Mobil akan menjadi lebih kuat dan lebih ringan. Teknik peledakan canggih dikembangkan

Insinyur Ohio State University telah mengembangkan teknik baru untuk pengelasan eksplosif (pengelasan ledakan) untuk pengikatan material yang andal tanpa kehilangan kekuatan. Selain itu, teknologi baru ini membutuhkan energi 80% lebih sedikit daripada spot welding, dan menahan permukaan 50% lebih kuat.

Penemuan ini dapat memiliki dampak signifikan pada industri otomotif. Dia siap membawa model mobil baru ke pasaran, menggabungkan baja berat tradisional dengan bahan alternatif ringan yang mengurangi bobot mobil.

Terlepas dari pencapaian terbaru dalam menciptakan materi inovatif, dalam praktiknya sulit untuk bekerja dengannya. Banyak yang dianggap "tidak dapat dilas" dalam pengertian tradisional, terutama karena di bawah pengaruh suhu tinggi dan karena peleburan mereka kehilangan kekuatan.

"Bahan semakin kuat dan pengelasan tidak," kata Glenn Daehn, seorang profesor ilmu dan teknik bahan di Ohio State University, salah satu penulis teknik pengelasan baru. "Kita dapat merancang logam dengan mikrostruktur yang rumit, tetapi ketika mengelas mikrostruktur ini dihancurkan ... Dengan menggunakan metode kami, bahan-bahan tersebut dicetak dan diikat pada saat yang sama, pada kenyataannya mereka menjadi lebih kuat dari sebelumnya."

Daen berbicara tentang penemuannya di konferensi Bahan Sains & Teknologi 2015, yang diadakan pada awal Oktober di Columbus.

Dalam pengelasan spot tradisionalarus yang kuat dilewatkan melalui logam, sehingga hambatan listrik alami dari material menghasilkan panas, yang sebagian meleleh dan mengelasnya. Tetapi teknik ini membutuhkan sejumlah besar energi, dan bagian logam yang dicairkan dan dipadatkan tidak lagi sekuat sebelumnya.

Selama sepuluh tahun terakhir, Profesor Daen dan rekan telah menghabiskan waktu untuk menciptakan teknik pengelasan baru tanpa kekurangan ini. Dan mereka melakukannya. Pengembangan baru dilindungi oleh hampir selusin paten dan disebut pengelasan dengan actuator foil vaporized (VFA).

Dalam kasus VFA, kapasitor tegangan tinggi memancarkan impuls listrik yang sangat singkat ke lapisan tipis aluminium foil di bawah permukaan yang dilas. Dalam beberapa mikrodetik, foil itu menguap, dan semburan gas panas mendorong dua logam satu sama lain dengan kecepatan beberapa ribu kilometer per jam.



Bagian tidak meleleh, sehingga logam tidak kehilangan kekuatannya. Alih-alih, atom-atom dari kedua bahan tersebut sebagai akibat dari tabrakan secara harfiah bercampur satu sama lain, seperti yang ditunjukkan dalam ilustrasi. Pemeriksaan di bawah mikroskop menunjukkan bahwa ikatan yang sangat kuat dibuat. Kadang-kadang, setelah tabrakan, bentuk-bentuk indah muncul, di mana bahan secara harfiah dijalin ke dalam jaringan satu sama lain.



Bahkan, jenis baru yang disebut pengelasan eksplosif telah dikembangkan.tetapi lebih terkontrol dan lebih cocok untuk keperluan industri.



Teknik VFA membutuhkan lebih sedikit energi karena impuls listrik sangat pendek dan karena itu membutuhkan lebih sedikit energi untuk menguapkan foil daripada melelehkan logam.

Sampai saat ini, para insinyur telah berhasil menguji VFA untuk pengelasan dalam berbagai kombinasi tembaga, aluminium, magnesium, besi, nikel dan titanium. Pengelasan dapat diandalkan untuk menyatukan paduan baja dan aluminium, yang sekarang banyak digunakan dalam industri. Tugas ini tidak layak dengan metode tradisional. Para peneliti mengatakan bahwa dalam pengelasan VFA dari baja berkekuatan tinggi dan paduan aluminium, sambungannya bahkan lebih tahan lama dibandingkan bahan aslinya.

Teknik ini sangat kuat sehingga bahkan memungkinkan Anda untuk mengubah bentuk logam selama pengelasan, menghemat langkah tambahan pada konveyor.

Sekarang para ilmuwan sedang bernegosiasi dengan pembuat mobil untuk memperkenalkan teknologi baru di pabrik.

Source: https://habr.com/ru/post/id385931/