Una asociación liderada por WMG en la Universidad de Warwick, con el Institut Laue-Langevin (ILL), Tata Steel, y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) está utilizando una corriente de neutrones del reactor nuclear de ILL en un nuevo proyecto para examinar las soldaduras críticas para la seguridad en automóviles fabricados con acero al boro.

El acero al boro endurecido a presión es un acero de ultra alta resistencia que se utiliza en una variedad de industrias, con una aplicación particularmente importante en la industria del automóvil. Una gran proporción de fabricantes de automóviles utiliza acero al boro para componentes estructurales y sistemas anti-intrusión en automóviles. ya que proporciona alta resistencia y potencial de ahorro de peso, permitiendo coches más fuertes pero más ligeros, con mayor seguridad para los pasajeros.

En la industria automotriz, un método de unión importante para componentes de acero al boro es la "soldadura por puntos de resistencia", con varios miles de soldaduras en un solo automóvil. La soldadura por puntos expone la hoja de acero al boro directamente debajo de los electrodos "a temperaturas muy altas, haciendo que el metal exceda la temperatura de fusión y luego solidifique rápidamente al enfriarse. Esto da como resultado una zona afectada por el calor, donde el material circundante se contrae y sus microestructuras se alteran.

El Dr. Darren Hughes, uno de los investigadores de WMG en el proyecto, dijo:

"Los fabricantes y diseñadores de automóviles quieren comprender los efectos exactos que tiene la soldadura por puntos en el acero al boro, ya que las zonas afectadas por el calor pueden presentar una dureza reducida, lo que a su vez puede reducir la resistencia de los componentes. Sin embargo, la mayoría de los métodos de escaneo convencionales tendrán dificultades para penetrar en un material tan fuerte y desafiante, por lo que decidimos buscar una asociación con una instalación de investigación que podría darnos acceso a medios más poderosos para realizar pruebas no destructivas:un haz dirigido de haces de neutrones generados por un reactor nuclear "

El equipo de investigación de WMG en la Universidad de Warwick formó una colaboración entre el Institut Laue-Langevin (ILL), Tata Steel, y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido (EPSRC). La asociación ahora ha comenzado a usar neutrones generados por el reactor de ILL en su línea de luz SALSA (analizador de deformación para aplicaciones a gran escala) para examinar las soldaduras en acero al boro y ya están obteniendo datos útiles debido a la capacidad del haz de neutrones para penetrar materiales pesados ​​como el boro. acero, y la excelente resolución que proporciona.

Becario de investigación de WMG Dr. Neill Raath, el investigador principal del proyecto, dijo:

"Nuestro estudio determinó por primera vez una fuerte correlación entre la dureza reducida en las zonas afectadas por el calor de las soldaduras por puntos de acero al boro y el aumento de la tensión residual. Los hallazgos han indicado la necesidad de desarrollar nuevos métodos de soldadura que no tengan el mismo impacto dañino en la mecánica. propiedades como soldadura por puntos, especialmente porque no se puede hacer nada para evitar el revenido cuando se utiliza soldadura por puntos en acero al boro.

Nuestro estudio ha demostrado la necesidad de aplicar métodos de soldadura alternativos que puedan alargar la vida útil del acero al boro ampliamente utilizado a su máximo potencial. Con varios miles de soldaduras en un solo automóvil, El trabajo futuro sobre técnicas de soldadura con aporte mínimo de calor y tratamientos de soldadura por puntos permitirán que los componentes de acero al boro de los automóviles mantengan su dureza y eviten la tensión residual. En tono rimbombante, En última instancia, esto proporcionará seguridad de primer nivel a los pasajeros en vehículos más fuertes pero más livianos.

El siguiente paso es utilizar la misma tecnología para desarrollar métodos que puedan evadir este problema. Esto incluirá soldadura por pulsos magnéticos, que no usa calor y, como tal, no causa una zona afectada por el calor, y tratamiento térmico posterior a la soldadura, que revierte la reducción de dureza provocada por la soldadura por puntos. Esto será de particular importancia para las industrias que utilizan acero al boro, como la industria automotriz ".

Dr. Thilo Pirling, el científico de ILL que dirige el equipo SALSA de ILL, dijo:

"La línea de luz SALSA es un instrumento muy adecuado para este estudio, ya que se especializa en determinar tensiones residuales en una amplia gama de materiales de ingeniería, incluidos los aceros. También permite colocar estructuras más grandes dentro de la línea de luz. En este caso, la naturaleza no destructiva de la técnica permitió analizar de forma eficaz la correlación de intereses, ya que los perfiles de dureza podrían determinarse en la misma soldadura después de las pruebas de difracción de neutrones para la tensión residual ".