Analisi microstrutturale di giunzioni Friction Stir Welding in alluminio AA6060-T6: correlazione tra parametri di processo e dimensione dei grani

Abstract

Il presente lavoro illustra i risultati di una campagna sperimentale finalizzata allo studio della microstruttura di
giunzioni ottenute mediante tecnologia FSW – Friction Stir Welding. La campagna sperimentale è stata eseguita
su piatti di alluminio AA6060-T6 di spessore 8 mm saldati di testa. Le saldature sono state ottenute variando
i parametri di processo, vale a dire la velocità di rotazione (S [giri/min]) e la velocità di avanzamento (f [mm/
min]) dell’utensile. L’esame metallografico è stato effettuato con lo scopo di esaminare la microstruttura
della sezione trasversale dei giunti in funzione dei parametri di processo e di valutare la dimensione dei
grani nelle varie regioni della zona di saldatura: Nugget, ZTA – Zona Termicamente Alterata, ZTMA - Zona
Termo-Meccanicamente Alterata. Il conteggio dei grani è stato effettuato secondo la norma ASTM E112-
96(2004). Il rapporto f/S tra velocità di avanzamento e velocità di rotazione è risultato essere un parametro
particolarmente significativo per la variazione della microstruttura delle giunzioni esaminate. Il Nugget ha
messo in luce una microstruttura a grani molto fini aventi una dimensione media pari a circa un terzo di quella
dei grani del materiale base. La dimensione dei grani in questa zona decresce linearmente all’aumentare del
rapporto f/S. La ZTMA è risultata costituita da grani fortemente allungati ed orientati diversamente rispetto a
quelli delle zone circostanti. Anche in questo caso è stato possibile osservare una relazione pressoché lineare
tra dimensione dei grani e rapporto f/S. La ZTA ha invece evidenziato una dimensione dei grani che decresce
all’aumentare del rapporto f/S. La qualità delle giunzioni, in termini di resistenza a trazione, è stata infine
correlata con le caratteristiche metallurgiche rilevate nella zona di saldatura.