Учёные из Сибирского федерального университета создали инновационный материал для электродов, применяемых при соединении металлических стержней. Благодаря этому разработка позволит увеличить срок эксплуатации электродов для контактной электросварки примерно на 30%.
Об итогах работы, защищённой патентом в России, сообщили представители пресс-службы вуза. В строительной отрасли для соединения арматуры широко применяется контактная электросварка — способ, при котором два металлических элемента связывают, пропуская электрический ток через место их соприкосновения, пояснили в СФУ.
В результате такое соединение сильно нагревается до температуры плавления, а затем охлаждается, образуя сварочный шов. Энергия низковольтного тока подаётся с помощью электродов — расходных компонентов, от которых зависит качество и микроструктура сварочного узла, отметил доцент кафедры машиностроения Политехнического института СФУ Сергей Бусыгин.
Состояние этих материалов напрямую влияет на стоимость и эффективность процесса контактной сварки, подчеркнул специалист. В СФУ разработали новый композит на базе меди с добавлением наночастиц хрома, предназначенный для изготовления электродов.
Этот материал обеспечивает повышение срока службы сварочных электродов на 30% и способствует снижению затрат в производстве сварных соединений металлической арматуры. По словам Бусыгина, ключевой особенностью изобретения является состав: композит создают из меди, дополненной мельчайшими частицами хрома.
Включение хромовых наночастиц в медную матрицу с применением таблетированного легирования придаёт электродам дополнительные характеристики — их прочность возрастает, а риск разрушения в ходе многократных сварочных операций уменьшается, отметил учёный. Он также добавил, что процесс изготовления нового материала прост в реализации и не требует дорогостоящей техники.
Технология легко адаптируется для массового производства и может быть внедрена на заводах по всему миру. Электроды, выполненные на основе данного композита, прошли комплексные тесты и доработки.
Были проведены многочисленные компьютерные моделирования с использованием специализированного программного обеспечения, а также выполнены экспериментальные лабораторные исследования, добавили в СФУ. Работа реализована в сотрудничестве с Центром коллективного пользования «Наукоёмкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» СФУ.