美国研发新型焊接填充材料 可用于修复汽车钢部件

盖世汽车讯 据外媒报道，美国能源部与国防部（The U.S. Departments of Energy and Defense）合作研发了一系列焊接填充材料，可以显著改善对汽车、桥梁以及管道中高强度钢材的修复。此类新型焊丝能够帮助振兴美国老化的基础设施，在2021年，美国土木工程师协会（American Society of Civil Engineers）对此类基础设施的评级为C级。

研究人员在焊接室操控焊接工具（图片来源：美国能源部橡树岭国家实验室）

美国能源部橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）与美国陆军的该项发明能够让现场焊接不再需要成本高昂且费力的热处理过程，该过程通常用于减少残余应力与材料变形。该发明解决了钢焊接的一个主要问题，即当氢原子在焊接过程中进入金属时，会降低金属的延展性、韧性以及强度。随后，高拉伸残余应力会导致金属开裂。

ORNL荣誉退休研究员Stan David表示：“美国约80%的焊接结构由钢制成，因此我们创新研制的填充金属应用十分广泛。修补结构比替换结构更便宜，我们的填充材料提供高质量的焊接接头，让焊接结构在严苛的环境中延长使用寿命。该项发明能够每年为美国工业节省数亿至数十亿美元。”

如果采用更坚固的钢材来制造焊接结构，那么在材料制造和车辆操作过程中需要的钢材更少，从而可减轻重量、节省能源、降低二氧化碳排放，最终可以制成更省油的汽车、更轻的战斗车和支援车以及更耐用的燃料管道。不过，强钢特别容易发生因氢导致的开裂。

为了克服该挑战，ORNL和国防部前美国陆军坦克汽车研究、开发与工程中心（现为地面车辆系统中心）的科学家合作研发了一种具有独特化学成分的合金，能够连接强钢的同时减少残余应力。