MOSCÚ, Rusia / EuroWire.IO / – Esta semana, científicos rusos y chinos anunciaron en Cheliábinsk el desarrollo de una técnica de soldadura ultrasónica que duplica la resistencia de las uniones metálicas. Esta innovación no solo aumenta la durabilidad de la unión, sino que también prolonga la vida útil de las piezas soldadas 1,9 veces. El proyecto fue liderado por investigadores de la Universidad Estatal del Sur de los Urales en Cheliábinsk, en colaboración con colegas chinos. TV BRICS destacó los hallazgos, citando a la universidad. Este método está diseñado específicamente para soldar uniones entre metales diferentes, como acero y aluminio.
Los ingenieros llevan mucho tiempo enfrentándose a dificultades al unir diferentes metales, ya que tienden a formarse capas intermetálicas frágiles en la interfaz. Estas capas son propensas a agrietarse bajo tensión, debilitando toda la estructura. El nuevo método de soldadura ultrasónica busca mitigar este problema durante la soldadura por puntos, una técnica común utilizada en el ensamblaje de carrocerías de automóviles y otras estructuras metálicas. Según la universidad, los resultados de la investigación se publicaron en la revistaEngineering Fracture Mechanics .
El proceso incorpora vibraciones ultrasónicas de aproximadamente 1200 vatios de potencia al procedimiento de soldadura por puntos. Esta vibración refina la estructura cristalina dentro de la soldadura, reduciendo el tamaño de los cristales casi cinco veces. En lugar de granos gruesos, los cristales se vuelven más pequeños y uniformes. Además, el método reduce a la mitad el espesor de las capas intermetálicas frágiles en la unión, mejorando la integridad general de la soldadura.
El ultrasonido elimina las burbujas de aire atrapadas en las soldaduras.
Otro beneficio de la aplicación ultrasónica es la eliminación de burbujas de aire de la soldadura durante el proceso, lo que da como resultado uniones más densas con menos defectos internos. Las pruebas revelaron que la resistencia de las uniones soldadas se duplicó con este método. La vida útil de los componentes aumentó un 90%, es decir, 1,9 veces. El equipo indicó que estas soldaduras son más resistentes a la vibración prolongada y al estrés mecánico sin agrietarse, lo cual es crucial para los componentes en vehículos en movimiento.
La universidad no proporcionó métricas de resistencia específicas ni parámetros de prueba detallados en su comunicado. Las mejoras reportadas son relativas. Los investigadores destacaron que este enfoque podría mejorar significativamente la fiabilidad de las estructuras compuestas de diferentes metales. Dado que el acero y el aluminio se suelen combinar para reducir el peso manteniendo la resistencia, las uniones débiles han limitado históricamente este tipo de aplicaciones. El proyecto se llevó a cabo en colaboración con socios chinos.
Posibles aplicaciones en los sectores automotriz, aeroespacial y de la construcción.
Según los investigadores, esta técnica de soldadura ultrasónica podría adaptarse para su uso en las industrias automotriz , aeroespacial y de la construcción. En los vehículos, permitiría uniones más resistentes entre las jaulas de seguridad de acero y las puertas, capós y alerones de aluminio. Las estructuras híbridas más ligeras podrían permitir que los coches eléctricos alcancen una mayor autonomía por carga. En la aviación, los fuselajes más ligeros podrían transportar más pasajeros o carga consumiendo menos combustible. Lograr la reducción de peso sigue siendo un objetivo clave para ambas industrias.
En la construcción, este método podría aplicarse a las uniones metálicas de puentes y rascacielos. La universidad afirma que dichas uniones podrían superar en resistencia al hormigón monolítico tradicional. Aún no se ha anunciado el cronograma para su implementación industrial. La Universidad Estatal del Sur de los Urales ha informado sobre varias iniciativas de investigación aplicada este año. La institución declaró que el método de soldadura ultrasónica abre nuevas vías para crear estructuras más ligeras y, a la vez, más duraderas.
La publicación «Rusia y China colaboran para mejorar la resistencia de las soldaduras mediante tecnología de ultrasonido» apareció primero en English Chronicle .