Engenheiros do Instituto de Óptica e Mecânica de Xangai (SIOM) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram uma nova tecnologia para soldagem dissimilar. O processo proposto funde alumínio com aço – usando soldagem por resistência junto com um poderoso laser, os cientistas aprenderam como combinar metais de maneira confiável, mantendo suas vantagens. O sistema promete uma ampla gama de aplicações, desde a produção de carros leves, mas duráveis, até a montagem de naves espaciais mais baratas.
Como os desenvolvedores explicaram, a criação de estruturas baseadas em materiais diferentes é uma das principais soluções para a indústria automotiva e várias outras indústrias. Ao combinar materiais com propriedades diferentes, as montadoras aumentam a autonomia de seus carros, melhoram a aerodinâmica e reduzem o peso. No entanto, a soldagem de vários metais é acompanhada por várias dificuldades. O principal problema é a solubilidade extremamente baixa do ferro no alumínio, o que impede a criação de ligas fortes.
“Nos últimos anos, a soldagem a laser mostrou muitas vantagens, como alta eficiência de produção e baixo aporte de calor, e sua aplicação na indústria automotiva está se expandindo gradativamente. No entanto, a soldagem a laser alumínio-aço ainda enfrenta grandes dificuldades devido à formação de muitas trincas e ligas intermetálicas frágeis, que não permitem que seja amplamente utilizada para unir alumínio ao aço”, disseram os autores do estudo.
Os engenheiros chineses descobriram como se livrar dessa deficiência. Primeiro, eles usaram soldagem por pontos de resistência para criar soldas e, em seguida, complementaram o processo com soldagem a laser. O primeiro estágio forneceu resistência a altas cargas de tração e cisalhamento, mas deu baixa ductilidade e baixa absorção de energia. E a segunda etapa, voltada para pontos vulneráveis, bloqueou a propagação de trincas ao longo da interface e deu à amostra o nível de resistência necessário.
Ao testar um material acabado composto de alumínio e aço, os cientistas descobriram que a espessura de compostos intermetálicos frágeis poderia ser facilmente controlada usando a nova tecnologia. Em comparação com a soldagem por pontos de resistência, as cargas de pico de cisalhamento e de tração e a absorção de energia aumentaram 18,2% e 424,8% para soldas híbridas, respectivamente. A tecnologia já pode ser ampliada e transferida para a indústria. Em primeiro lugar, os desenvolvimentos são voltados para a indústria automobilística - área onde, segundo os cientistas, esse processo será mais demandado.
2022-09-08 10:38:27
Autor: Vitalii Babkin