중국과학원 상하이광학기계연구소(SIOM)의 엔지니어들이 이종 용접을 위한 새로운 기술을 개발했습니다. 제안된 프로세스는 알루미늄과 강철을 융합합니다. 과학자들은 강력한 레이저와 함께 저항 용접을 사용하여 금속의 장점을 유지하면서 안정적으로 결합하는 방법을 배웠습니다. 이 시스템은 가벼우면서도 내구성이 뛰어난 자동차 생산에서 저렴한 우주선 조립에 이르기까지 광범위한 응용 분야를 약속합니다.
개발자가 설명했듯이 이종 재료를 기반으로 한 구조의 생성은 자동차 산업 및 기타 여러 산업의 핵심 솔루션 중 하나입니다. 다양한 특성을 가진 재료를 결합하여 자동차 제조업체는 자동차의 범위를 늘리고 공기 역학을 개선하며 무게를 줄입니다. 그러나 다양한 금속의 용접에는 여러 가지 어려움이 따릅니다. 주요 문제는 알루미늄에서 철의 용해도가 극히 낮아 강한 합금이 생성되지 않는다는 것입니다.
“최근 몇 년 동안 레이저 용접은 높은 생산 효율과 낮은 입열량과 같은 많은 이점을 보여 왔으며 자동차 산업에서 그 적용이 점차 확대되고 있습니다. 그러나 알루미늄 대 강철 레이저 용접은 많은 균열과 취성 금속간 합금이 형성되어 알루미늄과 강철을 접합하는 데 널리 사용되지 않기 때문에 여전히 큰 어려움에 직면해 있습니다.”라고 연구 저자가 말했습니다.
중국 엔지니어들은 이 단점을 없애는 방법을 알아냈습니다. 먼저 저항 스폿 용접을 사용하여 용접을 만든 다음 레이저 용접으로 프로세스를 보완했습니다. 첫 번째 단계는 높은 인장 전단 하중에 대한 저항을 제공했지만 낮은 연성과 낮은 에너지 흡수를 제공했습니다. 그리고 취약한 지점을 겨냥한 두 번째 단계는 계면을 따라 균열이 전파되는 것을 차단하고 샘플에 필요한 수준의 강도를 제공했습니다.
알루미늄과 강철로 구성된 완성된 재료를 테스트함으로써 과학자들은 부서지기 쉬운 금속간 화합물의 두께가 새로운 기술을 사용하여 쉽게 제어될 수 있음을 발견했습니다. 저항 점용접과 비교하여 최대 전단 및 인장 하중과 에너지 흡수는 하이브리드 용접에서 각각 18.2% 및 424.8% 증가했습니다. 기술은 이미 확장되어 산업으로 이전될 수 있습니다. 우선, 개발은 자동차 산업을 목표로 합니다. 과학자들은 이 프로세스가 가장 수요가 많을 것이라고 생각합니다.
2022-09-08 10:38:27
작가: Vitalii Babkin