Учёные из Сибирского федерального университета (СФУ) создали новую конструкцию электродов, предназначенных для соединения металлических арматурных стержней. Это новшество сможет увеличить срок эксплуатации данных электродов для контактной электросварки примерно на 30%.
Как сообщили в пресс-службе университета, результаты исследования защищены патентом на территории Российской Федерации. В строительной сфере контактная электросварка широко применяется для соединения арматуры: данный метод заключается в соединении двух металлических стержней с подведением электрического тока к месту их соприкосновения, пояснили в СФУ.
В точке контакта детали быстро нагреваются до температуры плавления, после чего остывают и образуют прочный сварной шов. Электрический ток низкого напряжения и высокого давления подаётся с помощью электродов — расходных элементов, которые оказывают значительное влияние на качество и структуру сварного соединения, рассказал доцент кафедры машиностроения Политехнического института СФУ Сергей Бусыгин.
Состояние электродов во многом влияет на стоимость и эффективность процесса контактной сварки, отметил специалист. Для усовершенствования этих расходников учёные СФУ разработали новый композитный материал, основанный на меди с добавлением наночастиц хрома.
Использование данного материала позволит повысить долговечность сварочных электродов примерно на треть и снизить финансовые затраты при выполнении контактной сварки арматурных элементов. «Ключевым преимуществом изобретения является особый состав электродов, представляющий собой композит меди с включениями микроскопических частиц хрома.
Добавление этих компонентов в обычную медь посредством таблетированной лигатуры придаёт электродам повышенную прочность и значительно уменьшает вероятность их повреждения при множественном использовании в сварочных операциях», — прокомментировал Бусыгин. Он также подчеркнул, что технология изготовления нового материала достаточно проста и не требует дорогостоящего оборудования.
Кроме того, производство легко масштабируется и может быть внедрено на предприятиях по всему миру. Созданные электроды прошли многоступенчатые испытания и оптимизацию.
В процессе разработки были выполнены десятки компьютерных моделирований с применением специализированного программного обеспечения, а также проведены лабораторные тесты, добавили в университете. Исследование выполнено в сотрудничестве с Центром коллективного пользования «Наукоёмкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» при СФУ.