Новости

Автомобили начнут собирать в 2 раза быстрее: ученые «НИТУ МИСиС» создали новую технологию, удваивающую скорость контактной сварки

08 сентября 2017г.

 Группа ученых под руководством доцента кафедры «Полупроводниковая электроника и физика полупроводников» НИТУ «МИСиС» к.т.н Петра Лагова  разработала новый тип силовых диодов с оптимизированной кремниевой структурой. Применение инновационных диодов в составе ручной или роботизированной сварочной машины резко повышает энергоэффективность процесса и качество сварного соединения за счет двухкратного увеличения рабочей частоты до 20 кГц.

Роботизированная контактная сварка широко применятся в машиностроении, судоходной, авиационной промышленности, при производстве бытовых изделий  – это основной способ соединения многочисленных деталей путем нагрева и деформации металла проходящим через него электрическим током без использования присадочных материалов.Таким способом можно создавать до нескольких десятков соединений за 1 минуту.

Частота импульсов тока является важнейшей характеристикой процесса контактной сварки и непосредственно определяет его скорость, производительность, а также качество получаемого сварного соединения и его прочность. Исследовательский коллектив НИТУ «МИСиС» разработал технологию получения наноразмерных центров рекомбинации (атомных «вакансий») в структуре диодного монокристалла. Они формируются посредством контролируемого смещения (выбивания) атомов из узлов кристаллической решетки в определенных слоях кремниевой пластинысварочного диода - важнейшего функционального элемента оборудования контактной сварки.

Атомные «вакансии», проще говоря, микро-дырки в слоях структуры кремния, получаются путем бомбардировки готового монокристалла легкими ионами высоких энергий на ускорителе.  В результате на определенных глубинах тонких (1–2 мкм) слоев формируются структурные дефекты атомарного уровня размером около 1 нм. В процессе контактной сварки при многократной периодической смене полярности тока, эти атомные «вакансии» мгновенно захватывают поток текущих электронов, приводя к их аннигиляции (исчезновению) и подавлению нежелательного остаточного тока. Соответственно, резко уменьшается время на смену полярности тока и увеличивается частота переменного тока.

Технология создания атомных «вакансий» позволяет  повысить максимальную рабочую частоту диода  диаметром 50 мм с 10 до 20 кГц при сохранении прочих характеристик. На сегодняшний день сварочный диод с таким сочетанием параметров превосходит известные мировые аналоги и позволяет удвоить количество сварных операций в единицу времени, а значит, и повысить скорость сборки механизмов.

В результате возрастает максимальная рабочая частота диода, уменьшаются паразитные потери электрической мощности, разогрев и циклические колебания температуры диода, приводящие впоследствии к его износу, механическому повреждению и потере работоспособности. При прочих равных условиях такой диод может обеспечить более высокий рабочий ток сварки и точность его удержания, а также сократить интервал времени между отдельными рабочими циклами, в течение которых происходит остывание («отдых») диода. Становится возможной сварка металлов и сплавов, которые не свариваются при меньшей частоте. Кроме того, такой диод более устойчив к разного рода электрическим перегрузкам, что предотвращает выход из строя узла и остановку всей конвейерной сборочной линии. Повышение рабочей частоты также позволяет уменьшить размер и массу трансформаторно-выпрямительного блока сварочного аппарата, который закрепляется на роботизированной «руке», и практически до нуля снижает помехи в энергетической сети, что способствует повышению энергоэффективности автоматизированного производства в целом.

«Мы не только разработали технологию создания рекомбинационных центров в структуре силового сварочного диода, но и получили готовые к применению экспериментальные образцы инновационных диодов, обладающих конкурентными преимуществами – максимальной рабочей частотой не менее 20 кГц (вдвое превышает лучшие зарубежные образцы) при токе 7 кА. Кроме того, в ходе серии проведенных инициативных работ с рядом отечественных предприятий нами установлено, что технология локального формирования центров рекомбинации может быть успешно применена при производстве кремниевых биполярных приборов и интегральных схем различных классов. Масштабное внедрение данной технологии в полупроводниковое производство позволит существенно повысить качество целого сегмента отечественной электронной компонентной базы, что способствует обеспечению технологической независимости в условиях импортозамещения» - рассказал руководитель проекта Петр Лагов.

Реклама на сайте:

Размещение статьи или пресс-релиза на главной странице со ссылками и изображениями  info@promreg.ru

 Период размещения - бессрочно.

Новости

Ведущее столичное предприятие оборонной промышленности отмечает 50-летие
15 января 2020г.

15 января 2020 года исполняется 50 лет Межгосударственной акционерной корпорации (МАК) «Вымпел» – ведущему предприятию столицы в области ракетно-космической обороны (РКО).

ОМЗ-Спецсталь развивает сотрудничество с компанией ТМК
10 января 2020г.

ОМЗ-Спецсталь (входит в Группу ОМЗ) изготовит и поставит Трубной Металлургической Компании (ТМК) стальные трубные заготовки, предназначенные для производства коррозионностойких обсадных труб. Контракт на изготовление очередной партии продукции компании подписали в ноябре 2019 года. По условиям договора ОМЗ-Спецсталь в первом квартале 2020 года поставит заказчику 1280 тонн металлургических заготовок из коррозионностойкой марки стали 15Х13Н2. 

журнал, Все РЕГИОНЫ
01 января 2020г.


Все новости

Объявления

03.12.2019г.
Электронный PH метр аквариумный

"Энергометрика" ООО

Компания «Энергометрика» представляет аквариумный рН-метр EnergoM-100T-pH — прибор из группы анализаторов воды, позволяющий проводить измерения температуры и уровня кислотности жидкой среды в реальном времени. Устройство может использоваться для контроля данных ...
02.12.2019г.
Металлоформы для труб микротоннелирования

М-Конструктор

Технология микротоннелирования получила широкое применение при прокладывании подземных коммуникаций, в особенности в тех случаях, когда невозможно это осуществить стандартным способом. Технология особенно актуальна для обустройства подземных коммуникаций в условиях плотной ...
29.11.2019г.
Частотные преобразователи среднего напряжения 6/10 кВ

Култек

Преобразователи частоты COOLTECH - это линейка частотных преобразователей среднего напряжения (6/10 кВ), предназначенных для регулирования скорости вращения электродвигателей переменного тока (асинхронных и синхронных) в разных отраслях промышленности, как индивидуально, так ...
29.11.2019г.
Дожимная компрессорная станция

Култек

Дожимная компрессорная станция COOLTECH предназначена для повышения давления природного газа, попутного нефтяного газа, азота и др. технологических газов до рабочего давления в магистральном газопроводе с целью дальнейшей его переработки, транспортировки ...
29.11.2019г.
Контейнерная компрессорная установка

Култек

Модульная компрессорная станция (компрессорный блок-контейнер) COOLTECH отличается полной заводской готовностью, что позволяет использовать их без необходимости сооружения специального помещения. Блок-контейнер оснащается всеми системами жизнеобеспечения: освещения, отопления, газоанализации, вентиляции и пожаротушения. Компрессорное ...
29.11.2019г.
Компрессорный агрегат Sabroe TSMC 108S б/у

Култек

Двухступенчатый поршневой компрессорный агрегат Sabroe TSMC 108 S (б/у) В наличии Число цилиндров с низким / высоким давлением - 6/2 Объемная производ-ть при 1500 об/мин - 339 м3/ч Объемная производ-ть при 1800 об/мин - ...
29.11.2019г.
Блок-бокс под оборудование

Култек

Компания КУЛТЕК на своем заводе в России производит блок-боксы. Блок-бокс представляет собой каркасно-панельное решение с размещенным внутри технологическим оборудованием, КИПиА и инженерными коммуникациями. Каркасом служат сварные стальные конструкции, а для стен ...
29.11.2019г.
Высокопроизводительный воздухоотделитель COOLTECH AP2

Култек

Компанией КУЛТЕК разработан новый высокопроизводительный воздухоотделитель серии AP2 для удаления неконденсирующихся газов, таких как азот, водород, метан и пр. из холодильных систем. Аппарат, в первую очередь, предназначен для холодильных систем большой ...
27.11.2019г.
Металлоформы лего блоков

М-Конструктор

Блоки лего для строительства внешне напоминают фрагменты знаменитого детского конструктора LEGO. Производятся из бетона, не требуют армирования. Оснащаются соединительной системой «шип-паз». Применяются для возведения инфраструктурных, гражданских и промышленных объектов разного ...
26.11.2019г.
Токарно-винторезный станок 16А20Ф3

"Славяне" ООО

Токарно-винторезный станок 16А20Ф3 с УЧПУ после капремонта и модернизации. Наибольший диаметр заготовки, устанавливаемой над станиной 500 мм Наибольшая длина заготовки, устанавливаемой в центрах 900мм Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной 320 мм Наибольший диаметр ...
Все объявления