Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kompozit metal köpük (CMF) maddesi üzerinde çalıştılar. Bu maddenin asıl özelliklerini bozmadan sahip olduğu bileşenlerini birbirine kaynaştırmak için kullanılabilecek bir kaynak yöntemi keşfetti. Yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyetleri ve güçleri nedeniyle CMF’ler çok çeşitli uygulamalar için büyük bir potansiyel sergiliyor.
CMF’ler çelik, titanyum, alüminyum veya diğer metalik alaşımlardan oluşan metalik bir matris içine gömülü içi boş kürelerden oluşan metalik köpüklerdir. Küreler titanyum veya paslanmaz çelik gibi malzemelerden yapılabilir.
Ortaya çıkan kompozit metal köpük (CMF) malzemesi vücut zırhı, araç zırhı ve uçak kanatlarında potansiyel kullanım alanlarına sahiptir. Hafif ve inanılmaz derecede sağlamdır.
Ayrıca, çelik gibi geleneksel metaller ve alaşımlarla karşılaştırıldığında, CMF aşırı ısıya karşı daha iyi bir yalıtkan olarak performans gösterir. Dayanıklılığı, ağırlığı ve ısı yalıtımı nedeniyle CMF patlayıcıların, tehlikeli malların, nükleer maddelerin ve diğer ısıya duyarlı ürünlerin taşınması ve depolanmasında kullanılma potansiyeline sahiptir.
Ancak, üreticilerin bu kullanımların çoğunu gerçekleştirmek için çok sayıda CMF bileşenini birbirine kaynaklaması gerekecektir. Bu da bir zorluk yaratıyor.
Makine ve Havacılık Mühendisliği Profesörü Rabiei’ye göre “Gözenekli Metallerin ve Metalik Köpüklerin Kaynağı Üzerine Bir Çalışma” başlıklı yazıda geleneksel füzyon kaynağı iki metal parçasını bir dolgu maddesi ile nasıl birleştirir olduğu anlatılıyor.
Bu bir birleştirme olayı zorluk teşkil etmektedir çünkü iki CMF parçasını birleştirmek için eritilen metal katı olduğunda, her iki taraftaki CMF’nin avantajlı özelliklerine sahip değildir. Ayrıca, metali doğrudan ısı ile eriten her türlü kaynak, CMF’nin gözenekliliğinin bir kısmının dolmasına neden olarak malzemenin niteliklerini bozar. Basitçe söylemek gerekirse, bu durum metal köpüklerin çoğu geleneksel kaynak tekniği için uygun olmadığını göstermektedir.”
Yine de uzmanlar yakın zamanda çok etkili bir kaynak türü keşfettiler. Bu işlem indüksiyon kaynağı olarak biliniyor ve elektromanyetik bir alan üretmek için bir indüksiyon bobini kullanarak metali kaynağa hazırlık için ısıtıyor.
Rabiei’ye göre CMF’nin düşük metal içeriği, elektromanyetik alanın malzemeye derinlemesine nüfuz etmesini sağlayarak yüksek kaliteli bir kaynağı kolaylaştırıyor. “CMF’nin geri kalan %65-%70’ini oluşturan hava cepleri sayesinde malzeme ısıdan yalıtılıyor. Bu, ısının birleştirme bölgesinden kaçmasını engellerken, indüksiyon kaynağının iki CMF parçasını birleştirmek için istenen bölgeyi ısıtmasını sağlıyor. Bu sayede CMF’nin özellikleri bozulmamış olur.
Bu önemli bir gelişmedir çünkü CMF’nin nitelikleri onu çeşitli kullanımlar için cazip kılmaktadır. Bununla birlikte, CMF bileşenlerini birleştirmek için, başlangıçta insanları CMF’ye çeken nitelikleri koruyacak bir yöntem geliştirilmelidir.
Kaynak: techxplore.com/news/2023-12-weld-metal-foam.html
