Valutazione del processo di laser Shock Peening su superfici per applicazioni strutturali aeronautiche

Evaluation of laser shock peening process parameters incorporating Almen strip deflections

L’ingegnerizzazione delle superfici dei componenti mediante Laser Shock Peening (LSP) richiede l'ottimizzazione dei parametri di processo chiave per migliorare le prestazioni attraverso la generazione di sollecitazioni residue di compressione benefiche. La quantificazione dei campi di stress residuo richiede in genere notevoli risorse sperimentali che coinvolgono più tecniche complementari per ottenere misurazioni affidabili del materiale target. Le deformazioni plastiche indotte dall'LSP portano alla formazione di tensioni residue e provocano la deformazione dei componenti sottili.
Questo effetto è abitualmente utilizzato nella valutazione della pallinatura, dove le distorsioni, chiamate strisce di Almen, correlano l'intensità della pallinatura ai parametri di processo.

Il contributo di Elettra
Le misurazioni dirette delle sollecitazioni residue ottenute mediante LSP sono state eseguite utilizzando la diffrazione dei raggi X di sincrotrone, la diffrazione di neutroni e la perforazione incrementale del foro, integrate da analisi dell'integrità superficiale e modifiche sub-superficiali. L’obiettivo è stato esplorare l'estensione di questo concetto di striscia Almen per facilitare la rapida valutazione dei parametri LSP per applicazioni strutturali aeronautiche in lega di alluminio 6056-T4.
È stato riscontrato che i valori e le profondità di sollecitazione residua di compressione vicino alla superficie sono fortemente dipendenti dall'intensità della potenza del laser e dalla copertura del punto, mentre la rugosità superficiale e la microdurezza sono per lo più indipendenti dai parametri LSP. La selezione ottimale dei parametri dovrebbe quindi essere principalmente focalizzata sul campo di sollecitazione residuo richiesto. È stata osservata una correlazione diretta tra le grandezze delle distorsioni LSP Almen e le sollecitazioni residue. Ciò qualifica l'estensione dell'approccio basato sulla deflessione da utilizzare come tecnica di screening qualitativa rapida, semplice ed efficace dei parametri di processo LSP, come la saturazione dell'intensità della potenza del laser.

Facility: Beamline MCX.

Bibliografia: Surface & Coatings Technology 434 (2022) 128158 – “Evaluation of laser shock peening process parameters incorporating Almen strip deflections” D. Glaser , C. Polese, A.M. Venter, D. Marais, J.R. Plaisier. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2022.128158.
 

 

Ultima modifica il Lunedì, 06 Giugno 2022 12:04