Новая сварка позволяет надежно соединить сталь и алюминий

29.10.2015, 14:54 Наука

Инженеры Университета Огайо разработали новую методику сварки, который потребляет на 80 процентов меньше энергии, чем существующие сварочные техники, делая материал на 50 процентов сильнее.

Новая технология может оказать огромное влияние на автомобильную промышленность, давая возможность сочетать тяжелые стальные конструкции с более легкими, альтернативными металлами для уменьшения веса автомобиля.

Как объясняет технолог Glenn Daehn, несмотря на последние достижения в дизайне материалов, альтернативные металлы, по-прежнему, представляют угрозу для производителей на практике, так как высокая температура и охлаждение после сварки ослабляют их.

«Материалы получаются сильнее, но швы нет. Мы можем конструировать металлы со сложными микроструктурами, но мы уничтожаем микроструктуру, когда свариваем конструкцию»,сказал Daehn. Daehn и коллеги использовали конденсаторную батарею высокого напряжения, которая создает очень короткий электрический импульс внутри тонкого куска алюминиевой фольги. При испарении фольги, происходящее за миллионные доли секунды, следует взрыв горячего газа, толкающий две части металла вместе со скоростью, близкой к тысяче миль в час.

Куски материала не плавятся, поэтому нет швов с ослабленным металлом между ними. Вместо этого, атомы одного металла, как бы смешиваются с атомами другого. Техника использует меньше энергии,из-за малой продолжительности электрического импульса и потому, что энергии, необходимой для испарения фольги нужно меньше, чем потребовалось бы для расплавления металлических частей. Сейчас инженеры успешно соединили различные комбинации меди, алюминия, магния, железа, никеля и титана. Они создали прочные связи между сталями и алюминиевыми сплавами.