MOSCOU, Rússia / EuroWire.IO / – Cientistas da Rússia e da China desenvolveram um processo inovador de soldagem ultrassônica, resultando em um aumento de duas vezes na resistência das juntas metálicas. Este método inovador também prolonga a vida útil dos componentes soldados em 1,9 vezes. O projeto foi liderado por pesquisadores da Universidade Estadual do Sul dos Urais , em Chelyabinsk, em colaboração com colegas da China. A TV BRICS noticiou essas descobertas, citando a universidade. A técnica é voltada especificamente para juntas entre metais com propriedades diferentes, como aço e alumínio.
Engenheiros enfrentam há muito tempo dificuldades na união de metais diferentes devido à tendência de formação de camadas intermetálicas frágeis nos pontos de contato dos materiais. Essas camadas são propensas a rachaduras sob carga, comprometendo toda a estrutura. A nova abordagem visa mitigar esse problema durante a soldagem por pontos, um método comum para conectar chapas metálicas na fabricação de automóveis e outras montagens. A universidade anunciou que a pesquisa foi publicada na revistaEngineering Fracture Mechanics .
O processo envolve a aplicação de ondas ultrassônicas com uma potência de aproximadamente 1.200 watts durante a soldagem por pontos. Essas vibrações aprimoram a estrutura cristalina dentro da solda, reduzindo o tamanho dos cristais em quase cinco vezes, de acordo com a universidade. Em vez de cristais grosseiros, o processo produz cristais menores e mais uniformes. Além disso, reduz pela metade a espessura das frágeis camadas intermetálicas na junção entre os metais.
O ultrassom elimina bolsas de ar em soldas.
O ultrassom também serve para expelir bolhas de ar do metal durante a soldagem, resultando em soldas mais densas e com menos defeitos internos. Os testes demonstraram que a resistência da junta foi duplicada com essa técnica e a vida útil dos componentes aumentou em 90%, ou 1,9 vezes. Os pesquisadores destacaram que essas soldas apresentam maior resistência à vibração prolongada e ao estresse mecânico, reduzindo o risco de fissuras. Essa maior durabilidade à fadiga é particularmente importante para peças em veículos em movimento.
O comunicado da universidade não especificou medidas de resistência absoluta nem parâmetros detalhados de teste. As melhorias foram descritas em termos relativos. Os pesquisadores enfatizaram que esse método oferece uma maneira de aumentar a confiabilidade de estruturas que envolvem metais mistos. Aço e alumínio são frequentemente combinados para obter projetos mais leves sem sacrificar a resistência, mas juntas frágeis anteriores limitavam essas aplicações. Este projeto foi realizado em conjunto com colegas chineses.
Aplicações potenciais em veículos mais leves, aeronaves e infraestrutura.
A equipe afirmou que a tecnologia de soldagem ultrassônica poderia ser utilizada nos setores automotivo , aeroespacial e da construção civil. Na fabricação de automóveis, ela poderia possibilitar ligações mais fortes entre as estruturas de segurança de aço e as portas, capôs e para-lamas de alumínio. Carrocerias mais leves para veículos híbridos ajudariam os veículos elétricos a alcançar maior autonomia por carga. Na aviação, fuselagens mais leves poderiam transportar mais passageiros ou carga, consumindo menos combustível — ambos objetivos altamente valorizados pelo setor.
Na construção civil, esse método poderia ser empregado para reforçar juntas metálicas em pontes e arranha-céus. A universidade observou que tais juntas poderiam apresentar resistência superior à do concreto monolítico. O cronograma para a adoção industrial ainda não foi especificado. A Universidade Estadual do Sul dos Urais relatou diversas iniciativas de pesquisa aplicada neste ano, enfatizando que essa técnica de soldagem ultrassônica poderia viabilizar o desenvolvimento de estruturas mais leves e resistentes.
O artigo "Universidade Estadual do Sul dos Urais e parceiros chineses dobram a resistência da solda usando tecnologia ultrassônica" foi publicado originalmente no Edinburgh Mail .