Valutazione del comportamento a fatica di giunti saldati MIG e FSW in alluminio riciclato mediante approcci locali

In this thesis project, the fatigue behaviour of MIG and friction stir welding (FSW) full penetration butt welded joints in recycled aluminium was investigated using the global and local approaches. Specifically, for the MIG welded joints, where both axial and angular misalignments were found, a number of experimental test were performed to determine the static secondary bending induced by the sample grip on machine test and the cyclic secondary bending induced during the application of cyclic axial force. The obtained results were compared with the formulas proposed in literature by IIW Recommendations. After, the fatigue behaviour of MIG welded joints was analysed by FE analysis using SED and PSM. The results were compared with the SED and PSM scatter bands found in literature. Finally, the fatigue behaviour of FSW butt welded joints was analysed by first comparing the nominal stress data with the Lomolino et al. and Maggiolini et al. scatter bands and then determining the SED first under assumption of plain sample and later modelling the notch effect in the FE analysis. The results were compared with the SED scatter band proposed in literature for arc welded joints.

In questo lavoro di tesi è stato analizzato il comportamento a fatica di giunti saldati testa a testa a piena penetrazione tramite saldatura ad arco di tipo metal-inert-gas (MIG) e saldatura friction stir welding (FSW) in alluminio riciclato attraverso l’utilizzo di approcci globali e locali. In particolare per i giunti saldati tramite MIG, essendo affetti da un’elevata distorsione sia assiale che angolare, sono state inizialmente condotte delle prove sperimentali per determinare la sollecitazione di flessione statica secondaria indotta nei provini durante l’afferraggio nella macchina di prova e della sollecitazione di flessione ciclica secondaria indotta durante l’applicazione del carico ciclo assiale. I risultati raccolti sono stati confrontati con le formule proposte in letteratura delle IIW Recommendations. Successivamente è stato analizzato il comportamento a fatica dei giunti saldati tramite MIG rielaborando i dati sperimentali originalmente espressi in termini di tensione nominale utilizzando gli approcci PSM e SED, calcolati per mezzo di analisi FEM. I risultati sono stati confrontati con le bande di dispersione presenti in letteratura per il SED e il PSM. Infine è stato analizzato il comportamento a fatica dei giunti saldati testa a testa ottenuti da FSW. Inizialmente i dati sperimentali, espressi in termini di tensione nominale, sono stati confrontati con le curve di progettazione proposte in letteratura per i giunti FSW da Lomolino et al. e Maggiolini et al.. Successivamente i dati sperimentali sono stati analizzati applicando l’approccio SED, calcolato prima sotto l’ipotesi di provino liscio, privo di effetto di intaglio, e successivamente modellando l’effetto d’intaglio al piede cordone di saldatura e svolgendo un’analisi FEM in Ansys®. I risultati ottenuti sono stati confrontati con la banda SED relativa ai giunti saldati tramite saldatura ad arco in alluminio.