Numero 1 2007 - IIS

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U. Natale et al. - Analisi sperimentale di coppie brasate 52NiCrMo6-G30 Figura 13 - Particolare costruttivo delle teste in G30. ciascun modello, calcolato solo per i casi in cui le rotture dei provini sono avvenute (Fig. 16), per “sfilamento” dei due coni brasati e con una caratteristica statica come quella evidenziata nella Figura 17. Nella Tabella III e nella Figura 18 sono riportati i risultati delle prove effettuate che evidenziano come la capacità portante delle brasature eseguite risulti funzione del rapporto δ ed, in particolare, presenti un massimo in corrispondenza del valore δ = 3. Conclusioni Dovendo procedere alla brasatura di un’anima di calibratura utilizzando due materiali dissimili (acciaio da bonifica 52NiCrMo6 e carburo di tungsteno G30) si è preliminarmente individuata nella brasatura forte al cannello la tecnica di Figura 15 - Tipologia di rottura non valida. Figura 16 - Rottura per “sfilamento” stelo-testa. 86 Riv. Ital. Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio <strong>2007</strong> Figura 14 - Modalità di ammorsaggio dei provini. brasatura più conveniente allo scopo. Successivamente, dopo aver motivato le scelte del decapante in pasta Castolin 1802PF per proteggere la brasatura e del materiale di apporto, lega di argento, Castolin 1802F/XFC per eseguirla, si è individuato in una torsione del cianfrino conico maschio, da effettuare al raggiungimento della temperatura di brasatura, nella corrispondente sede femmina dell’acciaio da bonifica, l’accorgimento essenziale per eliminare ogni difetto di adesione della lega di apporto al cono in carburo di tungsteno. Dopo un’analisi agli elementi finiti che ha consentito di determinare, in via puramente teorica, la distribuzione dello stato tensionale in corrispondenza del cono medio della lega di argento e di TABELLA III - Risultati delle prove effettuate. Modello d [mm] l [mm] d [mm] δ evidenziarne le variazioni con la conicità di preparazione dei lembi, si è proceduto a testare sperimentalmente 5 tipologie di preparazione dei lembi corrispondenti ad altrettanti valori del rapporto δ tra i diametri delle sezioni estreme del cono di cianfrinatura. Queste prove hanno consentito di evidenziare l’esistenza di un valore ottimale δ = 3 del suddetto rapporto in corrispondenza del quale le brasature realizzate presentano la massima capacità a resistere a carichi assiali. Tale comportamento trova spiegazione nel fatto che ad un aumento del rapporto δ corrisponde, ovviamente, non solo un incremento della superficie di brasatura ma anche una riduzione della tensione di rottura della lega di argento attribuibile Al [mm 2 ] Rm [kN] A 6 25 16 2,6 863,50 135,66 B 6 25 18 3 942,00 142,50 C 6 25 20 3,33 1020,50 137,30 D 6 25 22 3,66 1099,00 127,00 E 6 25 24 4 1177,50 121,00 Ri [kN] A1 125 A2 142 A3 140 B1 137 B2 148 B3 - C1 143 C2 130 C3 138 D1 130 D2 127 D3 124 E1 132 E2 - E3 110
Figura 17 - Caratteristica statica di rotture per “sfilamento”. ad un maggiore grado di disuniformità nella distribuzione delle temperature lungo le generatrici dei cianfrini conici di accoppiamento: il risultato complessivo di questi due effetti contrapposti è tale da comportare l’individuazione di un valore ottimale del rapporto δ cui corrisponde un massimo della capacità portante delle brasature in esame. Ringraziamenti Si ringraziano il Prof. Ing. Antonio De Iorio, Direttore del Dipartimento di Progettazione e Gestione Industriale dell’Università di Napoli Federico II, e le Officine Meccaniche Pontillo srl di Scafati (SA) per aver messo a disposizione degli Autori parte del materiale utilizzato per le prove di laboratorio. Bibliografia Umberto NATALE è Docente nella Facoltà di Ingegneria dell’Università di Napoli Federico II, presso la quale è titolare dei corsi di Costruzioni Saldate e di Progettazione Meccanica. È viceDirettore del Dipartimento di Progettazione e Gestione Industriale dove svolge attività di ricerca scientifica e consulenza industriale nell’ambito, prevalentemente, della resistenza statica ed a fatica delle strutture saldate. Coordina il gruppo di ricerca interdipartimentale sullo sviluppo dei processi di saldatura ad elevato tasso di deposizione in controllo adattativo. Marco CAPACCIO, laureato in Ingegneria Meccanica, svolge attività professionale di consulente industriale nell’ambito della progettazione di impianti meccanici. U. Natale et al. - Analisi sperimentale di coppie brasate 52NiCrMo6-G30 Figura 18 - Variazione della resistenza media con la conicità di cianfrinatura. [1] Sabadasc O.M., Khorunov V.F.: «Materials and technology for flux brazing and soldering of aluminium and aluminium to steel», Paton Welding Journal, Oct. 2005. [2] Kang S.K, Sarkhel A.K.: «Lead-free solders for electronic packaging», Journal of Electronic Materials, Vol. 23, n. 8, 1994. [3] Moon K.W. et al.: «Experimental and thermodynamic assessment of Sn-Ag- Cu solder alloy», Journal of Electronic Materials, Vol. 29, n. 10, 2000. [4] Dittes M., Walter H.: «Advanced alloy for lead-free solder balls», Soldering, n. 1, 2003. [5] Maxsimova S.V. et al.: «Vacuum brazing of dispersion-strengthened copper alloy Glidcop Al-25», Paton Welding Journal, Oct. 2002. [6] Kruzmin N.G., Sevostyanov V.P.: «Fluxless soldering of liquid crystal indicators», Welding International, Aug. 2005. [7] Sievert T.A. et al.: «Zeroing in on lead-free solder database», Welding Journal, Oct. 2005. [8] Holmström M.S. et al.: «Brazing an iron based ODS alloy and joint performance and structure», Welding in the World, Sept.-Oct. 2000. [9] Kempf B. et al.: «Neue lote zum fügen von chrom-nickel-stählen», Schweissen und Schneiden, n. 1, 2001. [10] American Society for Metals: «Welding, brazing, and soldering handbook», ASM International, Materials Park, Ohio, 1992. Vincenzo ROSIELLO è ricercatore confermato presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Napoli Federico II, e svolge la propria attività didattica e scientifica presso il Dipartimento di Progettazione e Gestione Industriale. Insegna Macchine di Sollevamento e Trasporto e Costruzioni Saldate e collabora con il gruppo di ricerca interdipartimentale sulla saldatura. Roberto PARADISO , laureato in Ingegneria Meccanica, è stato titolare di un contratto di collaborazione continuativa con il Dipartimento di Progettazione e Gestione Industriale dell’Università di Napoli Federico II ed è, attualmente, tutor del corso teleimpartito di Affidabilità e Sicurezza delle Costruzioni Meccaniche. Riv. Ital. Saldatura - n. 1 - Gennaio / Febbraio <strong>2007</strong> 87
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