Saldatura ad elevata densità di energia
L’ENEA è dotata di impianti (un impianto Electron Beam – EB - e un Laboratorio laser) per lo sviluppo e la qualificazione di procedimenti di saldatura e trattamenti superficiali. L’impianto EB permette un livello di qualità superiore ma la dimensione dei componenti è limitata dalla grandezza della camera da vuoto. Il Laboratorio laser consente invece la lavorazione su componenti di grande dimensione ma su un range di materiali e spessori più limitato.
Potenziali utenti di tale servizio sono: laboratori di ricerca e aziende del settore aeronautico ed aerospaziale, aziende che operano nella produzione di componenti per il settore nucleare da fusione e/o fissione.
Applicazioni Fascio Elettronico Casaccia: (dx) saldatura di contatti a radiofrequenza in rame per il Large Hadron Collider del CERN (CH); (sx) saldatura di una piastra raffrescante per applicazioni aerospaziali per Thales aLENIA space Italia nell'ambito di progetti ESA.
Elementi tecnici
L’impianto Electron Beam (EB) sotto vuoto - situato nel Centro Casaccia - ha potenza massima di 50 kW, tensione di accelerazione di 80 kW e densità di energia superiori ai 109 W/cm2. La camera da vuoto è di 1,3 m3 con tempo di evacuazione di 3 min. I tre assi motorizzati e controllabili mediate CNC permettono movimentazioni di 600 mm in Y e di 400 mm in X a cui si aggiunge un mandrino rotante. Le velocità di saldatura superano i 4 m/min con la possibilità di saldare, in un'unica passata, fino a 80 mm di spessore.
L’impianto, realizzato su specifiche ENEA alla fine degli anni 80 dalla TECHMETA, è utilizzato per lo sviluppo di procedimenti di saldatura e trattamenti superficiali su quasi tutti i materiali metallici, che vanno dagli acciai al carbonio alle super leghe al Nichel ma anche materiali meno comuni come leghe di Zirconia, il Niobio, Tungsteno, Tantalio ecc.
Il Laboratorio laser - situato nel Centro Trisaia - è una Hall di oltre 400 mq dotata di 4 stazioni laser e 4 stazioni di lavorazione con potenze che vanno da 2 a 6 kW. Le tre stazioni di lavorazione a portale hanno dimensioni che vanno da 500 x 500 x 300 mm3 fino a 2500 x 3500 x 500 mm3. A questa va aggiunto un sistema flessibile che permette lavorazioni 3D su un volume di circa 1 m3 realizzato da un antropomorfo a 6 Gdl e una tavola portapezzo a tre assi.
Il Laboratorio è impiegato per lo sviluppo di procedimenti di saldatura ma anche per trattamenti superficiali e riporti. I materiali trattati sono principalmente leghe di acciaio, alluminio, titanio e nichel nell’ambito di progetti di ricerca nel settore dei trasporti e della fusione.
Il Laboratorio è condiviso tra ENEA e il Consorzio CALEF; ciò consente di accedere a tutte le facilities oltre che di ENEA anche dei consorziati per lo Sviluppo di Procedimenti di Saldatura (WPS) e la loro qualificazione secondo le principali normative di riferimento. Il know how dei ricercatori ENEA e CALEF ne fa la struttura leader nel settore della saldatura laser e laser arco nel panorama nazionale.
La hall tecnologica di circa 400 m2 ospita 4 stazioni di lavorazione e 4 sorgenti laser con potenze comprese fra 1,8 e 6kW per lo sviluppo di processi di saldatura, trattamenti superficiali e la realizzazione di prototipi e piccole serie
Unità ENEA di riferimento
Unità Tecnica Tecnologie dei Materiali – Centri Ricerca Casaccia e Trisaia
Referente
Giuseppe Barbieri, giuseppe.barbieri@enea.it
Tipologia di servizio: Ricerca e sviluppo, Qualificazione e/o certificazione