazione nell''acciaio, gettando nuova luce su come la lega potrebbe incrinarsi durante il processo.
“La saldatura è il modo più economico ed efficace per unire i metalli in maniera permanente, ed è una parte importante della nostra economia di fabbricazione,” ha commentato il prof. Hong Dong di Leicester, uno degli autori dello studio. “Si stima che oltre il 50 % dei prodotti domestici e industriali nel mondo contengano giunti saldati. In Europa, l''industria della saldatura ha tradizionalmente sostenuto vari tipi di aziende nei diversi settori della cantieristica, condutture, automobilistico, aerospaziale, difesa ed edilizia. La fessurazione di solidificazione a caldo è il difetto più frequente durante la lavorazione dei metalli, come la saldatura, la colata e la metalmeccanica additiva (stampa 3D dei metalli)."
Il team ha ottenuto i suoi risultati utilizzando per tre giorni il raggio X al sincrotrone, presso il Laboratorio europeo delle radiazioni al sincrotrone (ESRF) a Grenoble, in Francia, per osservare la formazione delle fessurazioni in tempo reale. Grazie ai progressi nelle tecniche per immagini e dei raggi X al sincrotone, il team è riuscito a vedere attraverso i metalli, fornendo un''analisi dettagliata delle leghe. Durante gli esperimenti sono stati testati in totale 27 campioni presi da tre tipi di metalli e analizzati a tre ratei di deformazione. Ogni prova è stata poi ripetuta tre volte per dimostrare la ripetibilità tra le prove.
Benché non siano disponibili dati ufficiali sul fatturato del settore delle saldature dell''UE (a causa delle diverse applicazioni delle saldature), si stima che oltre il 50 % dei prodotti domestici e industriali globali contengano giunti saldati, e che il mercato delle apparecchiature e dei consumi delle saldature abbia raggiunto i 3,5 miliardi di euro nel 2007 in Europa. Oltre all''importanza industriale del settore, i difetti nelle parti saldate possono avere effetti disastrosi, tra cui quello di mettere a rischio vite umane, nonché gravi ripercussioni economiche dovute ai danni e ai risarcimenti assicurativi per i prodotti difettosi. Possono inoltre causare catastrofi ambientali dovute all''inquinamento, se ad esempio le parti non perfettamente saldate vengono usate in ambienti sensibili, come i mari.
Il progetto MINTWELD si è ufficialmente concluso ad agosto 2013 e ha studiato modi per semplificare la saldatura e per renderla più sicura ed economica, utilizzando nuove tecnologie e tecniche di modellazione computerizzate all''avanguardia. I risultati di questo studio recente rappresentano un ulteriore importante contributo alle soluzioni innovative del team per migliorare l''efficienza generale della saldatura dell''acciaio e aprire nuovi mercati per il settore delle saldature europeo.
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