МОСКВА, Россия / EuroWire.IO / – Новый метод ультразвуковой сварки, разработанный российскими и китайскими учеными, может увеличить срок службы металлических компонентов в 1,9 раза. По данным Южно-Уральского государственного университета, этот метод также удваивает прочность сварных соединений. Исследователи из челябинского учреждения сотрудничали с коллегами из Китая в разработке этого процесса. Результаты были опубликованы телеканалом ТВ БРИКС 19 октября со ссылкой на университет. Данная технология подходит для металлов с различными свойствами.
К распространенным примерам относятся сталь и алюминий. При сварке этих металлов в месте соединения часто образуются хрупкие слои. Такие слои могут вызывать трещины, особенно при вибрации и повторяющихся механических нагрузках. Новый метод снижает этот риск за счет улучшения внутренней структуры сварного шва во время точечной сварки. Университет заявил, что исследование было опубликовано в журнале Engineering Fracture Mechanics. В объявлении не были указаны конкретные исследователи, участвовавшие в исследовании.
Процесс включает в себя воздействие ультразвуковых волн мощностью приблизительно 1200 ватт во время формирования точечного шва. По данным «Российской газеты», эти волны передаются через нагревательные электроды. Вибрации нарушают кристаллическую структуру металлов. В результате размер кристаллов в сварном шве уменьшается почти в пять раз. Хрупкие слои в соединении становятся вдвое тоньше. Эти структурные изменения обеспечивают более равномерный сварной шов, менее подверженный растрескиванию.
Более плотные сварные швы обеспечивают повышенную устойчивость к вибрации.
Ультразвуковая обработка также устраняет пузырьки воздуха внутри металла, что приводит к более плотному и прочному сварному шву. Испытания показали, что прочность соединений увеличилась вдвое. Срок службы этих деталей вырос на 90%. Исследователи подчеркнули, что компоненты могут дольше выдерживать непрерывную вибрацию и механические нагрузки без образования трещин. Такая прочность имеет решающее значение для транспортных средств, самолетов и инфраструктуры, подверженных повторяющимся нагрузкам. Усталостное растрескивание в местах сварки является частой причиной выхода компонентов из строя.
В отчете университета улучшения были представлены в относительном выражении. В нем не были указаны конкретные значения абсолютной прочности, марки сплавов или количество протестированных образцов. Российские академические учреждения в этом году объявили о ряде инициатив в области материаловедения , включая разработки покрытий для титановых имплантатов. Южно-Уральский государственный университет также разработал сыр, обогащенный берберином, предназначенный для поддержания иммунитета. Университет не предоставил никаких сроков для промышленного применения.
Возможное применение в автомобильной, аэрокосмической и строительной отраслях.
Ученые предвидят применение этой технологии в различных секторах, таких как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и строительство. Например, автопроизводители могли бы соединить стальную пассажирскую капсулу с алюминиевыми дверями, капотом и крыльями, создав гибридную конструкцию. Более легкие транспортные средства позволили бы электромобилям проезжать большие расстояния на одном заряде. В аэрокосмической отрасли можно было бы проектировать более легкие пассажирские самолеты для перевозки большего количества пассажиров или грузов, что позволило бы снизить расход топлива за один полет.
В строительстве эта технология сварки может применяться для мостов и небоскребов. Университет отметил, что сварные соединения могут превосходить по прочности монолитный бетон. Другие примеры включают крепление стальной колонны к алюминиевой панели или сварку стального лонжерона к алюминиевому подрамнику. Этот проект был совместным проектом России и Китая. Университет подчеркнул, что этот метод открывает путь к созданию более легких и долговечных конструкций в различных отраслях промышленности.
Статья «Российские и китайские исследователи разработали технологию ультразвуковой сварки, которая значительно повысит долговечность и прочность металлических соединений» впервые появилась на сайте Manchester Examiner .