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新焊接技術出現,鋁合金車架再突破!

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美國,洛杉磯(Los Angeles)-UCLA一團隊研發出應用於高強度鋁合金的新焊接技術,這項技術能夠焊接AA7075鋁合金,讓鋁合金車架有了全新突破!這樣高強度又輕的車架便能和碳纖車架比拼,這是否也預言著新一代電動登山車即將來臨?

新焊接技術出現,鋁合金車架再突破!
研究生(左起)Maximilian Sokoluk、實驗室機械工程師Travic Widick及李曉春(音譯)教授與AA7075鋁合金自行車架原型合影。照片來源/ULCA

7075系列的鋁合金是廣泛應用在自行車產業的原料,其韌性和重量一直都是許多零件的首要考量。不過卻沒辦法應用在車架上,因為此系列屬不可焊接的鋁合金。多虧了ULCA團隊的努力,現在這點將被改變。他們的新技術能夠讓高強度鋁合金被更廣泛地應用在高端自行車、電動登山車和載貨自行車上。

相分離

Xiaochun Li教授與其團隊來自UCLA的機械與航太工程系(Department of Mechanical and Aerospace Engineering),他們找到一個簡單聰明又有效的方式來解決焊接7075鋁合金遇到的問題。當金屬加熱後,之中的鋁、鋅、鎂、銅流動不均,這現象被稱為「相分離」(phase segregation),導致會沿著焊縫出現裂痕。

TiC奈米粒子填充棒

他們團隊研發出來的技術是以TiC(碳化鈦)奈米粒子填充棒的應用為基礎,可避免7075/7050鋁合金焊接時常產生的熱裂紋。其焊接接頭有很高的強度,抗拉強度可達392 Mpa,相較之下,常見的6061鋁合金強度僅達186 Mpa。此外,據說焊後熱處理可將7075鋁合金的強度提升到551Mpa,相當於鋼鐵的強度了。

這項新技術的應用不需額外的投資,據李教授表示,現有的焊接工具便能運用TiC奈米粒子填充棒。

與碳纖競爭

AA7075鋁合金的強度近乎等同於鋼鐵,但是重量只有三分之一。這對自行車產業來說是一大福音,因為它可被應用於像是公路車、電動自行車等類別,更輕的重量也代表能源消耗更低。據李教授表示,新技術不僅縮小了AL6061鋁合金和碳纖車架之間的差距,也讓自行車產業的碳纖技術多了個競爭對手。

 

資料參考:UCLA www.newatlas.com

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