Gli ingegneri dello Shanghai Institute of Optics and Mechanics (SIOM) dell'Accademia cinese delle scienze hanno sviluppato una nuova tecnologia per la saldatura dissimile. Il processo proposto fonde l'alluminio con l'acciaio: utilizzando la saldatura a resistenza insieme a un potente laser, gli scienziati hanno imparato come combinare in modo affidabile i metalli mantenendone i vantaggi. Il sistema promette un'ampia gamma di applicazioni, dalla produzione di automobili leggere ma durevoli all'assemblaggio di veicoli spaziali più economici.
Come spiegato dagli sviluppatori, la creazione di strutture basate su materiali dissimili è una delle soluzioni chiave per l'industria automobilistica e una serie di altri settori. Combinando materiali con proprietà diverse, le case automobilistiche aumentano l'autonomia delle loro auto, migliorano l'aerodinamica e riducono il peso. Tuttavia, la saldatura di vari metalli è accompagnata da una serie di difficoltà. Il problema principale è la bassissima solubilità del ferro nell'alluminio, che impedisce la creazione di leghe forti.
“Negli ultimi anni, la saldatura laser ha mostrato molti vantaggi come l'elevata efficienza produttiva e il basso apporto di calore, e la sua applicazione nell'industria automobilistica si sta gradualmente espandendo. Tuttavia, la saldatura laser alluminio-acciaio deve ancora affrontare grandi difficoltà a causa della formazione di molte crepe e fragili leghe intermetalliche, che non consentono di essere ampiamente utilizzata per unire alluminio e acciaio ", hanno affermato gli autori dello studio.
Gli ingegneri cinesi hanno capito come sbarazzarsi di questa mancanza. In primo luogo, hanno utilizzato la saldatura a punti a resistenza per creare saldature, quindi hanno completato il processo con la saldatura laser. Il primo stadio ha fornito resistenza ad elevati carichi di trazione-taglio, ma ha dato scarsa duttilità e basso assorbimento di energia. E il secondo stadio, mirato ai punti vulnerabili, ha bloccato la propagazione delle cricche lungo l'interfaccia e ha conferito al campione il livello di resistenza richiesto.
Testando un materiale finito costituito da alluminio e acciaio, gli scienziati hanno scoperto che lo spessore dei fragili composti intermetallici poteva essere facilmente controllato utilizzando la nuova tecnologia. Rispetto alla saldatura a punti a resistenza, i carichi di taglio e di trazione di picco e l'assorbimento di energia sono stati aumentati rispettivamente del 18,2% e del 424,8% per le saldature ibride. La tecnologia può già essere ampliata e trasferita all'industria. Innanzitutto, gli sviluppi sono rivolti all'industria automobilistica, un'area in cui, secondo gli scienziati, questo processo sarà molto richiesto.
2022-09-08 10:38:27
Autore: Vitalii Babkin