Non-destructive thermographic methods for quality evaluation of thin joints

This work aimed to develop non-destructive control procedures, either automated or semi- automated, for evaluating the quality of thin welded joints using active thermography techniques. After a thorough analysis of the state of the art of traditional non-destructive control methods for thin joints, it was found that thermographic techniques can be used both for a quantitative evaluation of the fusion region in RPW welds and for verifying microstructural changes through the measurement of thermal diffusivity. After developing a pulsed thermography testing procedure to measure the fused zone in RPW joints, this was validated using well-established controls such as ultrasound and computed tomography as references. In addition, using finite element models and Design of Experiment (Response surface method) methodologies, a study was conducted on the influence of test parameters on the error in the thermal diffusivity measurement, identifying a testing procedure for selecting the most suitable parameters. It was also found that the pulsed laser thermographic technique can distinguish different microstructures in boron steels through thermal diffusivity, which was subsequently correlated with the ultimate tensile strength, allowing for an estimation of the latter through the measurement of thermal diffusivity.

Questo lavoro mira a sviluppare procedure di controllo non distruttivo, automatizzate o semi-automatizzate, per valutare la qualità di giunti saldati sottili utilizzando tecniche di termografia stimolata. Dopo un'analisi approfondita dello stato dell'arte dei metodi tradizionali di controllo non distruttivo per giunti sottili, si è riscontrato che le tecniche termografiche possono essere utilizzate sia per una valutazione quantitativa della regione fusa nelle saldature RPW che per la verifica di cambiamenti microstrutturali attraverso la misura della diffusività termica. Dopo aver sviluppato una procedura di prova di termografia pulsata per misurare la zona fusa nei giunti RPW, questa è stata validata utilizzando controlli ben consolidati come ultrasuoni e tomografia computerizzata come riferimenti. Inoltre, utilizzando modelli a elementi finiti e metodologie di Design of Experiment (metodo delle superfici di risposta), è stato condotto uno studio sull'influenza dei parametri di test sull'errore nella misura della diffusività termica, identificando una procedura di test per la selezione dei parametri più adatti. Si è anche scoperto che la tecnica laser pulsata è capace di distinguere diverse microstrutture in acciai al boro attraverso la misura della diffusività termica, che è stata successivamente correlata con la resistenza a trazione monoassiale, consentendo una stima di quest'ultima attraverso la misura della diffusività termica.