Учёные из Сибирского федерального университета создали новый материал для электродов, используемых при соединении металлических стержней. Это решение позволит увеличить срок эксплуатации электродов в контактной электросварке примерно на 30%.
О результатах работы сообщили в пресс-службе университета, отметив, что изобретение уже запатентовано в России. В строительной отрасли для сварки арматуры применяется метод контактной электросварки: при котором электрический ток подаётся к месту соприкосновения двух металлических стержней, объяснили в СФУ.
В зоне контакта детали быстро разогреваются до точки плавления и после остывания образуется прочное сварное соединение. Электрический ток низкого напряжения подаётся при высоком давлении с помощью электродов — расходуемых компонентов, влияющих на качество сварного шва и структуру соединения, рассказал Сергей Бусыгин, доцент кафедры машиностроения Политехнического института СФУ.
Именно износ этих электродов значительно влияет на себестоимость и эффективность процесса контактной сварки, подчеркнул эксперт. Специалисты университета разработали новый композитный материал для этих электродов, основанный на меди с добавлением наночастиц хрома.
Благодаря этому инновационному составу срок службы сварочных электродов увеличится на треть, что позволит снизить затраты при сварке металлической арматуры. «Ключевая особенность изобретения — композитный состав электродов, включающий медь и ультра тонкие частицы хрома.
Добавление таких частиц с помощью таблетированной лигатуры придаёт меди повышенную прочность и снижает вероятность повреждения электродов при многократных сварочных циклах», — пояснил Бусыгин. Учёный также отметил, что технология производства материала достаточно проста и не требует инвестиций в дорогостоящее оборудование.
Данная технология легко масштабируется и может быть применена на различных производственных предприятиях по всему миру. Изготовление новых электродов прошло комплексные испытания и этапы оптимизации.
Были выполнены многочисленные компьютерные моделирования с использованием специализированного программного обеспечения, а также проведены практические лабораторные тесты, добавили в СФУ. Исследования осуществлялись в сотрудничестве с Центром коллективного пользования «Наукоёмкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» СФУ.