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.

Новости

В PT ICS добавлен пакет экспертизы по выявлению кибератак на АСУ ТП на базе «Альфа платформы»
18 июня 2024г.

Новый пакет экспертизы содержит правила для выявления внутренних нарушений и атак на компоненты систем промышленной автоматизации, разработанных на базе ПО «Альфа платформа» компании «Атомик Софт». Это ПО используется в энергетике, транспортной промышленности, производстве удобрений, нефтегазовой отрасли и других сферах. Правила разработаны для системы MaxPatrol SIEM, которая входит в состав решения для защиты промышленности от киберугроз PT Industrial Cybersecurity Suite (PT ICS).

Экспертная комиссия подтвердила готовность энергоблока БН-600 Белоярской АЭС к проведению планового ремонта
10 июня 2024г.

Поддержание высокого уровня эксплуатационной безопасности систем и оборудования АЭС - важнейшая составляющая деятельности Концерна «Росэнергоатом».

МегаФон и «Газпром межрегионгаз» обсудили цифровизацию контроля за поставками газа
06 июня 2024г.

МегаФон предложит технические решения по передаче данных на общефедеральном уровне для нужд «Газпром межрегионгаз» — крупнейшего поставщика природного газа для потребителей всех категорий. Проект направлен на реализацию федеральной программы цифровизации поставок газа, внедрение систем телеметрии и «умных счетчиков» на территории страны.

Все новости

Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли пароль?

Телеграмм канал Все регионы


Объявления

28.04.2024г.
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения и новую: целые барабаны, бухты, неликвиды, остатки на барабанах, невостребованный, ТМЦ. Крупный опт. Оплата: наличный и б/н расчет. Наш вывоз из любого региона России ...
22.04.2024г.
Испытания газотурбинных двигателей

Кингисеппский машиностроительный завод

Военно-промышленный холдинг «Кингисеппский машиностроительный завод» проводит испытания промышленных газотурбинных двигателей мощностью до 8 МВт. Испытания могут проводиться как на жидком, так и газообразном топливе на двух стендах спроектированным и ...
21.04.2024г.
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения и новую: целые барабаны, бухты, неликвиды, остатки на барабанах, невостребованный, ТМЦ. Крупный опт. Оплата: наличный и б/н расчет. Наш вывоз из любого региона России ...
18.04.2024г.
Производство оборудования для кабеля, провода, проволоки

"Северо-Западное Машиностроительное Предприятие" ООО

Производство оборудования для кабеля, провода, проволоки, упаковочного и полиграфического, изготовление сушильных камер ...
18.04.2024г.
Изготовление сушильных камер, камер паровых

"Северо-Западное Машиностроительное Предприятие" ООО

Производство оборудования для кабеля, провода, проволоки, упаковочного и полиграфического, изготовление сушильных камер, токарные услуги, работы на станках ЧПУ ...
16.04.2024г.
Электродвигатели постоянного тока МР, МТА, МТВ, 5МТ, 2МТА, 3МТА, 4МТА, 4МТВ, 5МТ-С, 5МТ-СР, 5МТ-СК и др.

"ТПК Мегаватт" ООО

Электродвигатели постоянного тока для главного привода движения типов МР112, МР132, МР160, МР180, МР225, MP160L, МР132М, МР132МА, МР160L, МР132LA, МР112S, МР112SL, МР112М, МР112МА, МР112L, МР112LА, МР132S, МР132SA, МР132МА, МР132L, МР132МВ, МР132LC, ...
12.04.2024г.
Агрегат продольно-поперечной резки металла

Аркада-МБ Смоленск

Агрегат продольно-поперечной резки металла ...
08.04.2024г.
Изготовление штамповой оснастки

Аркада-МБ Смоленск

Изготовление штамповой оснастки. Машиностроительный завод полного цикла в городе Смоленск ООО «Аркада-МБ» проектирует и производит штамповую оснастку ...
07.04.2024г.
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения и новую: целые барабаны, бухты, неликвиды, остатки на барабанах, невостребованный, ТМЦ. Крупный опт. Оплата: наличный и б/н расчет. Наш вывоз из любого региона России ...
05.04.2024г.
ТОКАРНЫЕ УСЛУГИ, РАБОТЫ НА СТАНКАХ С ЧПУ

"Северо-Западное Машиностроительное Предприятие" ООО

Наше производственное предприятие специализируется на высокоточной обработке деталей на станках ЧПУ для различных отраслей промышленности и производственных предприятий Производство изделий по чертежам, эскизам и образцам из различных материалов: инженерных пластмасс, стали, ...
Все объявления