A espuma metálica composta (CMF) é uma espuma formada por esferas metálicas ocas feitas de materiais como aço inoxidável ou titânio embutidas em uma matriz metálica feita de aço, titânio, alumínio ou outras ligas metálicas. Este material é leve e forte e pode ser usado em áreas como asas de aeronaves, blindagem de veículos e blindagem corporal humana. Além disso, o CMF possui melhores propriedades de isolamento térmico em comparação com metais e ligas tradicionais, como o aço. A combinação de peso, resistência e propriedades de isolamento térmico significa que o CMF também deverá ser utilizado para armazenar e transportar materiais nucleares, materiais perigosos, explosivos e outros materiais sensíveis ao calor. Mas para realizar essas aplicações, os fabricantes precisam soldar diversas peças CMF juntas. A tecnologia de soldagem tradicional derreterá as bolhas, tornando o CMF mais ideal.

Os pesquisadores demonstraram agora que uma técnica de soldagem por indução que depende de campos eletromagnéticos pode soldar CMF sem danificar as bolhas de ar na espuma. Esta ilustração mostra como funciona. Observe que o CMF é frio o suficiente para ser tocado manualmente, a apenas alguns centímetros de distância do ponto de solda. Fonte: Afsaneh Rabiei, Universidade Estadual da Carolina do Norte

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte descobriram um novo método de soldagem de espuma metálica composta (CMF) que mantém suas propriedades leves, fortes e de isolamento térmico, que são críticas para muitas aplicações.

Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte descobriram agora uma técnica de soldagem que pode ser usada para unir peças de espuma metálica composta (CMF) sem comprometer as propriedades que tornam o CMF um material ideal. O CMF é leve, forte e isola eficazmente altas temperaturas, por isso espera-se que seja amplamente utilizado em vários campos.

CMF é uma espuma que consiste em esferas metálicas ocas feitas de materiais como aço inoxidável ou titânio embutidas em uma matriz metálica feita de aço, titânio, alumínio ou outras ligas metálicas. Este material é leve e forte e pode ser usado em áreas como asas de aeronaves, blindagem de veículos e blindagem corporal humana.

Além disso, o CMF possui melhores propriedades de isolamento térmico em comparação com metais e ligas tradicionais, como o aço. A combinação de peso, resistência e propriedades de isolamento térmico significa que o CMF também deverá ser utilizado para armazenar e transportar materiais nucleares, materiais perigosos, explosivos e outros materiais sensíveis ao calor.

No entanto, para alcançar essas aplicações, os fabricantes precisam soldar diversas peças CMF juntas. Isso traz um problema. “A soldagem por fusão tradicional usa um enchimento para unir duas peças de metal”, disse Afsaneh Rabiei, autor correspondente do novo artigo de pesquisa e professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade Estadual da Carolina do Norte. "Isso é problemático porque o metal que funde as duas peças do CMF é sólido, portanto, na falta das propriedades ideais do CMF em ambos os lados, qualquer método de soldagem que utilize aquecimento direto do metal fundido fará com que alguns dos poros do CMF sejam preenchidos, afetando assim seu desempenho. Em suma, isso significa que a maioria das formas de soldagem convencional não funcionará bem com espuma metálica."

No entanto, os pesquisadores descobriram agora um método de soldagem que funciona extremamente bem. Conhecida como soldagem por indução, utiliza uma bobina de indução para gerar um campo eletromagnético que aquece o metal para soldá-lo.

“Como o CMF é apenas 30-35% metálico, o campo eletromagnético é capaz de penetrar profundamente no material, permitindo uma boa soldagem”, disse Rabiei. "As bolsas de ar que constituem os 65-70% restantes do CMF servem para isolar o material do calor. Dessa forma, a soldagem por indução aquece a área alvo onde as duas peças do CMF são unidas, mas evita que o calor se espalhe para fora da conexão. Isso ajuda a manter as propriedades do CMF."

"Este é um avanço importante, pois as propriedades do CMF o tornam atraente em uma ampla gama de aplicações, mas deve haver uma maneira de soldar as peças do CMF sem comprometer as propriedades que o tornam atraente."

O artigo, intitulado "Estudo sobre soldagem de metais porosos e espumas metálicas", foi publicado recentemente na revista Advanced Engineering Materials.

Fonte compilada: ScitechDaily