研究人员找到了焊接金属泡沫而不熔化其气泡的方法

北卡罗来纳州立大学的研究人员现已发现一种焊接技术，可用于将复合金属泡沫 (CMF) 部件连接在一起，而不会损害 CMF 所需的性能。 CMF 具有广泛的应用前景，因为它们所含的空气使它们重量轻、坚固且能有效隔热。

CMF 是由空心金属球体组成的泡沫，由不锈钢或钛等材料制成，嵌入金属基体中钢、钛、铝或其他金属合金。由此产生的材料既轻质又非常坚固，潜在应用范围从飞机机翼到车辆装甲。防弹衣和

此外，CMF 比传统金属耐高温性能更好 和合金，例如钢。重量、强度和隔热性的结合意味着 CMF 也有望用于存储和运输核材料、危险物品、爆炸物和其他热敏材料。

然而，为了实现其中许多应用，制造商需要将多个 CMF 组件焊接在一起。这就带来了一个问题。

“传统的熔焊使用填充物来连接两块金属，”北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程教授 Afsaneh Rabiei 说道，他是这项新研究论文的通讯作者，发表于先进工程材料标题为“多孔金属和金属泡沫焊接的研究”。

“这是有问题的，因为熔化以熔合两块 CMF 的金属是固体，因此它两侧都缺乏 CMF 所需的特性。此外，任何使用直接热量熔化金属的焊接都会导致 CMF 中的一些孔隙被填充，从而损害其性能。简而言之，这意味着大多数形式的传统焊接不适用于金属泡沫。”

然而，研究人员现在已经找到了一种效果非常好的焊接形式。这称为感应焊接，它使用感应线圈产生电磁场来加热金属以进行焊接。

“由于 CMF 仅含有 30%–35% 的金属，因此电磁场能够深入渗透到材料中，从而实现良好的焊接，”拉比伊说。 “构成 CMF 剩余 65%–70% 的气穴用于使材料隔热。这使得感应焊接能够加热连接两块 CMF 的目标区域，但可以防止热量从连接部位扩散出去。这有助于保护 CMF 的特性。

“这是向前迈出的重要一步，因为 CMF 的特性使其对广泛的应用具有吸引力，但拥有一种方法至关重要 焊接 CMF 组件，而不损害其最初具有吸引力的特性。”