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CAPITOLO 3 - TECNOLOGIE
3.2 - TECNOLOGIE DI GIUNZIONE
3.2.7 - Giunzioni meccaniche: rivettatura e graffatura (clinching)

Le giunzioni meccaniche hanno recentemente riguadagnato interesse nel settore strutturale automobilistico con l’impiego delle leghe di alluminio e con lo sviluppo di nuove procedure di accoppiamento.

Le tecniche principali sono la rivettatura mediante rivetti autoperforanti e la graffatura mediante press-joints.

All’interno di una pressa, un rivetto tubolare viene spinto da un punzone attraverso le lamiere da accoppiare contro uno stampo che lo fa espandere nella lamiera inferiore generalmente senza che essa sia perforata.

Schema di giunzione mediante rivetti autoperforanti

L’operazione coinvolge forze consistenti (circa 40 kN), per cui è necessaria una struttura a C (C-Frame) per contenere le reazioni della rivettatrice. E’ necessario poter accedere ad entrambe le facce del giunto.

Utilizzati in congiunzione con gli adesivi strutturali innalzano la resistenza al peel della giunzione.

L’operazione avviene in modo similare, ma senza rivetti: il punzone deforma le lamiere in uno stampo progettato affinché sia permesso il bloccaggio delle stesse nel “bottone” che si genera. Sono preferibili ai rivetti autoperforanti nel fissaggio di pannelli, in cui la giunzione mediante rivetti produrrebbe delle fessure in cui l’umidità potrebbe innescare la corrosione interstiziale.

Schema di giunzione mediante graffatura (clinching)

Vantaggi:

  • Non richiedono particolari trattamenti superficiali;
  • Lieve o trascurabile distorsione del pezzo;
  • Immediato controllo visivo della qualità della giunzione ed estese possibilità di prove non distruttive;
  • Possibilità di unione tra materiali differenti;
  • Elevata velocità del processo:

E’ pari a un secondo circa per operazione, comparabile con quella della saldatura. Inoltre, al contrario di quanto avviene per quest’ultima, il tempo di processo non aumenta con l’aumentare dello spessore dei pezzi da saldare;

  • Possibilità di automatizzazione:

Il macchinario può essere montato su bracci robot ed integrato in linee di produzione ad alta capacità. Inoltre non sono necessari la preforatura né l’allineamento dei pezzi rispetto alla direzione d’impatto;

  • Investimenti di capitale relativamente ridotti;
  • Basso assorbimento di energia;
  • Bassi costi di gestione e manutenzione:

Sono dovuti principalmente alla elevata durata degli utensili: 200000 operazioni per la rivettatura ed il clinching contro le 200-500 operazioni per saldatura a punti dell’alluminio;

  • Elevato livello di sicurezza per assenza di fumi, emissioni e alte tensioni.

Svantaggi:

  • Necessità di accesso ad entrambe le facce del giunto;
  • Accesso alle zone meno raggiungibili impedito dalle dimensioni della pistola rivettatrice;
  • Aspetto esteriore del giunto condizionato dalle rientranze e sporgenze sulla superficie.

Inoltre nel caso di rivettatura si hanno gli ulteriori svantaggi:

  • Possibilità di corrosione galvanica tra pezzi di metalli differenti e tra rivetto e lamiera, risolvibili tuttavia mediante rivestimenti anticorrosione;
  • Sensibilità delle fessure alla corrosione interstiziale;
  • Incremento di peso dovuto al materiale dei rivetti.

(continua...)

 
 
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