MOSCOU, Rússia / EuroWire.IO / – Pesquisadores da Rússia e da China desenvolveram um processo pioneiro de soldagem ultrassônica que efetivamente dobra a resistência à tração de juntas metálicas. Essa abordagem inovadora também aumenta a durabilidade das peças soldadas em 1,9 vezes. O projeto foi liderado por cientistas da Universidade Estadual do Sul dos Urais , em Chelyabinsk, em parceria com colegas da China. As descobertas, divulgadas pela TV BRICS e baseadas em pesquisas universitárias, visam especificamente a união de metais diferentes, como aço e alumínio.
Historicamente, criar ligações confiáveis entre metais diferentes tem representado um desafio para os engenheiros devido à formação de camadas intermetálicas frágeis que se rompem sob tensão, enfraquecendo a estrutura como um todo. A nova técnica ultrassônica visa minimizar esse problema durante a soldagem por pontos, um método comum para unir chapas metálicas em carrocerias de veículos e outras montagens. Segundo a universidade, os resultados foram publicados narevista Engineering Fracture Mechanics .
O processo envolve a integração de vibrações ultrassônicas com uma potência de saída de aproximadamente 1.200 watts no procedimento de soldagem. Essas vibrações refinam a estrutura cristalina interna do metal na solda, reduzindo o tamanho dos cristais em quase cinco vezes e criando um padrão uniforme de grãos finos. Além disso, esse método reduz pela metade a espessura das frágeis camadas intermetálicas na junta.
O ultrassom elimina bolhas de ar, resultando em soldas mais resistentes.
Durante a soldagem, o ultrassom também expulsa bolhas de ar aprisionadas no metal, resultando em soldas mais densas e com menos defeitos internos. Os testes revelaram que a resistência da junta dobrou com essa nova técnica e a vida útil dos componentes aumentou em 90%, ou 1,9 vezes. Os pesquisadores observaram que essas soldas são mais resistentes à vibração prolongada e ao estresse mecânico, reduzindo o risco de fissuras — uma característica essencial para peças em veículos em movimento.
Embora a universidade não tenha divulgado medições específicas de resistência ou parâmetros detalhados de teste, as melhorias foram expressas em termos relativos. Os cientistas enfatizaram que essa abordagem aumenta a confiabilidade de estruturas compostas por metais mistos, como aço e alumínio, frequentemente usados para reduzir o peso sem sacrificar a resistência. Desafios anteriores com juntas frágeis entre esses metais limitaram tais projetos, mas esse novo método oferece uma solução promissora. A pesquisa foi conduzida em conjunto com especialistas chineses.
Potencial impacto em veículos leves, aeronaves e construção.
Os cientistas acreditam que esse avanço na soldagem ultrassônica pode ser aplicado nos setores automotivo , aeroespacial e da construção civil. Para automóveis, permite conexões mais fortes entre as estruturas de segurança de aço e as portas, capôs e para-lamas de alumínio, facilitando a criação de carrocerias híbridas mais leves que aumentam a autonomia dos veículos elétricos. Na aviação, fuselagens mais leves podem acomodar mais passageiros ou carga, reduzindo o consumo de combustível. A redução de peso continua sendo um objetivo fundamental em ambos os setores.
Na construção civil, o método ultrassônico poderia ser usado em juntas metálicas de pontes e arranha-céus. A universidade afirma que essas juntas poderiam superar o concreto monolítico em capacidade de sustentação. O cronograma para a adoção industrial ainda não foi especificado. A Universidade Estadual do Sul dos Urais relatou diversas iniciativas de pesquisa aplicada este ano, destacando o potencial do método para produzir estruturas mais leves e duráveis.
O artigo "Rússia e China colaboram para aprimorar a resistência da solda usando tecnologia de ultrassom em escala global" foi publicado originalmente no Dublin Telegraph .