Caratterizzazione di saldature laser su un acciaio TWIP per applicazioni automobilistiche

Il fine di questo percorso di tesi è l'analisi e la caratterizzazione di un tubo di acciaio TWIP fornito dall'azienda "Elettrosystem S.a.s." di Scurzolengo (AT), utilizzato come puntone per automobili.
Tale componente è utilizzato dalla Fiat Crysler Automobiles, in particolare nella realizzazione della nuova "Jeep Renegade".
Per questo puntone si è scelto di utilizzare l'acciaio TWIP a causa della sua elevata duttilità, caratteristica che consente grande assorbimento di energia in caso di shock.

Il processo produttivo di tale puntone consiste nella realizzazione di due tubi di diversa sezione (1.3 mm e 1.8 mm) che, dopo essere stati tagliati della lunghezza desiderata, vengono saldati con laser; ciò permette di avere una resistenza differente in base alle due sezioni, ottenendo un cedimento progressivo: un eventuale impatto, infatti, comporterà dapprima la compressione della sezione più piccola che opporrà minor resistenza (e quindi un impatto meno violento) a cui seguirà la compressione della sezione maggiore con una maggior dissipazione di energia per unità di lunghezza.

Questa tesi si pone quindi l'obiettivo di analizzare le caratteristiche dell'acciaio TWIP, focalizzando in particolare l'attenzione sulla parte rappresentata dal cordone di saldatura e sulle conseguenze che possono derivare dal processo di saldatura stesso.
Il lavoro è stato svolto in collaborazione con l'impresa Elettrosystem, produttrice dell'impianto usato per saldare il tubo.

Nel primo capitolo saranno presentati gli acciai attualmente impiegati nella costruzione degli autoveicoli, per giungere alla descrizione dell'acciaio che si intende porre in analisi, il TWIP, corredato dalle motivazioni che hanno spinto alcune case automobilistiche a scegliere tale tipologia di componente. Infine ci si concentrerà sulla descrizione del processo di saldatura laser utilizzato in genere nel settore.

Nel secondo capitolo l'attenzione verrà focalizzata, in particolare, sulla tecnica di saldatura impiegata da Elettrosystem, con la descrizione dei macchinari impiegati e delle metodologie che caratterizzano il processo di saldatura stesso.

Il terzo capitolo è interamente dedicato alle analisi condotte nei laboratori del Politecnico; esse comprendono lo studio della microdurezza, l'analisi chimica tramite fluorescenza ai raggi X, l'attacco metallografico con relativa analisi al microscopio e, infine, la prova di trazione. Tutte le analisi svolte sono correlate da una descrizione dei macchinari impiegati e delle modalità di studio del materiale.

Negli ultimi due capitoli sono presentati, infine, i risultati ottenuti attraverso le analisi descritte nel capitolo precedente e le considerazioni finali riguardanti l'acciaio TWIP.