Uma liga de alumínio desenvolvida na década de 1940 é há muito tempo promissora para uso na fabricação de automóveis, exceto por um obstáculo importante. Embora seja quase tão forte quanto o aço e apenas um terço do peso, é quase impossível soldar usando a técnica comumente usada para montar painéis de carroceria ou peças de motor.

Isso porque quando a liga é aquecida durante a soldagem, sua estrutura molecular cria um fluxo desigual de seus elementos constituintes - alumínio, zinco, magnésio e cobre - o que resulta em rachaduras ao longo da solda.

Agora, engenheiros da Escola de Engenharia UCLA Samueli desenvolveram uma maneira de soldar a liga, conhecido como AA 7075. A solução:infundir nanopartículas de carboneto de titânio - partículas tão pequenas que são medidas em unidades iguais a um bilionésimo de metro - em fios de solda AA 7075, que são usados ​​como material de enchimento entre as peças a serem unidas. Um artigo descrevendo o avanço foi publicado em Nature Communications .

Usando a nova abordagem, os pesquisadores produziram juntas soldadas com resistência à tração de até 392 megapascais. (Por comparação, uma liga de alumínio conhecida como AA 6061 que é amplamente utilizada em peças de aeronaves e automóveis, tem uma resistência à tração de 186 megapascais em juntas soldadas.) E de acordo com o estudo, tratamentos térmicos pós-soldagem, poderia aumentar ainda mais a resistência das juntas AA 7075, até 551 megapascals, que é comparável ao aço.

Porque é forte, mas leve, AA 7075 pode ajudar a aumentar a eficiência de combustível e bateria de um veículo, por isso já é frequentemente usado para formar fuselagens e asas de aviões, onde o material é geralmente unido por parafusos ou rebites em vez de soldado. A liga também tem sido usada para produtos que não requerem junção, como armações de smartphone e mosquetões de escalada.

Mas a resistência da liga à soldagem, especificamente, ao tipo de solda usada na fabricação de automóveis, impediu que fosse amplamente adotado.

"A nova técnica é apenas um toque simples, mas poderia permitir o uso generalizado desta liga de alumínio de alta resistência em produtos produzidos em massa, como carros ou bicicletas, onde as peças são frequentemente montadas juntas, "disse Xiaochun Li, Raytheon, da UCLA, professor de manufatura e principal investigador do estudo. “As empresas poderiam usar os mesmos processos e equipamentos de que já dispõem para incorporar esta liga de alumínio super-forte em seus processos de fabricação, e seus produtos podem ser mais leves e mais eficientes em termos de energia, enquanto ainda retém sua força. "

Os pesquisadores já estão trabalhando com um fabricante de bicicletas no protótipo de quadros de bicicletas que usariam a liga; e o novo estudo sugere que fios de preenchimento com infusão de nanopartículas também podem facilitar a união de outros metais e ligas metálicas difíceis de soldar.