Специалисты Сибирского федерального университета (СФУ) создали композитный материал для электродов контактной сварки, который продлевает срок их эксплуатации на треть. Разработка защищена патентом на территории Российской Федерации, сообщила пресс-служба университета.
Контактная электросварка широко применяется в строительной отрасли для соединения металлической арматуры. Технология основана на подаче электрического тока низкого напряжения и высокого давления к месту контакта двух металлических стержней. В точке соприкосновения металл быстро нагревается до температуры плавления, после чего остывает, образуя сварное соединение.
Ключевую роль в процессе играют электроды — расходные материалы, которые обеспечивают подачу тока и влияют на качество сварной точки. Доцент кафедры машиностроения Политехнического института СФУ Сергей Бусыгин отметил, что износ электродов во многом определяет стоимость и производительность всего процесса.
Состав и преимущества нового материала
Основу разработки составляет композит на базе меди с добавлением наночастиц хрома. Введение мельчайших частиц хрома в медную матрицу осуществляется с помощью таблетированной лигатуры, что придаёт материалу дополнительные свойства: повышается прочность и снижается риск разрушения электродов при многократных циклах сварки.
«Главная особенность изобретения — это состав электродов, представляющий собой композит из меди и мельчайших частиц хрома. Их введение в обычную медь придаёт ей дополнительные свойства: повышается прочность и уменьшается риск разрушения электродов при многократных операциях сварки», — пояснил Бусыгин.
Исследователь подчеркнул, что технология изготовления материала не требует дорогостоящего оборудования и может быть легко масштабирована для применения на предприятиях по всему миру. Процесс производства электродов прошёл многоэтапные испытания: проведены десятки компьютерных симуляций с использованием специализированного ПО, а также выполнены реальные лабораторные тесты.
Работа выполнена совместно с Центром коллективного пользования «Наукоёмкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» СФУ. Новый композитный материал позволит сократить экономические издержки при контактной сварке металлической арматуры за счёт снижения частоты замены расходных элементов.