Quando i saldatori fondono insieme i metalli, non sempre usano metalli con composizioni simili. Spesso, è necessaria una saldatura dissimile per creare la struttura più formidabile.

Daryus Aidun, un professore di ingegneria meccanica e aeronautica presso la Clarkson University, è venuto all'High Flux Isotope Reactor (HFIR) dell'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) per studiare le sollecitazioni residue nelle saldature di metalli dissimili. Utilizzando la funzione di mappatura dello stress residuo di neutroni (NRSF2), Linea di fascio HFIR HB-2B, L'obiettivo di Aidun è capire meglio come e dove le sollecitazioni sono distribuite in saldature dissimili per migliorarne l'integrità strutturale.

"Le saldature dissimili si verificano quando si saldano materiali provenienti da due diversi sistemi di leghe, " ha detto Aidun. "Poiché questi materiali hanno caratteristiche diverse, questo tipo di saldatura può produrre notevoli sollecitazioni residue, noto come stress residuo.

"La saldatura di metalli diversi sta diventando molto importante per le industrie petrolchimiche ed energetiche a causa degli incentivi economici. Abbiamo bisogno di sapere dove le sollecitazioni, in particolare le sollecitazioni di trazione, sono distribuite in queste saldature e come possiamo ridurle al minimo".

Nel suo esperimento al NRSF2, Aidun sta studiando i livelli di sollecitazione negli acciai inossidabili ea basso tenore di carbonio prima e dopo la loro saldatura.

"Quando diciamo acciaio e acciaio inossidabile, stiamo proprio parlando di due metalli diversi, " ha detto Aidun. "Hanno diverse proprietà termo-fisiche, che gioca un ruolo cruciale nella loro saldabilità tra loro. Particolarmente colpiti sono la loro conducibilità termica e il coefficiente di dilatazione termica rispetto alle sollecitazioni residue."

Poiché i neutroni sono altamente penetranti, sono particolarmente utili per questa ricerca. "I raggi X sono utili per vedere un millimetro o due all'interno di un materiale, ma i neutroni possono penetrare parecchi millimetri più in profondità, " disse Paris Cornwell, un collaboratore scientifico dell'HFIR che ha aiutato Aidun nel suo esperimento. "Questo ci consente di raccogliere più dati e vedere cosa sta succedendo in profondità all'interno di una saldatura".

L'impatto sul mondo reale di questo tipo di ricerca è di vasta portata, dice Aidon. "Se ad esempio stai saldando tubi, ad esempio un oleodotto transcanadese, potresti finire per saldare metalli diversi ad un certo punto. Devi sapere dove si concentrano queste sollecitazioni residue. Altrimenti, si rischia di creare una saldatura debole e di affrontare un possibile cedimento strutturale."