美大学与麦格纳等合作测试新型焊接工艺 设计更耐用汽车金属接头

盖世汽车讯 据外媒报道，美国伍斯特理工学院（Worcester Polytechnic Institute，WPI）的Adam Powell教授正与美国国家实验室以及一家全球汽车零部件供应商合作，测试一种新型焊接方式，可能可以让光金属合金连接处更能抵抗盐雾等东西的腐蚀，从而在未来设计出更耐用的下一代汽车金属接头，此类汽车金属接头通常用于超轻质的汽车车门和其他车身应用。

Adam Powell是伍斯特理工学院机械工程系的副教授，获得了美国能源部能效和可再生能源汽车技术办公室（Department of Energy’s Office of Energy Efficiency and Renewable Energy’s Vehicle Technologies Office）为该项研究提供的150万美元、为期三年的资助。作为牵头机构，WPI会获得75万美元的资金，而橡树岭国家实验室（ORNL）和太平洋西北国家实验室（PNNL）会瓜分剩余资金。麦格纳公司也会以非现金方式，为该项目提供时间和材料帮助。

Powell教授表示，汽车行业正寻求减少汽车和卡车的重量，同时要维持汽车的使用寿命。实现该目标的方法之一是使用先进的轻质材料，如铝和镁合金。研究人员目前正在测试一种新型焊接方法 - 摩擦搅拌焊，看看是否可以减少铝镁合金接头处的腐蚀。目前，任何不同金属间直接接触的接头都容易受到接触腐蚀（galvanic corrosion）的影响。

根据该项研究计划，全球出行技术公司兼轻量化汽车结构领域的领军企业麦格纳将向负责焊接材料的PNLL提供铝和镁金属。然后，PNNL将焊接好的部件运到WPI，由WPI进行腐蚀和机械测试。随后，WPI将大部分的测试样品寄到ORNL，后者负责对焊接接头进行高级分析。之后，WPI会进行计算机模拟，Powell教授表示：“试图了解腐蚀与机械断裂如何一起发挥作用。”

目前，WPI正在实验室利用一种称为循环腐蚀试验箱（cyclic corrosion test chamber）的设备进行一系列试验，该试验箱大约3英尺高，类似于一个日光浴床。Powell教授与研究组将焊接接头较小的部分（看起来像餐烛）排列好，放在试验箱中。然后，将此类焊接接头暴露在各种腐蚀性的环境中，如盐雾、高达140华氏度的高温以及高湿度环境中。

Powell教授表示：“我们将焊接接头暴露在各种环境中，加速腐蚀过程，模拟车辆的生命周期，正是在不同环境中才导致腐蚀加速。WPI的目标是利用计算机模拟，显示此类焊接接头即使在新英格兰地区的严酷冬季，还是能够持续使用20年。”

然后，汽车公司可以利用模拟进行虚拟实验，预测汽车在15至20年使用寿命期间的腐蚀情况。基于经过验证的模型，研究人员可以设计出低成本、坚固的焊接接头，以用于超轻质车门以及多种车身应用。

在研究的第一年，Powell和同事将在试验箱中，了解镁和铝扩散结合接头的腐蚀行为。在第二年，他们计划在计算机上模拟摩擦搅拌焊制成的接头的腐蚀和机械断裂情况。在最后一年，他们希望制造出更加精确的模型。

Powell和研究小组进行该项研究的目的是表明，新型焊接工艺可以制成由两件不同金属打造的耐用部件，从而带来很多好处，如让车辆更轻、减少汽油动力汽车的燃油消耗、增长电动汽车的续航里程等。（文中图片均来自伍斯特理工学院）