环保飞行即将到来。在世界各地,研究人员正在开发新技术来实现这一目标。发展的重点之一是将来在飞机上使用氢动力发动机的想法。但是,飞机公司面临着储存这种能源的挑战。氢气在冷却到零下253摄氏度时会变成液体,只有这样氢才可以用作所谓的低温燃料。在如此低的温度下,飞机中的油箱和管道系统都必须绝对密封。已经开发出一种创新的新型焊接工艺来帮助您:电磁脉冲焊接。德累斯顿弗劳恩霍夫材料与梁技术研究所IWS的研究人员现已证明,这种连接技术可生产出极具弹性的金属混合接头,适用于低温应用。
Fraunhofer IWS的科学家在慕尼黑工业大学为研究中子源Heinz Maier-Leibnitz(FRM II)提供了由铜,高等级钢和铝制成的特殊部件,用于其低温恒温器-能够保持极低温度的冷却系统温度。到目前为止,该组件必须通过复杂的过程来生产,该过程涉及多个激光束焊接接缝,其他连接元件以及铜焊或电子束焊接接缝。弗劳恩霍夫弗劳恩霍夫材料与束技术研究所IWS的设计和特殊工艺部门经理Markus Wagner博士解释说:“但是,稳定性和密封性还是存在问题。” 磁脉冲法在短短几秒钟内即可产生更紧密的接头。这些接头在低至零下270摄氏度的极低温度下以及在存在极端温差的地方均能可靠地发挥作用。接头处还会产生重叠,从而提供更高的稳定性。
慕尼黑工业大学的研究人员先前采用的技术属于熔融焊接工艺。金属被融合在一起以在它们之间形成接合点。但是,这些方法依赖于具有相似熔点的金属。这是物质开始融合的温度。正如慕尼黑工业大学研究中子源Heinz Maier-Leibnitz(FRM II)的样品环境负责人JürgenPeters博士所解释的那样:“当我们试图在具有非常不同的聚变温度或当与铝或铜或高级钢混合在一起时,会变得极脆。例如,由我们弗劳恩霍夫IWS合作伙伴提供的电磁脉冲方法焊接的样品通过了密封性测试。”
快速,经济高效的加盟
德累斯顿的科学家们多年来一直在研究一种新的方法。这些材料不需要融合。Markus Wagner研究小组的电磁脉冲焊接专家JörgBellmann解释说:“电磁脉冲焊接不是基于高热量输入。该过程主要取决于连接伙伴之间的高压。” 当过程开始时,连接伙伴之间的距离为一分之一半半毫米。磁场使两个伙伴之一加速。在此过程的其余部分中,金属会与明亮的闪光灯高速碰撞-每秒200至300米。然后在接合表面上产生高压,这最终将两种金属焊接在一起。同样在Fraunhofer IWS开发的一种测量系统,
液态氢工艺得分很高
电磁脉冲焊接的巨大优势:它可以将迄今为止不可能或很难焊接的金属结合在一起-在液态氢应用中尤其重要。导热性差的材料(例如高档钢)必须与轻质的建筑材料(例如铝)结合在一起。现在,新过程使这成为可能。瓦格纳说:“温度只有在边界表面上才真正变热。” 据说该过程快速且具有成本效益,并且能够生产出始终如一的高质量接头。Bellmann补充说:“我们也可以采用这种方法来组合极薄的壁构件。”
新工艺不仅具有飞机制造的潜力,还具有潜力。它在连接区域的良好电导率也使其成为电动汽车行业和电子制造行业中的一个有吸引力的提议。贝尔曼说:“这种焊接技术还将为太空旅行创造新的可能性。”