ロシア・モスクワ / AsiaWire.IO / – TV BRICSによると、ロシアと中国の科学者が開発した新しい超音波溶接技術は、金属接合部の耐久性を大幅に向上させ、部品の寿命を延ばすという。この技術革新は、南ウラル州立大学の研究者が中国の科学者と共同で開発した。同大学によると、この方法で製造された部品は、従来の方法に比べて1.9倍長持ちするという。この技術は、特に鋼鉄とアルミニウムなど、異種金属間の接合部を対象としている。
異なる金属を溶接すると、界面に脆い金属間化合物層が形成されることが多い。これらの層は通常、硬いが脆く、応力集中帯として接合部を弱体化させる可能性がある。このような弱点は、荷重下での早期破損につながる可能性がある。研究者たちは、この新しい技術によって、これらの層に関連する破壊リスクを最小限に抑えることを目指した。この研究は、ロシアのウラル地方チェリャビンスクにある大学で行われた。
スポット溶接では、約1,200ワットの出力を持つ超音波が照射される。これらの振動は溶接時に金属に影響を与え、結晶構造を微細化して結晶サイズを約5分の1に縮小することで、金属の内部構造を変化させる。10月初旬にチェリャビンスクのメディアが発表した初期の報道では、テレビのBRICS特集に先立ってこの研究が取り上げられていた。
精製により脆い層が減り、気泡が除去される。
このプロセスにより、接合部の脆い金属間化合物層の厚さが実質的に半減し、閉じ込められた気泡も除去されるため、より緻密で弾力性のある溶接部が得られます。試験の結果、接合部の強度が2倍になり、部品の寿命が90%向上したことが明らかになりました。研究チームは、これらの改善により、長期的な振動や機械的ストレスに対する耐性が向上する可能性があると指摘しています。
同大学によると、この方法で製造された接合部は、長期間にわたる連続的な振動力にもひび割れることなく耐えることができるという。このような耐久性は、車両、航空機、および繰り返し応力を受ける構造物に使用される部品にとって不可欠である。この研究結果は同大学によって発表され、TV BRICSを通じて広く発信されたが、商業化の具体的な時期については明らかにされなかった。
自動車および航空宇宙分野における潜在的な応用例
研究者たちは、この技術が自動車、航空宇宙、建設業界で有用であると考えている。鋼とアルミニウムの強固な接合部を作ることで、エンジニアは強度を損なうことなく軽量な構造物を開発できる。大学は例として、 電気自動車用の軽量ボディパネルを挙げた。航空分野では、アルミニウムと鋼の部品を接合することで、航空機の軽量化に貢献できる。
この研究は、材料および工学分野におけるロシアと中国の科学協力関係を強化するものです。異種金属間の接合部の改善は、より軽量で耐久性の高い製品の製造につながる可能性があります。研究者らによると、この手法は鋼鉄の強度とアルミニウムの軽量性を一体構造に組み合わせることで、より軽量でありながら強度のある設計を可能にするとのことです。
この記事「超音波溶接の進歩により、主要産業における金属接合部の性能が向上」は、UAE Gazette（UAEの日々の変化を記録する新聞）に最初に掲載されました。