MOSCA, Russia / EuroWire.IO / – Una nuova tecnica di saldatura a ultrasuoni, sviluppata grazie alla collaborazione tra scienziati russi e cinesi, ha dimostrato il potenziale per prolungare la durata di vita dei componenti metallici di un fattore pari a 1,9. Inoltre, questo approccio migliora significativamente la robustezza delle giunzioni saldate, raddoppiandone di fatto la resistenza, come riportato dall'Università Statale degli Urali Meridionali. I ricercatori dell'università, con sede a Chelyabinsk, hanno collaborato con colleghi cinesi per creare questo processo. I risultati sono stati riportati da TV BRICS il 19 ottobre, con l'università che ha citato la fonte. La tecnica è specificamente studiata per l'utilizzo con metalli che presentano proprietà diverse.
La saldatura di metalli comunemente accoppiati come acciaio e alluminio presenta spesso delle problematiche, in quanto tende a generare strati interfacciali fragili in corrispondenza del giunto. Questi strati possono provocare fratture, soprattutto in presenza di vibrazioni e carichi ciclici. Il nuovo metodo attenua questo problema affinando la struttura della saldatura durante la saldatura a punti. Secondo l'università, la ricerca è stata pubblicata sulla rivista Engineering Fracture Mechanics. L'annuncio non ha specificato i singoli ricercatori coinvolti.
Durante il processo, vengono trasmesse onde ultrasoniche con una potenza di circa 1.200 watt, che vengono utilizzate per formare la saldatura a punti. Secondo quanto riportato dalla Rossiyskaya Gazeta, il riscaldamento degli elettrodi facilita l'applicazione di queste onde. Tale vibrazione altera il reticolo cristallino all'interno del metallo, causando una significativa riduzione delle dimensioni dei cristalli, quasi cinque volte, come affermato dall'università. Anche gli strati fragili in corrispondenza della giunzione si riducono della metà. Queste modifiche strutturali favoriscono una saldatura più uniforme e meno soggetta a cricche.
Le saldature più dense resistono alle vibrazioni e alla fatica.
Il processo a ultrasuoni espelle ulteriormente le bolle d'aria intrappolate, ottenendo una saldatura più densa e solida. I test hanno confermato che tali giunzioni sono due volte più resistenti delle saldature convenzionali e la loro durata operativa è aumentata del 90%. Il team di ricerca afferma che questi componenti possono sopportare un'esposizione prolungata a vibrazioni continue e stress meccanici senza sviluppare crepe. Tale durabilità è fondamentale per le applicazioni in veicoli, aeromobili e infrastrutture soggette a carichi ripetitivi, dove le crepe da fatica sono spesso la causa del cedimento.
Il rapporto dell'università ha sottolineato i miglioramenti relativi ottenuti, senza però fornire dati specifici sui valori di resistenza assoluta, sui tipi di lega o sul numero di campioni testati. Quest'anno, le università russe hanno annunciato diverse ricerche sui materiali , tra cui rivestimenti per impianti in titanio. L'Università Statale degli Urali Meridionali ha inoltre sviluppato un formaggio arricchito con berberina, progettato per rafforzare il sistema immunitario. L'università non ha specificato quando la tecnologia potrebbe essere adottata a livello industriale.
Possibili applicazioni nei settori dei trasporti e delle costruzioni.
Questo sviluppo apre nuove possibilità nei settori automobilistico, aerospaziale e delle costruzioni. Ad esempio, le case automobilistiche potrebbero creare un'unica carrozzeria ibrida saldando le celle passeggeri in acciaio con portiere, cofani e parafanghi in alluminio. Una struttura del veicolo così più leggera consentirebbe alle auto elettriche di raggiungere una maggiore autonomia con una singola carica. Allo stesso modo, i produttori di aeromobili potrebbero progettare aerei di linea più leggeri con una maggiore capacità di passeggeri o merci, il che si tradurrebbe anche in una riduzione del consumo di carburante per volo.
Nel settore edile, questo metodo di saldatura potrebbe essere impiegato nell'assemblaggio di ponti e grattacieli. L'università ha sottolineato che, in alcuni casi, i giunti saldati potrebbero superare la resistenza del calcestruzzo monolitico. Altre applicazioni includono il collegamento di una colonna in acciaio a un pannello in alluminio o il fissaggio di un longherone in acciaio a un telaio ausiliario in alluminio. Questo progetto di collaborazione tra Russia e Cina dimostra il potenziale della tecnica per la produzione di strutture più leggere e durevoli in diversi settori.
L'articolo "Maggiore durabilità dei metalli grazie all'innovazione della saldatura a ultrasuoni" è apparso per la prima volta su Reynolds News .