MADRID, 28 Ene. (EUROPA PRESS) -
Una aleación de aluminio desarrollada en la década de 1940 ha sido durante mucho tiempo una promesa para su uso en la fabricación de automóviles, a excepción de un obstáculo clave.
Aunque es casi tan fuerte como el acero y solo un tercio del peso, es casi imposible de soldar juntos usando la técnica comúnmente utilizada para ensamblar paneles de carrocería o piezas de motores.
Esto se debe a que cuando la aleación se calienta durante la soldadura, su estructura molecular crea un flujo desigual de sus elementos constituyentes (aluminio, zinc, magnesio y cobre), lo que genera grietas a lo largo de la soldadura.
Ahora, los ingenieros de la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA (Universidad de California en Los Ángeles) han desarrollado una forma de soldar la aleación, conocida como AA 7075. La solución: infundir nanopartículas de carburo de titanio, --partículas tan pequeñas que se miden en unidades equivalentes a una mil millonésima parte de un metro-- en los alambres de soldadura AA 7075, que se utilizan como material de relleno entre las piezas que se unen. Un artículo que describe el avance fue publicado en Nature Communications.
Usando el nuevo enfoque, los investigadores produjeron uniones soldadas con una resistencia a la tracción de hasta 392 megapascales. (En comparación, una aleación de aluminio conocida como AA 6061 que se usa ampliamente en aeronaves y partes de automóviles, tiene una resistencia a la tracción de 186 megapascales en uniones soldadas). Y según el estudio, los tratamientos térmicos posteriores a la soldadura podrían aumentar aún más la resistencia de juntas AA 7075, hasta 551 megapascales, que es comparable al acero.
Debido a que es fuerte pero ligero, el AA 7075 puede ayudar a aumentar la eficiencia del combustible y la batería de un vehículo, por lo que ya se usa a menudo para formar fuselajes y alas de aviones, donde el material generalmente está unido por pernos o remaches en lugar de soldados. La aleación también se ha utilizado para productos que no requieren unirse, como marcos de teléfonos inteligentes y mosquetones de escalada en roca.
Pero la resistencia de la aleación a la soldadura, específicamente, al tipo de soldadura utilizada en la fabricación de automóviles, ha impedido que se adopte ampliamente.
"La nueva técnica es solo un simple giro, pero podría permitir el uso generalizado de esta aleación de aluminio de alta resistencia en productos de producción masiva como automóviles o bicicletas, donde las piezas a menudo se ensamblan", dijo Xiaochun Li, investigador principal del estudio, en un comunicado.
"Las compañías podrían usar los mismos procesos y equipos que ya tienen para incorporar esta aleación de aluminio súper fuerte en sus procesos de fabricación, y sus productos podrían ser más ligeros y más eficientes energéticamente, al mismo tiempo que conservan su fuerza".
Los investigadores ya están trabajando con un fabricante de bicicletas en prototipos de cuadros de bicicletas que usarían la aleación; y el nuevo estudio sugiere que los alambres de relleno infundidos con nanopartículas también podrían facilitar la unión de otros metales y aleaciones metálicas difíciles de soldar.
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