PRO_458

progettare 458 • novembre / dicembre 2023 61 Per comprendere questo fenomeno è necessario esaminare il modello fisico ed elettrico del giunto, identificare i percorsi di conduzione e quantificarne il contributo alla resistenza comples- siva del giunto. È inoltre necessario identificare i meccanismi che possono comportare una maggiore resistenza. La figura 1 mostra un esempio di di- spositivo di test del connettore con la guarnizione in blu e le piastre superiore e inferiore che rappresentano rispetti- vamente il coperchio e l’alloggiamento del connettore, uniti da quattro dispo- sitivi di fissaggio M3. Nello schema elettrico adiacente: Rb rappresenta la resistenza del bullone; Rc rappresenta la resistenza del rivestimento del con- nettore; Rg rappresenta la resistenza della guarnizione; Rh rappresenta la resistenza del rivestimento dell’allog- giamento. È possibile ignorare la resi- stenza del metallo nell’alloggiamento e nei connettori, poiché risulta di ordini di grandezza inferiori rispetto alle altre resistenze. In questo scenario sono possibili due percorsi di conduzione: attraverso la guarnizione; attraverso il contatto tra la testa della vite e il coper- chio del connettore, quindi attraverso il corpo del dispositivo di fissaggio e le filettature dell’alloggiamento. Rb è in parallelo con le altre resistenze e, se è presente un contatto metallo-metal- lo attraverso le filettature, può compor- tare inizialmente una bassa resistenza di contatto. Tuttavia, poiché il contatto si ossida o la pressione sulle filettature si riduce perché la guarnizione presenta gradualmente un cedimento permanen- te alla compressione, tale percorso può scomparire del tutto o presentare un aumento significativo della resistenza. Si supponga quanto segue: alloggiamento e connettore sono realizzati in lega di al- luminio; entrambi sono trattati con un ri- vestimento di conversione MIL-DTL-5541, Tipo II, Classe 3; su ciascuna superficie è evidente una resistenza specifica non superiore a 2,5 mΩ/in²; un totale di 5 mΩ/ in² nel campione secondo le specifiche. Le tabelle 1 e 2 riassumono le proprietà della guarnizione e della superficie e il contributo di ciascuna alla resistenza del giunto (ignorando il contributo de- gli elementi di fissaggio). L’area della guarnizione è quella dell’involucro della guarnizione di un connettore Mil-C-38999 misura 19 (circa 4,8 cm 2 o 0,75 in²). È possibile calcolare la resistenza passante di questa guarnizione utilizzando la for- mula R= ρ L/A, dove: ρ è la resistività di volume in Ω cm; L è lo spessore in cm; A è l’area in cm². Evitare la compressione eccessiva L’elemento importante da notare è che, se una guarnizione elettromagnetica conduttiva piatta rimane intatta, il suo contributo complessivo alla resistenza del giunto è molto ridotto, mentre la maggior parte proviene dal rivestimento cromato ‘conduttivo’ (figura 2). Come accennato in precedenza, alcuni gruppi riescono effettivamente a raggiungere resistenze di contatto <10 mΩ (sebbene si tratti di connettori molto piccoli), che aumentano gradualmente nel tempo. Con le guarnizioni piatte, normalmente si tratta del risultato del collegamento elet- trico attraverso i bulloni, che raschiano la cromatura sulle filettature per fornire una piccola area di stretto contatto metallico durante il serraggio. La resistività di volume dell’alluminio pulito è di circa 2,65 E-6 ohm cm, ovvero poco più di tremila volte inferiore rispet- to a una guarnizione a 0,008 mΩ cm. Di conseguenza, per ottenere la stessa resistenza passante di 10 mΩ con il solo contatto metallico tramite uno spessore del contatto di 0,81 mm, è necessaria un’area di 0,01 mm². Un’area di queste di- mensioni può essere realizzata facilmente quando si serrano le viti sul connettore, se le viti sono finite in modo conduttivo e l’azione raschia il rivestimento cromato. Un paio di filettature su una vite con tale area di contatto forniscono una resisten- za di 2,15 mΩ in parallelo con i 7,49 mΩ della guarnizione (436 mm²). Poiché tale resistenza è in parallelo con le resistenze SPECIALE INDUSTRIA AEROSPACE Fig. 2 - Dimensioni della guarnizione. Fig. 1 - Dispositivo di test del connettore e modello di resistenza.