MOSCOU, Russie / EuroWire.IO / – Des chercheurs russo-chinois ont mis au point une méthode de soudage par ultrasons qui double la résistance mécanique des assemblages métalliques. De plus, cette approche augmente la durée de vie des composants soudés de 1,9 fois. Le projet a été mené par des scientifiques de l'Université d'État de l'Oural du Sud à Tcheliabinsk, en collaboration avec leurs collègues chinois. Les résultats ont été rapportés par TV BRICS, citant l'université. Cette technique est spécialement conçue pour l'assemblage de métaux aux propriétés différentes, tels que l'acier et l'aluminium.
L'assemblage de métaux dissemblables représente depuis longtemps un défi pour les ingénieurs. La formation de couches intermétalliques fragiles à l'interface de jonction entraîne souvent des fissures sous contrainte, fragilisant ainsi la structure. Cette méthode innovante vise à atténuer ce problème lors du soudage par points, un procédé courant pour l'assemblage de tôles métalliques dans les carrosseries de véhicules et autres ensembles. L'université a annoncé que ses résultats ont été publiés dans la revueEngineering Fracture Mechanics .
Ce nouveau procédé intègre des ondes ultrasoniques d'une puissance d'environ 1 200 watts au soudage par points traditionnel. Ces vibrations contribuent à affiner la structure cristalline dans la zone de soudure. Selon l'université, la taille des cristaux est réduite de près de cinq fois. Les cristaux obtenus sont plus petits et plus uniformes, contrairement aux cristaux grossiers. De plus, la méthode réduit de moitié l'épaisseur des couches intermétalliques fragiles à l'interface de la soudure.
Les ultrasons éliminent les bulles d'air pour améliorer la qualité des soudures
L'application d'ultrasons lors du soudage permet également d'éliminer les bulles d'air emprisonnées dans le métal. Il en résulte des soudures plus denses et présentant moins de défauts internes. Les tests ont révélé que la résistance des joints était doublée grâce à cette technique. La durée de vie des composants soudés a été améliorée de 90 %, soit 1,9 fois. Les scientifiques ont confirmé que ces soudures sont plus résistantes aux vibrations et aux contraintes mécaniques à long terme, sans risque de fissuration. Une telle durabilité est particulièrement importante pour les pièces utilisées dans les véhicules.
L'université n'a pas divulgué de valeurs de résistance précises ni de paramètres de test détaillés dans son communiqué. Les améliorations ont été décrites en termes relatifs. Les chercheurs ont souligné que cette méthode pourrait rendre les structures composées de métaux mixtes plus fiables. L'association de l'acier et de l'aluminium est courante pour réduire le poids tout en conservant la résistance. Cependant, la faiblesse des assemblages a toujours limité l'efficacité de ces conceptions. Ce projet a été mené en collaboration avec des experts chinois.
Impact potentiel sur les véhicules légers, les aéronefs et la construction
Les scientifiques estiment que cette technologie pourrait trouver des applications dans les secteurs de l'automobile , de l'aérospatiale et de la construction. Dans l'industrie automobile, elle pourrait faciliter l'assemblage de structures de sécurité en acier avec des portes, des capots et des ailes en aluminium. Des modèles hybrides plus légers permettraient aux voitures électriques d'atteindre une plus grande autonomie. Dans l'aviation, des cellules plus légères pourraient transporter davantage de passagers ou de fret, réduisant ainsi la consommation de carburant. La réduction du poids demeure un objectif crucial pour ces deux secteurs.
Dans le secteur de la construction, cette méthode de soudage pourrait être utilisée pour les assemblages métalliques de ponts et de gratte-ciel. L'université a souligné que de tels assemblages pourraient être plus robustes que les structures monolithiques en béton. Le calendrier de l'adoption industrielle de cette technologie n'a pas encore été précisé. L'Université d'État du Sud de l'Oural a annoncé plusieurs initiatives de recherche appliquée cette année. Elle a mis en avant le fait que cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de composants structurels plus légers et plus résistants.
L’article « La Russie et la Chine collaborent pour renforcer considérablement les joints métalliques grâce à la technologie de soudage par ultrasons » est paru initialement sur British Pioneer .