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美国橡树岭国家实验室和陆军联合开发新型焊丝用于修复老化的基础设施
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- 发布时间：2023-03-23 10:49
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美国橡树岭国家实验室和陆军联合开发新型焊丝用于修复老化的基础设施
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美国能源部（DOE）和国防部合作开发了一系列焊接填充材料，可显著改善车辆、桥梁和管道中高强度钢材地修复效果。2021年美国土木工程师协会给美国的基础设置评定级别为C-，这种新型焊丝可以帮助修复美国老化的基础设施。
美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)和美国陆军的这项发明，使现场焊接成为可能，无需为减少残余应力和材料变形进行昂贵、费力的热处理。它解决了焊接钢材时的一个重要问题，即钢材在焊接过程中氢原子进入金属并降低金属的延展性、韧性和强度，随后，高拉伸残余应力导致开裂。
ORNL材料连接组负责人Zhili Feng表示：“ORNL和美国陆军发明的焊接填充材料是一种独特的、改变游戏规则的解决方案，用于控制残余应力、减少变形、避免各种结构钢的氢致开裂。”Zhili Feng负责研发项目，推动汽车、核能、化石能源、氢和国防技术的材料连接及制造工作。
“修复一个结构比更换它更便宜，”ORNL公司荣誉退休研究员Stan David说，他在退休前领导了实验室的焊接项目25年。“我们的填充金属可以提供高质量的焊接接头，以延长焊接结构在苛刻环境中的使用寿命。这项发明每年可能为美国工业节省数亿至数十亿美元。”
焊丝的化学成分最初是用来修理汽车的，后来发展到修理坦克，后来又发展到修理管道和其他关键基础设施。
这种新型焊丝也可能会在增材制造或3D打印中发挥作用，这种制造技术使用局部熔化一次添加一层，并可以在制造的零件中产生巨大的应力。陆军和ORNL再次合作，探索某些材料在打印钢部件中避免变形和增加强度的能力。
“消除焊接或3D打印钢结构中的开裂和制造后的变形可能带来巨大的经济效益，”Zhili Feng说到。
研究人员已经为他们的新型焊丝申请了专利。
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