MOSKOU, Rusland / EuroWire.IO / – Onderzoekers uit Rusland en China hebben een baanbrekende ultrasone lasmethode ontwikkeld die de mechanische sterkte van metaalverbindingen verdubbelt. Bovendien verlengt deze methode de levensduur van gelaste onderdelen met een factor 1,9. Het project werd geleid door wetenschappers van de Zuid-Oeral Staatsuniversiteit in Tsjeljabinsk, in samenwerking met Chinese collega's. De resultaten werden gerapporteerd door TV BRICS, die de universiteit citeerde. Deze techniek is specifiek ontworpen voor het verbinden van metalen met verschillende eigenschappen, zoals staal en aluminium.
Het verbinden van verschillende metalen is al lange tijd een uitdaging voor ingenieurs. De vorming van broze intermetallische lagen op het verbindingsvlak leidt vaak tot scheurvorming onder spanning, waardoor de algehele structuur verzwakt. De innovatieve methode beoogt dit probleem te verhelpen tijdens puntlassen, een veelgebruikt proces voor het verbinden van metalen platen in carrosserieën en andere constructies. De universiteit maakte bekend dat hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschriftEngineering Fracture Mechanics .
Het nieuwe proces integreert ultrasone golven met een vermogen van ongeveer 1200 watt in traditioneel puntlassen. Deze trillingen helpen de kristalstructuur in het lasgebied te verfijnen. Volgens de universiteit neemt de kristalgrootte met bijna een factor vijf af. De resulterende kristallen zijn kleiner en uniformer in plaats van grof. Bovendien halveert de methode de dikte van de broze intermetallische lagen op het lasvlak.
Ultrageluid verwijdert luchtbellen en verbetert de laskwaliteit.
Het gebruik van ultrageluid tijdens het lassen verwijdert ook ingesloten luchtbellen uit het metaal. Dit resulteert in dichtere lassen met minder interne defecten. Tests toonden aan dat de sterkte van de verbindingen met deze techniek verdubbelde. De levensduur van de gelaste onderdelen verbeterde met 90%, oftewel 1,9 keer. De wetenschappers bevestigden dat deze lassen beter bestand zijn tegen langdurige trillingen en mechanische spanningen zonder te scheuren. Een dergelijke duurzaamheid is vooral belangrijk voor onderdelen die in bewegende voertuigen worden gebruikt.
De universiteit maakte in haar persbericht geen specifieke sterktecijfers of gedetailleerde testparameters bekend. De verbeteringen werden in relatieve termen beschreven. De onderzoekers benadrukten dat deze methode constructies met gemengde metalen betrouwbaarder zou kunnen maken. Het combineren van staal en aluminium is gebruikelijk om gewicht te besparen en tegelijkertijd de sterkte te behouden. Zwakke verbindingen hebben de effectiviteit van dergelijke constructies echter in het verleden beperkt. Het project werd gezamenlijk met Chinese experts uitgevoerd.
Mogelijke gevolgen voor lichtere voertuigen, vliegtuigen en de bouw.
De wetenschappers geloven dat deze technologie kan worden toegepast in de auto- , luchtvaart- en bouwsector. In de auto-industrie zou het de verbinding van stalen veiligheidskooien met aluminium deuren, motorkappen en vleugels kunnen vergemakkelijken. Lichtere hybride ontwerpen zouden elektrische auto's in staat stellen een grotere actieradius te bereiken op één acculading. In de luchtvaart zouden lichtere vliegtuigrompen meer passagiers of vracht kunnen vervoeren, waardoor het brandstofverbruik daalt. Gewichtsvermindering blijft een cruciaal doel voor beide industrieën.
In de bouw kan deze lasmethode worden gebruikt voor metalen verbindingen in bruggen en wolkenkrabbers. De universiteit merkte op dat dergelijke verbindingen robuuster zouden kunnen zijn dan monolithische betonconstructies. Wanneer deze technologie industrieel zal worden toegepast, is nog niet bekend. De Zuid-Oeral Staatsuniversiteit heeft dit jaar verschillende toegepaste onderzoeksprojecten aangekondigd. De universiteit benadrukte dat deze aanpak nieuwe mogelijkheden biedt voor de ontwikkeling van lichtere en sterkere constructieonderdelen.
Het bericht Rusland en China werken samen om metaalverbindingen aanzienlijk te versterken met behulp van ultrasone lastechnologie verscheen eerst op British Pioneer .