모스크바, 러시아 / AsiaWire.IO / – TV BRICS에 따르면, 러시아와 중국 과학자들이 개발한 새로운 초음파 용접 기술은 금속 접합부의 내구성을 크게 향상시키고 부품의 수명을 연장합니다. 이 혁신적인 기술은 남우랄 주립대학교 연구진이 중국 과학자들과 공동으로 개발했습니다. 대학 측은 이 기술을 사용하여 생산된 부품의 수명이 1.9배 더 길다고 밝혔습니다. 이 기술은 특히 강철과 알루미늄처럼 서로 다른 금속 간의 접합부에 효과적입니다.
서로 다른 금속을 용접할 때 접합면에 취성이 강한 금속간 화합물 층이 형성되는 경우가 많습니다. 이러한 층은 일반적으로 단단하지만 깨지기 쉬우며, 응력 집중 영역으로 작용하여 접합부를 약화시킬 수 있습니다. 이러한 약점은 하중을 받을 때 조기 파손으로 이어질 수 있습니다. 연구진은 새로운 기술을 통해 이러한 금속간 화합물 층과 관련된 파손 위험을 최소화하는 것을 목표로 삼았습니다. 이 연구는 러시아 우랄 지역 첼랴빈스크에 위치한 대학에서 수행되었습니다.
점용접 과정에서 약 1,200와트의 초음파가 사용됩니다. 이 진동은 용접 부위가 형성되는 동안 금속에 영향을 미쳐 결정 구조를 미세화하고 결정 크기를 거의 5배까지 줄임으로써 내부 구조를 변화시킵니다. 10월 초 첼랴빈스크 지역 언론에서 보도된 초기 기사들은 TV BRICS 특집 방송에 앞서 이 연구를 다뤘습니다.
정제 과정을 통해 취성층이 줄어들고 기포가 제거됩니다.
이 공정은 접합부의 취성 금속간 화합물 층의 두께를 효과적으로 절반으로 줄이고, 내부에 갇힌 기포를 제거하여 더욱 치밀하고 탄력적인 용접부를 만들어냅니다. 시험 결과, 접합 강도가 두 배로 증가하고 부품의 수명은 90% 연장된 것으로 나타났습니다. 연구팀은 이러한 개선을 통해 장기간의 진동 및 기계적 스트레스에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다고 밝혔습니다.
해당 대학은 이 방법으로 제작된 접합부가 균열 없이 장기간 지속적인 진동력을 견딜 수 있다고 밝혔습니다. 이러한 내구성은 차량, 항공기 및 반복적인 하중을 받는 구조물에 사용되는 부품에 필수적입니다. 이 연구 결과는 대학에서 발표하고 TV BRICS를 통해 전파되었지만, 상용화 시기에 대한 구체적인 일정은 제시되지 않았습니다.
자동차 및 항공우주 분야에서의 잠재적 응용 가능성
연구진은 이 기술이 자동차 , 항공우주 및 건설 산업에서 유용할 것으로 보고 있습니다. 견고한 강철-알루미늄 접합부를 만들면 엔지니어는 강도를 저하시키지 않고 더 가벼운 구조물을 개발할 수 있습니다. 대학 측은 전기 자동차 용 경량 차체 패널을 예로 들었습니다. 항공 분야에서는 알루미늄과 강철 부품을 연결함으로써 항공기 무게를 줄일 수 있습니다.
이번 연구는 재료 및 공학 분야에서 러시아와 중국 간의 과학 협력을 강화합니다. 서로 다른 금속 간의 접합부 개선은 더 가볍고 내구성이 뛰어난 제품 생산으로 이어질 수 있습니다. 연구진에 따르면, 이 방법은 강철의 강도와 알루미늄의 경량성을 결합하여 일체형 구조를 만들어냄으로써 더 가볍지만 강한 설계를 가능하게 합니다.
"초음파 용접 기술의 발전으로 주요 산업 분야에서 금속 접합 성능이 향상되었습니다"라는 제목의 게시물이 UAE Gazette(UAE의 일일 변화 기록)에 처음으로 게재되었습니다.