Characterization of a novel metal joining technology
- Reference number
- SM18-0027
- Start and end dates
- 190301-201231
- Amount granted
- 1 099 427 SEK
- Administrative organization
- Alfa Laval Lund AB
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
Alfa Laval has invented a novel method to join engineering metals which is based on an innovative surface modification. However, the main underlying atomic mechanisms of the invention complex diffusion of the elements and the and the phase evolution, are not explored. Therefore, to strengthen the knowledge in the technology we would like to start a close collaboration with professor J.E. Ståhl and the division Production and Materials Engineering at Lund University. The team has extensive expertise in the used materials, the diffusion mechanisms and has facilities which are tailor made for the preparation of the equipment/experiments and an extensive network to perform the characterization. The work plan consists of two steps, first ex-situ experiments using solid-to-solid diffusion couples and finally in-situ experiments using a purposely build high temperature furnace at a synchrotron facility. The bonding furnace will be financed by Alfa Laval and build together with the host division during the first step of the project. A strengthened collaboration between Alfa Laval and the division will result in state of the art materials research of metal joining which will generate production of next generation manufacturing in Sweden and allow other industries and universities to explore the novel joining technology.
Popular science description
Sammanfogning av metaller sker dagligen i hela världen, från den enkla fogningen av rörmokaren till avancerad högtemperatursfogning i rymd- och bilindustrin. Alfa Laval har uppfunnit en ny teknik att sammanfoga rostfritt stål. Teknologin baseras på att man lägger man ett tunt skikt på ytan på en av bitarna som ska sammanfogas. När biten hettas upp kommer dess yta smälta väldigt lokalt och skapa en fog. Detta är ett sammanfogningssätt som inte är känt tidigare men har stora fördelar som t.ex. mycket låg kostnad, hög mekanisk prestandan på fogen och enkelhet vid tillverkning. De underliggande materialtekniska mekanismerna, som t.ex. hur de ingående materialen interagerar på atomnivå vid hög temperatur, har man dock inte full förståelse för. För att stärka kunskapen om teknologin inleds ett nära samarbete med professor Jan-Eric Ståhl och hans avdelning Produktions- och industriteknik vid Lunds universitet. Gruppen har omfattande kompetens inom de använda materialen och hur deras respons vid hög temperatur. Vidare har avdelningen faciliteter som är skräddarsydda för att förbereda utrustning/experiment och ett omfattande nätverk för karaktärisering. Forskningen kommer ske i två steg, först experiment där man tittar på materialen efter de har exponerats för hög temperatur (1000-1200 °C). Där efter kommer man även att följa materialen under fogning med hjälp av synkrotronljus. Under projektets gång kommer man därför att bygga en högtemperatursugn specialanpassad för synkrotronljusforskning. Denna typen av forskning kommer ge en mycket god kunskap om hur fogningsteknologin ska optimeras för produktion i olika material och för olika applikation. Ett stärkt samarbete mellan Alfa Laval och Universitetet kommer att generera forskning av metallfogning i världsklass. Detta kommer att resultera i en nästa generations produktionsmetod i Sverige och möjlighet för andra industrier och universitet att utforska den nya teknologin.