IT202100005096A1 - Utensile per friction stir welding, metodo di saldatura e macchina di saldatura per lamiera - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si inserisce in generale nel settore della saldatura di lamiere di grandi dimensioni, ad esempio per la realizzazione di lingottiere a partire da lamiera adatte ad accogliere metallo fuso nel processo di produzione industriale di billette, ad esempio a colata continua.
Pi? in particolare, la presente invenzione ? relativa ad un utensile per friction stir welding, ad un metodo di saldatura della lamiera e ad una macchina di saldatura per lamiera.
E? noto nell?arte realizzare saldature tra lamiere metalliche, cio? tra due lembi di una o pi? lamiera metalliche.
Ad esempio, con particolare riferimento al settore della siderurgia, la realizzazione di lingottiere in rame prevede rullatura di un pannello in rame (lamiera) in modo tale da creare una cavit? cilindrica e una successiva saldatura tra due lembi opposti del pannello posti in prossimit? tra loro, in modo da chiudere totalmente l?unica fessura longitudinale rimanente dal processo di rullatura.
Tale processo di saldatura dei due lembi ? realizzato mediante la nota saldatura per fusione dei due lembi, dopo aver accuratamente riscaldato l?intero pezzo di rame.
Sconvenientemente, i noti processi di saldatura comportano numerose problematiche. Innanzitutto, ? necessario scaldare l?intero pezzo in rame, che richiede elevati consumi di energia e tempi di riscaldo; inoltre, la suddetta saldatura, eseguita manualmente, ? fortemente dipendente dalle abilit? dello specifico operatore che esegue la saldatura, generando, quindi disomogeneit? sia interne alla singola saldatura che tra diverse e successive saldature. Ulteriormente, proprio per la modalit? con cui ? realizzata, la saldatura sovente presenta dei difetti interni che, con il passare del tempo, possono comportare il fallimento della regione saldata.
Inoltre, la saldatura realizzata con le tecniche note, non sempre riesce a soddisfare i requisiti di tolleranza richiesti per la realizzazione di manufatti ad alta qualit?, quali, ad esempio, le lingottiere.
Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti inconvenienti dei metodi dell?arte nota. In particolare, uno degli scopi della presente invenzione ? quello di prevedere un utensile per friction stir welding, un metodo di saldatura della lamiera ed una macchina di saldatura per lamiera che siano in grado di ridurre le tempistiche di realizzazione delle saldature, che richiedano minori risorse e che risultino affidabili e omogenei nel risultato.
In accordo con l'invenzione, tali scopi sono raggiunti da un utensile per friction stir welding, un metodo di saldatura della lamiera ed una macchina di saldatura per lamiera in accordo alle rivendicazioni indipendenti allegate. Forme di attuazione preferite dell?invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.
Le caratteristiche ed i vantaggi del un utensile per friction stir welding, un metodo di saldatura della lamiera ed una macchina di saldatura per lamiera, saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:
- la figura 1 mostra una vista in prospettiva di una macchina di saldatura in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2 mostra una vista frontale di una macchina di saldatura in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione in una fase del metodo di saldatura;
- la figura 3 mostra un dettaglio di una fase del metodo di realizzazione di una lingottiera in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 4 mostra un dettaglio di una fase del metodo di realizzazione di una lingottiera, successiva alla fase di figura 3, in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 5 mostra un dettaglio di una fase del metodo di realizzazione di una lingottiera, successiva alla fase di figura 4, in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 6 mostra una vista in prospettiva di una macchina di saldatura in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 7 mostra un dettaglio della macchina di saldatura di figura 6, ma nella quale la lingottiera ha una geometria di sezione differente;
- la figura 8 mostra una vista in prospettiva di una macchina di saldatura in accordo ad un?ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 9 mostra una struttura di supporto per una macchina di saldatura in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 10 mostra una testa porta utensile per una macchina di saldatura in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 11 mostra un utensile per una testa porta utensile per una macchina di saldatura, in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione. In accordo con le figure allegate, con il numero di riferimento 1 si ? indicata complessivamente una macchina di saldatura 1 per la saldatura di una o pi? lamiere 1 per friction stir welding, ad esempio per realizzare una lingottiera 2.
Per la realizzazione della saldatura di una lamiera (cio? di due lembi di una stessa lamiera) o di pi? lamiere tra loro (cio? di due lembi, ciascuno appartenente a lamiere differenti), sar? descritto il metodo di saldatura qui di seguito.
In particolare, per semplicit? e chiarezza di descrizione e senza perdere in generalit?, sar? descritto un metodo per la realizzazione di una lingottiera 2, cio? per la saldatura di una lamiera metallica destinata a realizzare una lingottiera. Tuttavia, ? anche chiaro che sia l?utensile per friction stir welding, sia il metodo di saldatura della lamiera e sia la macchina di saldatura per lamiera sono destinate alla saldatura di una lamiera metallica anche nel caso che non si tratti di realizzare una lingottiera, cio? anche una qualsiasi lamiera metallica ad esclusione di una lamiera metallica per la realizzazione di una lingottiera.
Pertanto, nel proseguo della descrizione, con lamiera metallica si pu? intendere una qualsivoglia lamiera metallica, eventualmente ad esclusione di una lingottiera o di una lamiera metallica destinata a realizzare una lingottiera.
Una forma di realizzazione generale del metodo di saldatura di una lamiera 21, cio? per la saldatura di un lembo destro DX e di un lembo sinistro SX di una lamiera tra loro, comprende le seguenti fasi di (preferibilmente eseguite nell?ordine indicato):
a) prevedere una o pi? lamiere 21 in materiale metallico estendentesi lungo una direzione di estensione principale X e in modo tale in modo tale che un lembo sinistro SX ed un lembo destro DX dell?una o pi? lamiere 21 siano disposti tra loro in maniera ravvicinata uno di fronte all?altro, dette una o pi? lamiere 21 essendo disposte su un piano di lavoro P;
b) prevedere una testa porta utensile 3, traslabile almeno lungo una direzione parallela alla direzione di estensione principale X, detta testa porta utensile 3 supportante un utensile 4 per friction stir welding; c) porre in rotazione l?utensile 4 in corrispondenza del lembo destro DX e del lembo sinistro SX della lamiera 21 e procedere con la saldatura tra lembo destro DX e lembo sinistro SX mediante friction stir welding fino ad ottenere la completa saldatura dei lembi tra loro.
Con particolare riferimento alla saldatura della lamiera metallica per la realizzazione della lingottiera, ma chiaramente generalizzabile ad una qualsiasi saldatura di una lamiera 21 per la realizzazione di un qualsivoglia manufatto curvo, o comunque cilindrico o semi cilindrico o parzialmente cilindrico, il metodo prevede che le fasi a), b) e c) sopra descritte prevedono in particolare di: a) prevedere la lamiera 21 in rame avvolta attorno ad una direzione di estensione principale in modo tale da racchiudere una cavit? interna I e in modo tale che un lembo sinistro SX ed un lembo destro DX della lamiera 21 siano disposti tra loro in maniera ravvicinata uno di fronte all?altro; in questa fase tale lamiera 21 ? disposta su un piano di lavoro P, ad esempio un piano di lavoro di una macchina utensile a controllo numerico; b) prevedere una testa porta utensile 3, traslabile almeno lungo una direzione parallela alla direzione di estensione principale X, che supporta un utensile 4 per friction stir welding;
c) porre in rotazione l?utensile 4 in corrispondenza del lembo destro DX e del lembo sinistro SX della lamiera 21 e procedere con la saldatura tra lembo destro DX e lembo sinistro SX mediante friction stir welding fino ad ottenere una lingottiera 2.
Qualora il metodo non sia utilizzato per la realizzazione di una lingottiera, ? chiaro che nella fase a) ? preferibilmente possibile evitare di predisporre la lamiera 21 in rame avvolta attorno ad una direzione di estensione principale.
Preferibilmente, prima della fase c), il metodo di saldatura comprende la fase di posizionare una struttura di supporto 5 all?interno della cavit? interna I. Tale struttura di supporto 5 comprende una superficie di riscontro 51 che contrasta la forza meccanica premente che esercita l?utensile sulla lamiera durante l?esecuzione della fase c).
Preferibilmente, il metodo prevede la fase di raffreddare la testa porta utensile 3 mediante un liquido di raffreddamento durante la fase c).
In accordo ad una variante particolarmente vantaggiosa, durante la fase c), il metodo prevede di erogare un gas inerte, ad esempio argon, sulla giunzione di saldatura in formazione tra il lembo destro DX e il lembo sinistro SX, attorno all?utensile 4 in rotazione, cos? da evitare l?inclusione di altre componenti nella saldatura.
In accordo ad una forma preferita di realizzazione del metodo, la fase c) comprende le seguenti fasi, preferibilmente eseguite nell?ordine indicato:
c1) porre in rotazione l?utensile 4 in corrispondenza del lembo destro DX e del lembo sinistro SX della lamiera, (fase A in figura 3);
c2) procedere con una iniziale penetrazione dell?utensile 4 nel materiale della lamiera 21 fino al raggiungimento di una profondit? predefinita D (figura 4);
c3) rilevare un valore di forza generato tra l?utensile 4 e la lamiera 21 mediante un sensore di forza disposto nella testa porta utensile 3;
c4) eventualmente contemporaneamente alla fase c3), rilevare un valore di temperatura mediante un sensore di temperatura posizionato sulla testa porta utensile 3; c5) quando il valore di forza rilevato dal sensore di forza supera una soglia di forza predefinita e quando il valore di temperatura misurato dal sensore di temperatura supera valore di temperatura predeterminato, attivare l?avanzamento della testa porta utensile 3 lungo la direzione di estensione principale X.
Preferibilmente, la soglia di forza predefinita ? un qualsiasi valore almeno pari a 9000N e il valore di temperatura predeterminato ? almeno pari a 600?C e inferiore a 700?C e il numero di giri dell?utensile 4 ? almeno pari a 300 giri al minuto.
Secondo un aspetto della presente invenzione, ? chiaro che il metodo sopra descritto ? rivolto anche alla saldatura tra un lembo destro DX ed un lembo sinistro SX di due differenti lamiere tra loro accostate. Cio?, nella fase a), anzich? prevedere una lamiera avvolta in modo che i due lembi destro e sinistro siano appartenenti alla medesima lamiera, pu? altres? prevedere la presenza di una prima e di una seconda lamiera tra loro accostate in modo che il lembo destro DX della prima lamiera sia accostato al lembo sinistro SX della seconda lamiera. In accordo ad una variante del metodo, in cui ? prevista la saldatura di un lembo destro DX ed un lembo sinistro SX di una o pi? lamiere in rame con uno spessore di piastra di almeno 15 millimetri, preferibilmente 19-22 millimetri, il metodo prevede di mantenere una temperatura media della lamiera nell?intorno dell?utensile 4 di circa 700?C con un avanzamento nella direzione di estensione principale X di circa 28 millimetri al minuto e un numero di giri dell?utensile 4 di circa 350 giri al minuto. Ci? consente di ottenere una saldatura priva di difetti.
? chiaro che ? oggetto della presente invenzione anche la macchina di saldatura 1, ad esempio per la realizzazione di una saldatura tra lamiere, preferibilmente ad esclusione della realizzazione di una lingottiera.
In accordo ad una variante, la macchina di saldatura 1 pu? essere eventualmente destinata anche alla realizzazione di una lingottiera 2.
La macchina di saldatura 1 comprende una testa porta utensile 3 che supporta un utensile 4 per friction stir welding e un apparato di movimentazione testa porta utensile 10, ad esempio una macchina a controllo numerico a tre assi, che supporta la testa porta utensile 3 e che comprende almeno un gruppo di traslazione 11, ad esempio uno o pi? carri, adatto a traslare in maniera controllata la testa porta utensile 3 in una direzione parallela ad una direzione di estensione principale X della lamiera 21 (o della lingottiera 2) e in una direzione verticale Z incidente o perpendicolare la direzione di estensione principale X.
Preferibilmente, l?utensile 4 ? realizzato in una lega D2M W-Ni-Mo-Fe (cio? una lega di tungsteno, nickel, molibdeno, ferro) oppure in una lega Tungsteno-Renio 75-25 o in una lega di Nitruro di Silicio.
Preferibilmente, la macchina di saldatura 1 comprende un piano di lavoro P adatto a supportare la lamiera 21, preferibilmente ad esclusione di una lingottiera, durante la saldatura e un telaio di bloccaggio 6, fissato in maniera rilasciabile al piano di lavoro P. Il telaio di bloccaggio 61 comprende una porzione di telaio superiore 61 distanziata dal piano di lavoro P nella direzione verticale Z. Tale porzione di telaio superiore 61 ? adatta ad esercitare una forza premente lamiera metallica 21 nella direzione verticale P in prossimit? di una fessura 22 della lamiera metallica 21 da saldare. In accordo ad una forma di realizzazione, il piano di lavoro P ? eventualmente adatto a supportare la lingottiera 2 e la porzione di telaio superiore 61 ? adatta ad esercitare una forza premente sulla lingottiera 2.
In accordo ad una forma di realizzazione, il telaio di bloccaggio 6 comprende una pluralit? di piastre 62 tra loro distanziate lungo la direzione di estensione principale X e aventi una superficie concava 621 sagomata per alloggiare e mantenere in posizione la lingottiera 2 almeno in una direzione perpendicolare alla direzione di estensione principale X.
In accordo ad una variante di realizzazione, il telaio di bloccaggio comprende almeno due montanti verticali 64, 65, fissati al piano di lavoro P ciascuno da parte opposta rispetto alla lamiera metallica. Su ciascuno di detti montanti verticali 64, 65 ? fissato, in una regione superiore 64?, 65? del montante verticale, un listello 641, 651 che si estende prevalentemente nella direzione di estensione principale X e che ? adatto ad esercitare una forza premente nella direzione verticale Z.
Preferibilmente, la macchina di saldatura 1 comprende mezzi di fissaggio inferiori 642, 652, fissati in una regione inferiore 64??, 65?? del montante, pi? prossima al piano d lavoro P rispetto alla regione superiore 64?, 65?. Su tali fissaggi inferiori 642, 652 sono fissati degli elementi distanziali 7, 7?, ad esempio delle viti, adatti a vincolare lateralmente la lamiera metallica 21 per evitare che si sposti lungo la direzione trasversale Y perpendicolare alla direzione di estensione principale X e alla direzione verticale Z.
In accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, la macchina di saldatura 1 comprende la struttura di supporto 5, adatta ad essere posizionata all?interno della cavit? interna I della lamiera metallica 21. Tale struttura di supporto 5 comprende una superficie di riscontro 51 che contrasta la forza meccanica premente che esercita l?utensile 4 sulla lamiera durante l?esecuzione della saldatura.
Preferibilmente, la testa porta utensile 3 comprende un circuito interno di raffreddamento a liquido 31 e almeno un circuito interno di convogliamento di gas di saldatura 32. Tale circuito interno di convogliamento di gas di saldatura 32 comprende una bocca di uscita gas posizionata attorno all?utensile e adatta ad erogare un gas, preferibilmente un gas inerte, cos? da garantire un?atmosfera inerte durante la saldatura per evitare inclusioni di altre sostanze nella saldatura.
In accordo ad un aspetto della presente invenzione, l?utensile 4 ? un corpo realizzato in un unico pezzo comprendente una porzione di base 41 ancorabile alla testa porta utensile 3 ed una porzione stelo 42, che si protende dalla porzione base tra un?estremit? di base 42? e un?estremit? di testa 42?? prevalentemente lungo una direzione assiale K, parallela o coincidente con l?asse di rotazione 400 dell?utensile quando in uso. La porzione stelo 42 ha una forma rastremata verso l?estremit? di testa 42??. Preferibilmente ha una forma sostanzialmente troncoconica con base minore in prossimit? dell?estremit? di testa 42??.
Ulteriormente, la porzione stelo 42 comprende una superficie laterale 420, che si estende attorno e lungo la direzione assiale K, dotata di sporgenze 421 e avvallamenti 422. Preferibilmente, tali sporgenze e avvallamenti sono le creste e le valli di una filettatura ricavata su tale superficie laterale 420. In particolare, tali sporgenze e avvallamenti 421, 422 sono conformati per mescolare e convogliare il metallo fuso durante l?operazione di saldatura verso la superficie della lamiera che si sta saldando, cio? lungo la direzione assiale K e verso la porzione di base 41 dell?utensile 4.
Ulteriormente, in accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, la superficie laterale 42 comprende una o pi? tagli o interruzioni della forma rastremata. Preferibilmente, tali tagli o interruzioni sono delle facce laterali 423, 423? piatte, disposte attorno alla direzione assiale K e giacenti ciascuna su un piano secante la direzione assiale, cio? dette facce laterali sono inclinate in modo da essere convergenti verso l?estremit? di testa 42??.
Preferibilmente, nella variante a forma troncoconica della porzione stelo 42, le facce laterali 423, 423? sono delle fresature piatte della superficie laterale 42 conica curvilinea. Preferibilmente, questa variante comprende tre facce laterali 423, 423?, 423??, disposte attorno alla direzione assiale K e distanziate tra loro angolarmente di 120?.
Durante l?operazione di saldatura, cio? durante la rotazione dell?utensile 4 nella lamiera, la porzione stelo 42 ? sottoposta ad un momento torcente attorno alla direzione assiale K, tale da indurre una lieve torsione della porzione stelo 42. Ci? determina che le facce laterali 423, 423?, durante l?azione di saldatura, si deformino per assumere una forma curvata o ritorta o a serpentoide. Tale forma curvata o a serpentoide o ritorta determina dei canali preferenziali di circolazione del metallo fuso della lamiera sottoposta a saldatura favorendo il mescolamento del metallo tra i due lembi destro DX e sinistro SX di lamiera da saldare, ad esempio il trasporto del materiale fuso dal lembo destro al lembo sinistro o viceversa. Ci? garantisce un?adeguata e corretta saldatura della giunzione.
Ulteriormente, la forma curvata o a serpentoide o ritorta contribuisce al convogliamento del metallo fuso verso la superficie pi? esterna della lamiera 21.
In accordo ad una forma di realizzazione dell?invenzione, la porzione di base 41 comprende una superficie di base 410, che si estende attorno alla porzione stelo 42, preferibilmente completamente attorno alla porzione stelo 42, su un piano perpendicolare alla direzione assiale K. Tale superficie di base 410 ? adatta ad andare a contatto con la superficie pi? esterna della lamiera 21 durante la fase di saldatura. Preferibilmente, su detta superficie di base 410 sono ricavate una o pi? scanalature 411 o rilievi conformati per determinare lo spostamento del materiale metallico fluido verso l?asse di rotazione 400 dell?utensile.
In accordo ad una forma di realizzazione preferita, l?una o pi? scanalature 411 o rilievi sono conformate a spirale piana, come ad esempio mostrato in figura 11.
In accordo ad una forma preferita di realizzazione dell?invenzione, la fase di saldatura, cio? ad esempio durante la fase c) o c5) del metodo precedentemente descritta, avviene con un?inclinazione dell?asse di rotazione 400 dell?utensile 4 non perpendicolare al piano tangente P? il lembo sinistro SX ed il lembo destro DX della lamiera 21. In altre parole, ad esempio, l?asse di rotazione 400 dell?utensile 4 non ? perpendicolare al piano di lavoro P, ma ? inclinato rispetto alla perpendicolare al piano di lavoro P di almeno 1?, preferibilmente di almeno 2? (ad esempio come mostrato nelle figure 3, 4 e 5). Ci? vale, ad esempio, in quanto il piano di lavoro P della macchina di saldatura 1 ? inclinabile a piacimento, cio? la macchina di saldatura comprende un dispositivo per l?inclinazione del piano di lavoro P. Alternativamente o contemporaneamente, ci? avviene in quanto l?apparato di movimentazione testa porta utensile 10 ? configurato per supportare la testa porta utensile 3 in modo tale che si determini un avanzamento dell?utensile 4 lungo la direzione di estensione principale X ma con asse di rotazione 400 inclinato rispetto alla perpendicolare al piano tangente P?.
Innovativamente, il metodo di realizzazione di una lingottiera e la macchina di saldatura per lingottiera secondo la presente invenzione consentono di superare brillantemente i problemi riscontrati nelle tecniche note di realizzazione delle lingottiere.
In particolare, il metodo di realizzazione di una lingottiera secondo la presente invenzione ? in grado di ridurre le tempistiche di realizzazione delle saldature di lamiere metalliche, soprattutto nel caso di realizzazione di lingottiere, richiede minori risorse e ottiene una qualit? di saldatura migliorata rispetto alle saldature eseguite con le tecniche dell?arte nota. In maniera vantaggiosa, il metodo di realizzazione secondo la presente invenzione non richiede di preriscaldare la lamiera per la sua saldatura, consentendo un considerevole risparmio di tempi e risorse energetiche.
Ulteriormente, in maniera vantaggiosa, la presenza di un telaio di bloccaggio rilasciabile, consente di fissare in maniera stabile al piano di lavoro lamiere o lingottiere aventi differenti diametri e lunghezze, garantendo, quindi, flessibilit? di utilizzo della macchina per la saldatura e un adeguato bloccaggio per evitare possibili spostamenti che potrebbero inficiare la qualit? della saldatura.
Inoltre, in maniera vantaggiosa, la presenza di una struttura di supporto adatta ad essere posizionata all?interno della cavit? interna della lamiera/lingottiera, consente di contrastare la forza meccanica premente che esercita l?utensile 4 sulla lamiera durante l?esecuzione della saldatura e garantisce una migliorata qualit? della saldatura, dato che la lamiera ? meno sottoposta a flessioni locali durante la saldatura.
Secondo un ulteriore aspetto innovativo, l?utensile 4 dotato della porzione stelo 42 con forma rastremata e dotata di sporgenze 421 e avvallamenti 422 per l?efficace convogliamento del metallo fluido durante la saldatura, consente di ottimizzare l?operazione di saldatura sia dal punto di vista della qualit? della saldatura che sotto il profilo dell?efficienza dell?intera operazione. E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potr? apportare modifiche all?invenzione sopra descritta, tutte peraltro contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.
Claims (14)
1. Utensile (4) per friction stir welding, per la saldatura di un lembo destro (DX) e un lembo sinistro (SX) di una lamiera (21) metallica o di due o pi? lamiere metalliche, detto utensile (4) comprendendo un corpo realizzato in un unico pezzo comprendente una porzione di base (41) ancorabile ad una testa porta utensile (3) per una macchina di saldatura (1) ed una porzione stelo (42), che si protende dalla porzione base tra un?estremit? di base (42?) e un?estremit? di testa (42??) prevalentemente lungo una direzione assiale (K), parallela o coincidente con un asse di rotazione (400) dell?utensile quando in uso,
in cui la porzione stelo (42) ha una forma rastremata verso l?estremit? di testa (42??) e comprende una superficie laterale (420), che si estende attorno e lungo la direzione assiale (K), dotata di sporgenze (421) e avvallamenti (422) conformati per mescolare e convogliare il metallo fuso durante l?operazione di saldatura verso una superficie della lamiera (21) che si sta saldando, cio? lungo la direzione assiale (K) e verso la porzione di base (41) dell?utensile (4).
2. Utensile (4) secondo la rivendicazione 1, realizzato in una lega di tungsteno, nickel, molibdeno, ferro (D2M W-Ni-Mo-Fe).
3. Utensile (4) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la porzione stelo (42) ha una forma sostanzialmente troncoconica con base minore in prossimit? dell?estremit? di testa (42??).
4. Utensile (4) secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3 in cui la superficie laterale (42) comprende uno o pi? tagli o interruzioni della forma rastremata.
5. Utensile (4) secondo la rivendicazione 4, in cui i tagli o interruzioni sono delle facce laterali (423, 423?) piatte, disposte attorno alla direzione assiale (K) e giacenti ciascuna su un piano secante la direzione assiale (K), cio? dette facce laterali sono inclinate in modo da essere convergenti verso l?estremit? di testa (42??).
6. Utensile (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 e 5, in cui le facce laterali (423, 423?) sono delle fresature piatte della superficie laterale (42) conica curvilinea, in modo tale che durante la rotazione dell?utensile (4) nella lamiera (21), la porzione stelo (42), essendo sottoposta ad un momento torcente attorno alla direzione assiale (K), provoca una deformazione delle facce laterali 423, 423?, cos? da assumere una forma curvata o ritorta o a serpentoide adatta a formare canali preferenziali di circolazione del metallo fuso della lamiera.
7. Utensile (4) secondo la rivendicazione 6, in cui le facce laterali (423, 423?) comprendono tre facce laterali (423, 423?, 423??) disposte attorno alla direzione assiale (K) e distanziate tra loro angolarmente di (120?).
8. Utensile (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di base (41) comprende una superficie di base (410), che si estende attorno alla porzione stelo (42), preferibilmente completamente attorno alla porzione stelo (42), su un piano perpendicolare alla direzione assiale (K),
e in cui detta superficie di base (410) ? adatta ad andare a contatto con la superficie pi? esterna della lamiera (21) durante la fase di saldatura,
e in cui su detta superficie di base (410) sono ricavate una o pi? scanalature (411) o rilievi conformati per determinare lo spostamento del materiale metallico fluido verso l?asse di rotazione (400) dell?utensile.
9. Utensile (4) secondo la rivendicazione 8, in cui l?una o pi? scanalature (411) o rilievi sono conformate a spirale piana.
10. Metodo di saldatura di una lamiera (21), per la saldatura di un lembo destro (DX) e di un lembo sinistro (SX) di una lamiera tra loro, detto metodo comprendendo le fasi di:
a) prevedere una o pi? lamiere (21) in materiale metallico estendentesi lungo una direzione di estensione principale (X) e in modo tale in modo tale che un lembo sinistro (SX) ed un lembo destro (DX) dell?una o pi? lamiere (21) siano disposti tra loro in maniera ravvicinata uno di fronte all?altro, dette una o pi? lamiere (21) essendo disposte su un piano di lavoro (P); b) prevedere una testa porta utensile (3), traslabile almeno lungo una direzione parallela alla direzione di estensione principale (X), detta testa porta utensile (3) supportante un utensile (4) per friction stir welding in accordo ad una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9;
c) porre in rotazione l?utensile (4) in corrispondenza del lembo destro (DX) e del lembo sinistro (SX) della lamiera (21) e procedere con la saldatura tra lembo destro (DX) e lembo sinistro (SX) mediante friction stir welding fino ad ottenere la completa saldatura dei lembi tra loro.
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui, prima della fase c) il metodo comprende la fase di posizionare una struttura di supporto (5) al di sotto del lembo destro (DX) e del lembo sinistro (SX), detta struttura di supporto (5) comprendendo una superficie di riscontro (51) che contrasta la forza meccanica premente che esercita l?utensile sulla lamiera (21) durante l?esecuzione della fase c).
12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 11, in cui la fase c) comprende le seguenti fasi: c1) porre in rotazione l?utensile (A) in corrispondenza del lembo destro (DX) e del lembo sinistro (SX) della lamiera;
c2) procedere con una iniziale penetrazione dell?utensile (4) nel materiale della lamiera (21) fino al raggiungimento di una profondit? predefinita (D); c3) rilevare un valore di forza generato tra l?utensile (4) e la lamiera (21) mediante un sensore di forza disposto nella testa porta utensile (3);
c4) rilevare un valore di temperatura mediante un sensore di temperatura posizionato sulla testa porta utensile (3);
c5) quando il valore di forza rilevato dal sensore di forza supera una soglia di forza predefinita e quando il valore di temperatura misurato dal sensore di temperatura supera valore di temperatura predeterminato, attivare l?avanzamento della testa porta utensile lungo la direzione di estensione principale (X).
13. Macchina di saldatura (1), per la saldatura di una o pi? lamiere (21) per friction stir welding secondo il metodo in accordo ad una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 12, detta macchina di saldatura (1) comprendendo: - una testa porta utensile (3) che supporta un utensile (4) per friction stir welding;
- un apparato di movimentazione testa porta utensile (10), ad esempio una macchina a controllo numerico a tre assi, che supporta la testa porta utensile (3) e comprende almeno un gruppo di traslazione (11), ad esempio uno o pi? carri, adatto a traslare in maniera controllata la testa porta utensile (3) in una direzione parallela ad una direzione di estensione principale (X) della lamiera (21) e in una direzione verticale (Z) incidente o perpendicolare la direzione di estensione principale (X).
14. Macchina di saldatura (1) secondo la rivendicazione 13 per la saldatura di una o pi? lamiere (21) per friction stir welding ad esclusione di lamiere per realizzare una lingottiera.
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