Nueva técnica de soldadura puede soldar metales “no-soldables”

cobre

Ingenieros de la Universidad Estatal de Ohio han desarrollado una nueva técnica de soldadura que consume 80 por ciento menos de energía con respecto a la técnica de soldadura común y crea lazos que son un 50 por ciento más fuertes.

El profesor Glenn Daehn, que participo en el desarrollo de la nueva técnica; dijo que a pesar de los recientes avances, los metales alternativos siguen planteando un gran desafío a los fabricantes en la práctica. Muchos de esos materiales son considerados no-soldables por medios tradicionales, en parte debido a las altas temperaturas y al proceso de resolidificación que los debilita. “Los materiales se han fortalecido, pero no pueden soldarse. Podemos diseñar metales con microestructuras complejas, pero destruimos esas microestructuras cuando soldamos “, dijo.

“Con nuestro método, los materiales se unen entre sí, al mismo tiempo y realmente se fortalecen”

Esta nueva técnica de soldadura, podría tener un gran impacto en la industria automotriz, que está preparada ya para ofrecer nuevos vehículos en los que se combinan piezas de acero pesado tradicional con piezas de materiales más ligeros, metales alternativos para reducir el peso del vehículo.

La nueva técnica fue presentada por Daehn en la reunión Materials Science & Technology 2015, realizada recientemente en Columbus; se denomina actuador de aluminio vaporizado (“vaporized foil actuator”, VFA) y consiste en que la energía eléctrica almacenada en una batería de condensadores de alto voltaje, se libera a través de un circuito de conmutación que contiene un conductor de metal fino, tal como un alambre o papel de aluminio.rlc_circuit

Cuando la tasa de transferencia de energía en el conductor es muy alta, esto ocurre cuando la corriente en el circuito alcanza su máximo muy rápidamente; el conductor de metal puede ser calentado por encima de su energía de la sublimación antes de que tenga tiempo para fundirse. Así, el conductor de metal se vaporiza directamente en un gas que se expande rápidamente, impulsado por la energía extra por encima de la energía de sublimación. El resultado es un pulso de alta presión que, al limitado físicamente, puede ser aprovechado como una herramienta para varios fines.

Durante el proceso, el papel de aluminio se vaporiza en microsegundos (millonésimas de segundo) y una explosión de gas caliente empuja las dos piezas de metal a velocidades cercanas a miles de kilómetros por hora. Las piezas no se funden, por lo que no hay costuras de metales que debiliten la unión entre las partes. En lugar de ello, el impacto une directamente a los átomos de un metal a los átomos del otro.

La técnica utiliza menos energía debido a que el impulso eléctrico es muy corto, y porque la energía necesaria para vaporizar la lámina es menor que lo que sería necesario para fundir las piezas de metal.

Hasta ahora, los ingenieros han unido con éxito diferentes combinaciones de cobre, aluminio, magnesio, hierro, níquel y titanio. Ellos han creado fuertes lazos entre el acero comercial y aleaciones de aluminio, una hazaña que no es posible normalmente. La técnica es lo suficientemente potente como para dar forma a piezas de metal al mismo tiempo que les suelda, ahorrando un paso en el proceso.

Daehn y su equipo esperan unirse con los fabricantes para continuar con el desarrollo de la tecnología, que será autorizada a través del estado de Ohio, por la Oficina de Comercialización de Tecnología.

Fuente:

https://news.osu.edu/news/2015/10/29/vfaweld/

https://iml.osu.edu/vaporizing-foil-actuator-tool-creating-lightweight-structures

https://iml.osu.edu/methods/vaporizing-foil

https://youtu.be/CB2QnbSfmw0

https://youtu.be/xS1ypKSXOM4

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