La soldadura por arco y la fabricación de aditivos son muy importantes para crear componentes metálicos grandes de forma relativamente económica y rápida.
Una nueva investigación dirigida por el profesor Hongbiao Dong del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Leicester ha demostrado cómo optimizar este proceso para mejorar la eficiencia y el costo.
La investigación, que fue una colaboración entre la Universidad de Leicester, la Universidad Tecnológica de Delft, Diamond Light Source, University College Dublin y TATA Steel Research UK, se publicó recientemente en Comunicaciones de la naturaleza .
Explora el comportamiento del flujo interno en la fabricación aditiva de metales y soldadura por arco, el proceso de soldadura más utilizado en la fabricación moderna.
El trabajo se centró en examinar las piscinas de fusión que se crean durante el proceso de soldadura.
Para hacer esto, el equipo insertó pequeñas partículas de tungsteno y tántalo en el grupo de fusión. Debido a sus altos puntos de fusión, las partículas permanecieron sólidas en el grupo de fusión el tiempo suficiente para que puedan rastrearse utilizando rayos intensos de rayos X.
Los rayos X se generaron usando el acelerador de partículas de sincrotrón en Diamond Light Source, que es la instalación nacional de luz de sincrotrón del Reino Unido. Beamline I12 fue seleccionado para esta investigación debido a su capacidad especializada en imágenes de alta energía y alta velocidad en miles decuadros por segundo.
Usando Beamline I12, los investigadores pudieron crear películas de alta velocidad que muestran cómo la tensión superficial afecta la forma del baño de fusión de soldadura y su velocidad y patrones de flujo asociados. Los resultados mostraron, por primera vez, que el flujo de fusiónel comportamiento es similar al que anteriormente solo se veía a través de simulaciones por computadora.
Los resultados revelaron que la soldadura por arco se puede optimizar controlando el flujo del baño de fusión y cambiando los elementos activos asociados en la superficie.
El profesor Dong dijo: "Comprender lo que le sucede al líquido en las piscinas de fusión durante la soldadura y la fabricación de aditivos a base de metal sigue siendo un desafío. Los resultados nos ayudarán a diseñar y optimizar los procesos de soldadura y fabricación de aditivos para fabricar componentes con propiedades mejoradas a uncosto reducido.
"La soldadura es la forma más económica y efectiva de unir metales de forma permanente, y es un componente vital de nuestra economía de fabricación"
El Dr. Thomas Connolley, científico principal de Beamline para I12 en Diamond Light Source comentó: "El equipo de I12 estuvo muy involucrado en el experimento. La línea de luz fue diseñada teniendo en cuenta estos desafiantes experimentos in situ y estoy muy contento de haber ayudadocomprensión avanzada de la fabricación aditiva y la soldadura, dada su importancia tecnológica "
Se estima que más del 50% de los productos globales domésticos y de ingeniería contienen uniones soldadas. En Europa, la industria de la soldadura ha apoyado tradicionalmente a un conjunto diverso de empresas en los sectores de construcción naval, oleoductos, automoción, aeroespacial, defensa y construcción. Ingresos deLos mercados de equipos de soldadura y consumibles alcanzaron 3.500 millones de euros en Europa en 2017.
Los resultados ayudarán con el futuro diseño y optimización del proceso de soldadura y fabricación aditiva, y tendrán un impacto importante y de gran alcance.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Leicester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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