Учёные из Сибирского федерального университета (СФУ) создали инновационный материал для электродов, применяемых при сварке металлической арматуры. Этот новый состав способен увеличить срок эксплуатации электродов в контактной электросварке примерно на 30%.
Как сообщили в пресс-службе вуза, результаты данной разработки зарегистрированы в виде патента на территории России. В строительстве часто используется контактная электросварка — процесс, при котором два металлических стержня соединяются посредством подачи электрического тока к месту их соприкосновения, разъяснили в СФУ.
В зоне контакта детали быстро нагреваются до точки плавления, после чего охлаждаются, образуя сварной шов. Электрический ток низкого напряжения и высокого давления подают через электроды — расходные элементы, которые существенно влияют на качество и структуру сформировавшегося сварного соединения, отметил доцент кафедры машиностроения Политехнического института СФУ Сергей Бусыгин.
Износ этих материалов сильно сказывается на стоимости и эффективности процесса контактной сварки, подчеркнул эксперт. В ответ на эту проблему учёные университета разработали композитный материал на медной основе с добавлением наночастиц хрома для электродов.
Новый композит позволяет увеличить долговечность электродов примерно на треть, снижая при этом затраты на сварку металлической арматуры. «Ключевым преимуществом изобретения является особый состав электродов — медь с внедрёнными мельчайшими хромовыми частицами, введёнными с помощью таблетированной лигатуры. Это придаёт материалу повышенную прочность и снижает вероятность повреждений при многократных сварочных операциях», — пояснил Бусыгин. Он также отметил, что технология производства данного материала проста и не требует дорогостоящего технологического оснащения.
Данная методика легко масштабируется и может применяться на различных промышленных предприятиях по всему миру. Процесс создания электродов прошёл многоступенчатые испытания и доработки.
Для проверки материала были выполнены многочисленные компьютерные моделирования, использующие специализированное программное обеспечение, а также проведены эксперименты в лабораторных условиях, сообщили представители СФУ. Работа реализована в сотрудничестве с Центром коллективного пользования «Наукоемкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» СФУ.