Dissimilar laser welding of aluminum alloys

The present thesis work aims at studying the influence of laser welding parameters, such as laser power and rate of adduction of the filler material, on a welding that involves two different series of aluminum alloys, the 6000 for the base material and the 5000 for the filler material. In the first instance, visual inspection of the weld beads has been made, and the best couples of parameters has been found out. Analyses on the microstructure with the microscope have been carried out and they confirmed the peculiar microstructure of these welded alloys. Vickers hardness test helped to detect the usual zones in a welding: the melted zone, the heat affected zone, and the base material. Calorimetric analyses at DSC showed a characteristic precipitation of phase in the weld bead, and EDS analyses at SEM gave the right composition of the weld bead, so to confirm the entity of the precipitation found with DSC. In the end tensile shear tests have been run on the welding, to test where the joint failed, and it resulted that the failure happened in the melted zone, caused by welding defects, such as porosity.

Il seguente lavoro di tesi è volto allo studio dell’influenza dei parametri di processo in una saldatura laser, come potenza del laser e velocità di adduzione del materiale d’apporto, su una saldatura che coinvolge due diverse serie di alluminio, la 6000 come materiale base, e la 5000 come materiale d’apporto. In prima battuta è stata compiuta un’analisi visiva dei cordoni di saldatura, e si è studiato il variare delle caratteristiche geometriche al variare dei parametri di processo. Analisi alla microstruttura sono state compiute con il microscopio ottico, le quali hanno confermato la consueta microstruttura per questo tipo di leghe saldate. In seguito, prove di durezza Vickers hanno aiutato ad individuare le tipiche zone in una saldatura: la zona saldata, la zona termicamente alterata, e il materiale base. Analisi calorimetriche al DSC hanno mostrato una caratteristica precipitazione di fase nel cordone di saldatura, e l’analisi EDS, svolta al SEM, ha restituito la corretta composizione chimica del cordone di saldatura, a conferma dell’entità della precipitazione trovata al DSC. Per concludere, prove di strappo sono state eseguite sulle saldature, al fine di testare dove e come il giunto fallisse, ed è risultato che la rottura avviene nella zona saldata, a causa di difetti presenti sulla superficie di rottura, quali pori.