Ученые Алтайского ГАУ запатентовали новый способ сварки

Коллектив ученых Алтайского государственного аграрного университета под руководством д.т.н., доцента Виктора Иванайского получил патент на изобретение нового способа дуговой сварки деталей из разнородных сталей, который существенно упростит сборку производственных линий в пищевой промышленности.

Специалисты уверены: электросварка деталей из нержавеющей и конструкционной сталей невозможна! Поэтому в условиях промышленного производства этот способ стараются исключить. Например, в пищевой промышленности – молочном или мясоперерабатывающем производствах – часто используются емкости из нержавеющей стали, к которым подсоединены трубопроводы для подачи или удаления жидкости из конструкционной стали или цветных металлов. Соединение трубопровода с емкостью делается с помощью обыкновенного хомута. А это снижает надежность соединения и увеличивает его стоимость. Но ведь гораздо проще, надежнее и дешевле было бы присоединить трубопровод к емкости с помощью сварки!

Основные проблемы, характерные для сварки разнородных материалов, связаны с хрупкостью сварного шва. Причины, объясняющие низкий уровень механической прочности сварных конструкций из разнородных материалов заключаются в формировании зон переменного химического состава со различной кристаллической структурой, присутствием хрупких интерметаллидов или неметаллических включений, высокопрочных закаленных зон, появлением остаточных напряжений и пр.

Решить непростую задачу упрощения процесса дуговой сварки и повышения качества шва у свариваемых изделий из разнородных сталей поможет подтвержденное патентом изобретение коллектива ученых кафедры технологии конструкционных материалов и ремонта машин Алтайского ГАУ в составе докторов технических наук доцента Виктора Иванайского, профессора Алексея Ишкова и кандидата технических наук, заведующего кафедрой Николая Кривочурова.

«Если в процессе сварки не происходит активного перемешивания материалов соединяемых заготовок, то и добиться получения качественного шва в большинстве случаев также не удается. При повышении в углеродистых сталях количества углерода эта задача усложняется многократно! Поэтому одна из наиболее сложных с практической точки зрения задач при сварке разнородных материалов связана с соединением углеродистых и легированных сталей», – представляет суть проблемы Виктор Иванайский.

Ученые АГАУ впервые в России предложили уникальную конструкцию составного электрода для ручной дуговой сварки деталей из разнородных сталей и новый способ электросварки.

Такой электрод состоит из двух компонентов – двух стержней. Первый – стальной стержень, выполнен из металла с обмазкой близкими по химическому составу и механическим свойствам с металлом одной из свариваемых деталей. Второй стержень электрода размещен параллельно первому и соприкасается с ним по всей длине смежной стороны. Он выполнен из металла с обмазкой близкими по химическому составу и механическими свойствами металлу второй детали.

Электроды скреплены друг с другом медными скобами, а смежные поверхности стальных стержней освобождены от обмазки на ¼ их диаметра на протяжении всей длины электрода. Таким образом, химический состав каждой части электрода соответствует или близок к химическому составу, соединяемой сваркой стали, а при сварке происходит плавление и смешивание в сварном шве его частей с образованием нового сварочного материала – стали с усредненным химическим составом по отношению к свариваемым.

Опыт сварки деталей новым способом был проведен в мастерских АГАУ. Результаты эксперимента показали, что при новом способе сварки деталей из нержавеющей и конструкционной сталей в сварном шве и зоне сплавления не образуются трещины и другие дефекты, а новая сталь, имеющая усредненное содержание химических элементов по отношению к свариваемым, образуется непосредственно в процессе сварки путем плавления и перемешивания в сварочной ванне материалов, близких к ним по составу.

«Мы будем предлагать наше изобретение индустриальным партнерам. Думаю, что новый способ сварки найдет применение не только в пищевой промышленности. Он актуален для производства и монтажа емкостей и трубопроводов для хранения и перемещения агрессивных жидкостей, жидких минеральных удобрений, нефтепродуктов. В авиастроении также востребованы такие технологии!», – отметил Виктор Иванайский.