МОСКВА, Россия / EuroWire.IO / – Новый метод ультразвуковой сварки , разработанный в результате сотрудничества российских и китайских ученых, показал способность продлевать срок службы металлических деталей в 1,9 раза. По данным Южно-Уральского государственного университета, этот метод также повышает прочность сварных соединений. Исследователи из Челябинского университета сотрудничали с коллегами из Китая в разработке этого процесса. Результаты были опубликованы телеканалом TV BRICS 19 октября со ссылкой на университет. Данная технология предназначена для металлов с различными свойствами.
В процессе сварки таких распространенных пар материалов, как сталь и алюминий, часто возникают проблемы, поскольку в месте соединения образуются хрупкие слои. Эти слои могут приводить к разрушению, особенно при воздействии вибрации или повторяющихся нагрузок. Новый процесс решает эту проблему за счет улучшения внутренней структуры сварного шва во время точечной сварки. В университете упомянули, что исследование было опубликовано в журнале Engineering Fracture Mechanics, хотя и не уточнили имена участвующих исследователей.
В процессе сварки ультразвуковые волны мощностью приблизительно 1200 ватт передаются при формировании точечного шва. В «Российской газете» отметили, что нагревательные электроды способствуют передаче волн. Вибрации нарушают кристаллическую структуру металла, что приводит к уменьшению размера кристаллов в сварном шве почти в пять раз, как указано в отчете университета. Хрупкие слои в соединении также уменьшаются вдвое по толщине. Эти структурные изменения обеспечивают более равномерный сварной шов, который более эффективно противостоит растрескиванию.
Более плотные сварные швы устойчивы к повреждениям от вибрации.
Применение ультразвука также устраняет воздушные полости в металле, что приводит к более плотному сварному шву. Испытания показали, что такие соединения вдвое прочнее традиционных сварных швов. Следовательно, срок службы компонентов увеличился на 90%. Исследователи подчеркнули, что эти детали могут выдерживать длительное воздействие вибрации и механических напряжений без образования трещин. Это улучшение особенно актуально для транспортных средств, самолетов и инфраструктуры, подвергающихся многократным циклам нагрузок. Усталостное растрескивание в сварных швах часто приводит к выходу компонентов из строя, поэтому это достижение имеет огромное значение.
Университет представил улучшения в относительном выражении, не указав конкретных показателей абсолютной прочности, типов сплавов или количества протестированных образцов. В этом году российские университеты сообщили о нескольких проектах по исследованию материалов, включая покрытия для титановых имплантатов, как отмечается в журнале Materials Research . Кроме того, Южно-Уральский государственный университет разработал сыр, обогащенный берберином, с целью повышения иммунитета. Конкретные сроки коммерческого применения не были указаны.
Возможное применение в транспортной и строительной отраслях.
Исследовательская группа предполагает применение этой технологии в автомобильной, аэрокосмической и строительной отраслях. Например, автопроизводители могли бы объединить стальной пассажирский салон с алюминиевыми дверями, капотом и крыльями в единую гибридную конструкцию. Такие облегченные конструкции позволили бы электромобилям проезжать большее расстояние на одном заряде. Авиастроительные компании могли бы создавать более легкие пассажирские самолеты, способные перевозить больше пассажиров или грузов, снижая расход топлива на один рейс.
В строительстве этот метод сварки может использоваться для мостов и небоскребов. Университет утверждает, что сварные соединения могут даже превзойти монолитный бетон по прочности. Другие потенциальные области применения включают крепление стальной колонны к алюминиевой панели или сварку стального лонжерона к алюминиевому подрамнику. Этот проект был совместным проектом России и Китая. Университет заявляет, что такой подход открывает путь к созданию более легких, но при этом более прочных конструкций в различных отраслях промышленности.
Статья «Исследователи разработали технологию ультразвуковой сварки, позволяющую увеличить срок службы металлических компонентов в 1,9 раза» впервые появилась на сайте British Post .