Una aleación de aluminio desarrollada en la década de 1940 ha sido prometedora durante mucho tiempo para su uso en la fabricación de automóviles, excepto por un obstáculo clave. Aunque es casi tan fuerte como el acero y solo pesa un tercio, es casi imposible soldar juntos usando la técnica comúnmente utilizada para ensamblar paneles de carrocería o partes de motor.

Eso es porque 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 da como resultado grietas a lo largo de la soldadura.

Ahora, Los ingenieros de la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA han desarrollado una forma de soldar la aleación, conocido como AA 7075. La solución:infundir nanopartículas de carburo de titanio (partículas tan pequeñas que se miden en unidades equivalentes a una milmillonésima parte de un metro) en 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 Comunicaciones de la naturaleza .

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 piezas de aviones y automóviles, tiene una resistencia a la tracción de 186 megapascales en uniones soldadas.) Y según el estudio, tratamientos térmicos post-soldadura, podría aumentar aún más la resistencia de las juntas AA 7075, hasta 551 megapascales, que es comparable al acero.

Porque es fuerte pero ligero AA 7075 puede ayudar a aumentar la eficiencia del combustible y la batería de un vehículo, por lo que ya se utiliza a menudo para formar fuselajes y alas de aviones, donde el material generalmente está unido por pernos o remaches en lugar de soldado. La aleación también se ha utilizado para productos que no requieren unión, como marcos de teléfonos inteligentes y mosquetones de escalada.

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 producidos en masa como automóviles o bicicletas, donde las piezas a menudo se ensamblan juntas, "dijo Xiaochun Li, Raytheon Professor of Manufacturing de UCLA e investigador principal del estudio. "Las empresas podrían utilizar los mismos procesos y equipos que ya tienen para incorporar esta aleación de aluminio superresistente en sus procesos de fabricación, y sus productos podrían ser más ligeros y energéticamente más eficientes, sin dejar de retener 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 con infusión de nanopartículas también podrían facilitar la unión de otros metales y aleaciones de metales difíciles de soldar.