Учёные Сибирского федерального университета (СФУ) создали инновационный материал для электродов, используемых при сварке металлических арматурных стержней. Это новшество позволит увеличить срок эксплуатации электродов контактной электросварки примерно на 30%.
Согласно информации из пресс-службы университета, результаты исследования защищены патентом на территории Российской Федерации. В строительной сфере для соединения арматуры применяется контактная электросварка — технология, при которой два металлических элемента соединяются посредством электрического тока, подаваемого в точку соприкосновения, разъяснили в СФУ.
В зоне контакта детали быстро нагреваются до расплавленного состояния, после чего остужаются, образуя сварной шов. Электрический ток низкого напряжения и высокого давления подводится через электроды — расходные компоненты, обеспечивающие качество и структуру сформированного сварного соединения, отметил доцент кафедры машиностроения Политехнического института СФУ Сергей Бусыгин.
Износ этих электродов существенно влияет на стоимость и эффективность процесса контактной сварки, подчеркнул специалист. В ответ на эту проблему в СФУ разработали новый композитный материал для электродов, основанный на меди с добавками наночастиц хрома.
Данный материал даёт возможность продлить срок службы сварочных электродов примерно на треть и снизить затраты при сварке металлической арматуры. «Ключевым преимуществом изобретения является особый состав электродов: композит, включающий медь и ультрамелкие частицы хрома.
Введение таких наночастиц методом таблетирования лигатуры придаёт меди улучшенные эксплуатационные характеристики — увеличивается прочность и уменьшается вероятность разрушения при многократных сварочных циклах», — пояснил Бусыгин. Он также отметил, что технология изготовления нового материала проста и не требует затратных промышленных установок.
Процесс производства легко масштабируется и может быть внедрён на различных предприятиях по всему миру. Изготовление электродов прошло через многоступенчатое тестирование и доработки.
Были проведены многочисленные компьютерные моделирования с применением специализированного ПО, а также экспериментальные лабораторные испытания, сообщили в СФУ. Работа выполнена в сотрудничестве с Центром коллективного пользования «Наукоёмкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» СФУ.