未來汽車制造將更強,，更節(jié)能
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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俄亥俄州立大學工程師研究出一種較傳統的焊接方式耗能減少80%的新焊接技術,，創(chuàng)造出比以往強50%的結合,。
該項新技術將會對汽車工業(yè)產生重大影響。該技術準備提供新的汽車,，其將傳統的重型鋼件與更輕的替代金屬相結合來減少車輛的重量。
盡管在材料設計的最新進展中,，替代金屬在制造實踐中仍是很大的挑戰(zhàn),。很多人考慮采用傳統的非焊接方式實現，部分是因為焊接過程中的高溫和再凝固過程使替代金屬弱化,，俄亥俄州立大學材料科學與工程專業(yè)教授Glenn Daehn說,。他幫助研究了這項新技術。
Glenn Daehn說：“材料變強了,，但是焊接不會,。我們可以設計出具有完整微觀結構的金屬，但是當采用焊接工藝時,，這種微觀結構被破壞了,?！?/span>
“采用我們的方法，在材料成型和結合的同時,，他們實際上也變強了,。”
日前在哥倫布舉行的2015年材料科學與技術研討會上,，Daehn就該項新工藝發(fā)表了主題演講,。
在傳統的電阻電焊工藝中，制造商在金屬件中通入電流,，由于金屬本身的電阻作用產生熱量,，金屬部分融化結合在一起形成焊接件。然而該項工藝存在產生高電流的能耗多,，并且金屬融化的部分不如之前強固的缺點,。
在過去的十多年中，Daehn和他的團隊一直在努力尋找新的方法來解決這些問題,。他們已經在被稱為汽化鋁箔發(fā)生器（VFA）系統焊接上積累了超過半打的專利,。
在VFA中，高壓容器組合在薄的鋁箔中產生很短的電學脈沖,。僅幾微秒（百萬分之一秒）,，鋁箔蒸發(fā)，熱氣的爆出使兩金屬部件以接近每時數千英里的速度結合,。
部件未發(fā)生融化,，因此在他們之前不存在薄弱的金屬接縫。相反,，兩種金屬間形成了原子級的直接結合,。在高能顯微鏡下觀察，在材料延伸向外彼此環(huán)繞的點處結合截面很漂亮,，經常呈現出完整的花體,。
該項技術使用更少的能量是因為電脈沖的時間很短，并且蒸發(fā)鋁箔所需能量也較金屬部件融化所需能量更少,。
目前為止,，工程師門已實現了不同組合的結合，如Cu,，Al,，Mg，Fe,，Ni,，Ti等。他們在經濟廉價的鋼和Al合金中創(chuàng)造了很強的結合——通常認為不可能的壯舉,。通過焊接區(qū)結合的高強鋼/鋁比基體金屬具有更高的強度,。
該技術在有效形成金屬部件的同時將其焊接起來,，節(jié)省了制造商的步驟。
Daehn和他的團隊現在想與制造商一起進一步發(fā)展這項技術,，這將通過俄亥俄州立大學技術商業(yè)化辦公室的許可,。