La espuma metálica compuesta (CMF) es una espuma formada por bolas metálicas huecas fabricadas con materiales como acero inoxidable o titanio incrustadas en una matriz metálica de acero, titanio, aluminio u otras aleaciones metálicas. Este material es ligero y resistente y se puede utilizar en áreas como alas de aviones, blindajes de vehículos y blindajes corporales humanos. Además, el CMF tiene mejores propiedades de aislamiento térmico en comparación con los metales y aleaciones tradicionales como el acero. La combinación de peso, resistencia y propiedades de aislamiento térmico significa que también se espera que el CMF se utilice para almacenar y transportar materiales nucleares, materiales peligrosos, explosivos y otros materiales sensibles al calor. Pero para realizar estas aplicaciones, los fabricantes necesitan soldar varias piezas de CMF. La tecnología de soldadura tradicional derretirá las burbujas, haciendo que CMF sea más ideal.

Los investigadores ahora han demostrado que una técnica de soldadura por inducción que se basa en campos electromagnéticos puede soldar CMF sin dañar las burbujas de aire en la espuma. Esta ilustración muestra cómo funciona. Tenga en cuenta que CMF está lo suficientemente frío como para tocarlo con la mano, a solo unos centímetros del punto de soldadura. Fuente: Afsaneh Rabiei, Universidad Estatal de Carolina del Norte

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han descubierto un nuevo método para soldar espuma metálica compuesta (CMF) que mantiene sus propiedades livianas, resistentes y térmicamente aislantes, que son críticas para muchas aplicaciones.

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han encontrado una técnica de soldadura que se puede utilizar para unir piezas de espuma metálica compuesta (CMF) sin comprometer las propiedades que hacen del CMF un material ideal. CMF es liviano, resistente y aísla eficazmente las altas temperaturas, por lo que se espera que se utilice ampliamente en diversos campos.

CMF es una espuma que consta de esferas metálicas huecas hechas de materiales como acero inoxidable o titanio incrustadas en una matriz metálica de acero, titanio, aluminio u otras aleaciones metálicas. Este material es ligero y resistente y se puede utilizar en áreas como alas de aviones, blindajes de vehículos y blindajes corporales humanos.

Además, el CMF tiene mejores propiedades de aislamiento térmico en comparación con los metales y aleaciones tradicionales como el acero. La combinación de peso, resistencia y propiedades de aislamiento térmico significa que también se espera que el CMF se utilice para almacenar y transportar materiales nucleares, materiales peligrosos, explosivos y otros materiales sensibles al calor.

Sin embargo, para lograr estas aplicaciones, los fabricantes necesitan soldar varias piezas CMF entre sí. Esto plantea un problema. "La soldadura por fusión tradicional utiliza un relleno para unir dos piezas de metal", dijo Afsaneh Rabiei, autora correspondiente del nuevo artículo de investigación y profesora del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Esto es problemático porque el metal que fusiona las dos piezas de CMF es sólido, por lo que al carecer de las propiedades ideales del CMF en ambos lados, cualquier método de soldadura que utilice calentamiento directo del metal fundido hará que algunos de los poros del CMF se llenen, afectando así su rendimiento. En resumen, esto significa que la mayoría de las formas de soldadura convencional no funcionarán bien con espuma metálica".

Sin embargo, los investigadores han encontrado ahora un método de soldadura que funciona extremadamente bien. Conocida como soldadura por inducción, utiliza una bobina de inducción para generar un campo electromagnético que calienta el metal para soldarlo.

"Debido a que el CMF es sólo 30-35% metálico, el campo electromagnético puede penetrar profundamente en el material, permitiendo una buena soldadura", dijo Rabiei. "Las bolsas de aire que constituyen el 65-70% restante del CMF sirven para aislar el material del calor. De esta manera, la soldadura por inducción calienta el área objetivo donde se unen las dos piezas de CMF, pero evita que el calor se propague hacia afuera desde la conexión. Esto ayuda a mantener las propiedades del CMF".

"Este es un importante paso adelante, ya que las propiedades del CMF lo hacen atractivo en una amplia gama de aplicaciones, pero debe haber una manera de soldar piezas de CMF sin comprometer las propiedades que lo hacen atractivo".

El artículo, titulado "Estudio sobre soldadura de metales porosos y espumas metálicas", se publicó recientemente en la revista Advanced Engineering Materials.

Fuente compilada: ScitechDaily