Analisi e previsione di difetti nei profili estrusi

Le saldature trasversali, unitamente a quelle longitudinali, sono difetti generati duranti il processo di estrusione continua di materiali metallici. Se da una parte entrambi i difetti sono ineliminabili conseguenze del processo, diversamente dalle saldature longitudinali quelle trasversali sono caratterizzate da proprietà meccaniche inferiori rispetto al materiale base. Infatti, al termine di ciascuna corsa, la parte terminale del materiale della vecchia billetta, contenuta all’interno della matrice, comincia ad interagire con la superficie frontale della nuova billetta normalmente contaminata da ossidi, lubrificante e impurità generando una zona di transizione di una certa lunghezza che deve essere scartata. Mentre l’indagine sperimentale delle saldature trasversali risulta essere un’attività lunga e complessa, l’impiego di modelli numerici e analitici permette una significativa riduzione delle tempistiche predittive. Ad oggi, due formule sono state proposte in letteratura per l’analisi dell’estensione delle saldature trasversali. La prima formulazione suggerisce di computare l’estensione della saldatura come rapporto del volume delle alimentazioni e delle camere di saldatura sull’area della sezione trasversale del profilo moltiplicato per il numero di luci nella matrice. Una seconda formulazione prevede una modifica della precedente introducendo un fattore moltiplicativo 1.5 che tiene conto sia della presenza di zone morte nella matrice sia dell’effetto dell’attrito che rende il flusso del materiale all’interno della matrice non uniforme. In considerazione di questa limitata letteratura analitica, e in considerazione del fatto che i codici FEM non rappresentano ancora uno standard industriale, la determinazione della lunghezza di profilo da scartare per contaminazione da saldature trasversali avviene ancora sulla base dell’esperienza, di analogie e di regole pratiche. Tra queste, è comune pratica scartare da 1 a 3 mt di profilo in funzione dello specifico rapporto di estrusione. In questo contesto, scopo del lavoro è confrontare i risultati delle indagini sperimentali e numeriche condotte dagli autori su alcuni profili con le formulazioni analitiche ad oggi presenti in letteratura con l’obiettivo di verificarne l’applicabilità a livello industriale.