MONITORAGGIO CON TECNICHE NON DISTRUTTIVE DI COMPONENTI NAVALI

Nel settore dell'ingegneria navale, l'ottimizzazione dell'efficienza energetica, il contenimento dei consumi di carburante e la riduzione delle emissioni inquinanti impongono di perseguire l'alleggerimento delle strutture e l'abbassamento del baricentro delle imbarcazioni. Per rispondere a tali esigenze, si ricorre all'impiego di strutture ibride multimateriale in cui lo scafo in acciaio ad alta resistenza viene unito a sovrastrutture in lega di alluminio. Tuttavia, l'unione diretta di tali metalli mediante saldatura a fusione convenzionale risulta inapplicabile a causa della formazione di composti intermetallici fragili all'interfaccia, mentre le giunzioni meccaniche tradizionali causano appesantimenti e innescano fenomeni di corrosione galvanica e per fessura in ambiente marino. La soluzione tecnologica adottata è rappresentata dai giunti di transizione TriClad, realizzati mediante saldatura per esplosione (Explosion Welding - EXW). Questo processo a stato solido unisce la lega d'alluminio AA5086 all'acciaio strutturale ASTM A516 interponendo uno strato di alluminio puro AA1050A con funzione di barriera galvanica, generando un'interfaccia ondulata (wavy interface) tramite il fenomeno del jetting. Ciononostante, la presenza di micro-vuoti e di un sottile strato intermetallico derivante dalla dinamica dell'impatto richiede un'accurata caratterizzazione meccanica e non distruttiva. Il presente lavoro di tesi si propone di analizzare la risposta meccanica e l'integrità strutturale dell'interfaccia di giunti dissimili TriClad. La campagna sperimentale prevede l'impiego di due distinte geometrie di provino ricavate dai giunti reali: provini a "osso di cane" (TR) con sezione centrale rettificata per prove di trazione statica e provini prismatici intagliati a V (assimilabili a geometrie Compact Tension - CT) con intaglio orientato lungo la linea di giunzione per lo studio della propagazione della frattura. Sono stati condotti controlli non distruttivi mediante termografia ad induzione con l'obiettivo di identificare e caratterizzare le tre regioni che costituiscono il giunto Triclad (lega di alluminio, strato intermedio e acciaio), sfruttando le differenti proprietà elettriche e termofisiche dei materiali che lo compongono. L'eccitazione elettromagnetica ad alta frequenza genera correnti parassite (eddy currents) la cui distribuzione dipende dalla conducibilità elettrica e dalla permeabilità magnetica locale. Le conseguenti differenze nella generazione e diffusione del calore permettono di discriminare le diverse zone del giunto attraverso l'analisi della risposta termica transiente. Le acquisizioni sono state effettuate mediante una termocamera MWIR raffreddata equipaggiata con sensore fotonico InSb (3–5 micron), caratterizzata da elevata sensibilità termica e alta frequenza di acquisizione, requisiti fondamentali per il monitoraggio dei rapidi transitori termici indotti dall'eccitazione elettromagnetica. I dati sono stati elaborati mediante analisi lock-in, che consente di estrarre le mappe di ampiezza e fase incrementando il rapporto segnale-rumore e mettendo in evidenza le variazioni di risposta associate alle differenti proprietà dei materiali e ad eventuali discontinuità interne. Tale approccio permette non solo di distinguere chiaramente le tre regioni caratteristiche del giunto Triclad, ma anche di evidenziare possibili difetti o anomalie localizzate all'interfaccia, dimostrando l'efficacia della termografia ad induzione quale tecnica di controllo non distruttivo per la caratterizzazione di giunzioni multimateriale.