Des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord ont maintenant identifié une method de soudage qui peut être utilisée pour assembler des composants en mousse métallique composite (CMF) sans altérer les propriétés qui rendent le CMF souhaitable. Les CMF sont prometteurs pour un large éventail d’applications motor vehicle les poches d’air qu’ils contiennent les rendent légers, solides et efficaces pour isoler des températures élevées.
Les CMF sont des mousses constituées de sphères métalliques creuses – constituées de matériaux tels que l’acier inoxydable ou le titane – noyées dans une matrice métallique en acier, titane, aluminium ou autres alliages métalliques. Le matériau obtenu est à la fois léger et remarquablement résistant, avec des applications potentielles allant des ailes d’avion aux blindages de véhicules et aux gilets pare-balles.
De plus, le CMF isole mieux des températures élevées que les métaux et alliages conventionnels, tels que l’acier. La combinaison du poids, de la résistance et de l’isolation thermique signifie que le CMF est également prometteur pour une utilisation dans le stockage et le transportation de matières nucléaires, de matières dangereuses, d’explosifs et d’autres matières sensibles à la chaleur.
Cependant, pour réaliser bon nombre de ces apps, les fabricants devraient souder plusieurs composants CMF ensemble. Et cela a posé un problème.
« Le soudage par fusion traditionnel utilise une cost pour relier deux pièces de métal », explique Afsaneh Rabiei, auteur correspondant d’un post sur la nouvelle recherche et professeur de génie mécanique et aérospatial à NC Condition. « C’est problématique, car or truck le métal fondu pour fusionner deux morceaux de CMF est solide, il ne possède donc pas les propriétés souhaitables du CMF de chaque côté. De additionally, tout form de soudage utilisant la chaleur directe pour faire fondre le métal une partie de la porosité du CMF est comblée, ce qui altère ses propriétés. En bref, cela signifie que la plupart des formes de soudage traditionnelles ne fonctionnent pas bien avec les mousses métalliques.
Cependant, les chercheurs ont désormais identifié une forme de soudage qui fonctionne très bien. C’est ce qu’on appelle le soudage par induction et utilise une bobine d’induction pour créer un champ électromagnétique qui chauffe le métal à souder.
« Comme le CMF ne contient que 30 à 35% de métal, le champ électromagnétique est able de pénétrer profondément dans le matériau, ce qui permet une bonne soudure », explique Rabiei. « Les poches d’air qui constituent les 65 à 70% restants du CMF servent à isoler le matériau de la chaleur. Cela permet au soudage par induction de chauffer la zone ciblée pour assembler deux pièces de CMF, mais empêche la chaleur de se propager. le web page de la jointure, ce qui contribue à préserver les propriétés du FMC.
« Il s’agit d’un pas en avant vital, automobile les propriétés du CMF le rendent attrayant pour un massive éventail d’applications, mais il est essentiel de disposer d’un moyen de souder les composants du CMF sans altérer les propriétés qui le rendent attrayant en premier lieu. »
L’article intitulé « Une étude sur le soudage des métaux poreux et des mousses métalliques » est publié dans la revue Advanced Engineering Components. L’article a été co-écrit par John Cance et Zubin Chacko, Ph.D. étudiants à NC Point out. Le travail a été réalisé avec le soutien de la Pipeline and Harmful Products Safety Administration du Département américain des transports, sous le numéro de subvention PH957-20-0075.
