ELECTROZI MULTISTRAT PENTRU SUDAREA PRIN REZISTENTA

ELECTRICA IN PUNCTE SI LINIE - ELSUD

Contract PARTENERIATE nr. 71-066/2007

Director Proiect: Prof. Dr. Ing. Victor GEANTA

PARTENERI, BUGET

PARTENERI IN CONSORTIU Coordonator: Universitatea Politehnica din Bucuresti - Centrul de Cercetare şi Expertizare Materiale

Speciale, Director proiect - Prof. Dr. Ing. Victor GEANTĂ Partener 1: S.C. Sudotim As S.R.L. Timişoara - Responsabil proiect - Dr. Ing. Horia BINCHICIU Partener 2: Universitatea Transilvania Braşov - Responsabil proiect – Prof. Dr. Ing. – Radu IOVĂNAŞ Partener 3: SC ICPT TEHNOMAG CUG Cluj-Napoca – Responsabil proiect – CS1 Ing. Francisc GNANDT Partener 4: Universitatea Tehnică Cluj-Napoca - Responsabil proiect – Prof. Dr. Ing. Ioan VIDA-SIMITI Partener 5: SC METAV CD Bucuresti – Drd. Ing. Dana Daniela DAISA

Adresa web: www.pub.ro

TOTAL 2007 2008 2009 2010

TOTAL Buget Cof Buget Cof Buget Cof Buget Cof Buget Cof

1872500 1650000 222500 210000 27500 366284 46925 276686 38247 797030 109828

CO 400000 - 40000 - 71584 - 81857 - 206559 -

P1 340000 85000 40.000 10000 71600 17900 57385 14346 171015 42754

P2 180000 - 30000 - 53500 - 24086 - 72414 -

P3 340000 85000 40000 10000 71600 17900 57385 14346 171015 42754

P4 180000 - 30000 - 53500 - 17755 - 78745 -

P5 210000 52500 30000 7500 44500 11125 38218 9555 97282 24320

OBIECTIVE, NOUTATE, BENEFICIARI

Scopul proiectului - dezvoltarea unui nou concept de proiectare si de executie a unor noi tipuri de electrozi pentru sudarea prin rezistenta electrica in puncte sau linie, prin depunerea unor straturi composite metaloceramice cu tehnici de depunere diferite.

Obiectivul general - obtinerea de noi produse si tehnologii eficiente si nepoluante - electrozi bimetalici ecologici si economici, cu straturi compozite depuse pe zonele active (Cu-WC), destinati sudarii in puncte si in linie.

Noutate si complexitate - depunerea in zona activa a electrodului a unor straturi compozite imbogatite cu carburi inglobate intr-o matrice metalica de cupru, pentru o buna consolidare si rezistenta la uzură.

Potentialii beneficiari ai rezultatelor cercetarii: producatorii de linii robotizate si automatizate, cum ar fi: CLOS (Austria), MESSER (Germania), LANGEPEN (Franta), ESAB (Suedia) etc. sau firmele producatoare de componente sudate, precum Baycan (Turcia), Dacia Pitesti, RAAL Bistriţa.

Potenţial economic:- folosirea materialelor compozite creaza premizele pentru cresterea sigurantei indicilor de

exploatare pentru echipamentele supuse unei densitati ridicate a curentului;- utilizarea noilor electrozi compoziti asigura o crestere a productivitatii muncii, intrucat permit obtinerea unor indici de productivitate crescuti pentru durate de reparatii mai reduse;- lansarea pe piata a noilor componente si tehnologii indeplineste cerintele ecologice (se

elimina riscul intoxicarii cu metale grele).

STADII DE REALIZAREETAPA I/2007. MODELAREA EVOLUTIEI MICROSTRUCTURALE A ELECTROZILORDE SUDARE INCARCATI CU STRATURI COMPOZITE

Modele – Modelarea deformării plastice şi a modului de transport a curentului prin electrozii cu straturi compozite (Buget -210000 RON, Cof. - 27500 RON)Achizitii: Consumabile – 8607 RON

MODELAREA DEFORMĂRII PLASTICEla nivelul suprafeţei electrodului - SolidWorks Corp

MODELAREA MODULUI DE TRANSFER A CURENTULUI PRIN ELECTROD - modelarea cu elemente finite SORPAS

Câmp de deformaţii Câmp de tensiuni statice

Câmpul de tensiuni nodal

Distribuţia temperaturii Distribuţia curentului

Tensiunea de sudare Eforturi la sfârşitul sudării

Lot de test, Raport experimentări: Obţinere carbura WC, obţinere benzi solidificate ultrarapid, obţinere straturi compozite prin solidificare ultrarapidă, prin pulverizare, prin inducţie, prin depunere cu laser (Buget - 366284 RON, Cof. - 46925 RON)

Achizitii: 66932 RON (Instalaţie sudare în puncte – 18000 RON, Microscop optic Olympus – 14185 RON (parţial),Analizor granulometric cu laser – 18000 RON (parţial), Difractometru RX – 16747 RON (parţial)).

Obţinerea carburilor CW Obţinerea benzilor solidificate ultrarapid Depunere prin pulverizare termica Obtinere straturi compozite prin inductie (AgCu, FeCuNbSiB, AgCuTi) (ameste c pulberi Cu+WC) (Flux compozit tip CuP7-Mn0,5-Ni1/FH10/30%CW)

STADII DE REALIZAREETAPA II/2008. OBTINEREA ELECTROZILOR PENTRU SUDARE CU STRATURI COMPOZITE

Obţinere straturi compozite prin sudare benzi solidificate ultrarapid Obţinere straturi compozite prin depunere cu laser

STADII DE REALIZAREETAPA III/2009. OPTIMIZAREA CARACTERISTICILOR TEHNOLOGICE SI STRUCTURALE ALE ELECTROZILOR CU STRATURI COMPOZITE

Realizare produs, Optimizare tehnologii pentru pulberi de cupru şi carburi WC, benzi, straturi compozite cu carburi (Buget - 203912 RON, Cof. - 28188 RON)

Achizitii: 33502 RON (Materiale, creuzete, consumabile, vergele, disjunctori, senzori, pulberi metalizare).

Obţinere electrod cu straturi compozite(depunere plasma, WIG, laser)

Optimizare producere pulberi Cu si WC Benzi aliaj Ag70Cu30 Benzi aliaj Ag65Cu30Ti5

Raport de caracterizare, Raport de testare: microstructura straturilor, microduritatea, rezistivitatea electrică, caracteristici tribologice (credite angajament - Buget - 72774RON, Cof. – 10059 RON)

Achizitii: -

STADII DE REALIZAREETAPA IV/2009. TESTE PRELIMINARE PRIVIND DETERMINAREA CARACTERISTICILOR NOILOR TIPURI DE MATERIALE

Penetrarea şi distributia carburilor în electrodul de cupru

Proba Aria de contact calculata,mm2

Rezistenta masurata, x10-7

/Valoare medieΩ

Rezistivitatea masurata,µΩm

Eroarea relativa(Rm-Re)/Re

P1 50,24 217, 214 /215,5 0.0750 3.3P2 51,50 249, 220/234.5 0.0838 3.8P3 50,24 210, 216/213 0.05544 2.21P4 51,50 239, 223,210, 174/211.5 0.0561 2.25

Rezultate masurari electrice

Proba Forta de curgere (tf)

Forta maxima de compresiune (tf)

Sectiunea initiala, (mm2)

Sectiunea finala, (mm2)

Inaltimea initiala, (mm)

Inaltimea finala, (mm)

P1 1,40 - 50,24 77,71 19,3 16,3P2 1,60 4,20 50,24 105,63 14,4 6,35P3 1,55 4,20 51,50 94,98 14,4 6,45

Teste de compresiune

Proba Microduritatea HV2 Valoare medie HV2 Microduritatea HV0,3 Valoare medie HV0,3

P2 (Cu) 106, 101, 92,7, 104, 103, 94 100 125, 115, 114 118P3 (Cu +carburi) 128, 116, 117, 118, 120 119 158, 156, 181, 186,

167169

Teste de microduritate pe zonele deformate

Raport de caracterizare, Raport demonstrare, Brevet, Articole, comunicari

Testarea caracteristicilor microstructurale ale straturilor compozite – P5; Testarea caracteristicilor mecanice - CO; Testarea caracteristicilor de rezistivitate electrica – P2; Testarea caracteristicilor tribologice – P3; Variatia campului termic in electrodul cu straturi compozite – P4; Variatia rezistentelor de contact – P1; Determinari de fiabilitate pentru electrozii cu straturi compozite – P2; Estimarea performantelor ecologice – P4; Implementarea noilor electrozi in conditii industriale – P1, P3, P5; Reciclarea electrozilor cu straturi compozite - CO; Brevetarea modelului de electrod cu straturi compozite – CO, P1, P2, P3, P4, P5; Diseminarea rezultatelor proiectului – CO, P1, P2, P3, P4, P5. Achiziţii: în funcţie de finanţare

OBIECTIVE PROPUSEETAPA V/2010. TESTAREA CARACTERISTICILOR NOILOR TIPURI DE MATERIALE. DEMONSTRAREA FUNCTIONALITATII MODELULUI DE ELECTROD CU STRATURI COMPOZITE. ACTIUNI SUPORT

PARTICIPARE TINERI CERCETATORI: Drd. Ing. Ion Mihai Vasile, Drd. Ing. Elena Manuela Stanciu, Drd. Ing. Adrian Catalin Pavalache, Stud. Marius Tonoiu, Ing. Ciprian Alexa, Ing. Romi Chirita, Stud. Matei Ivan

Sesiunea de comunicari stiintifice studentesti 2008 - 1 Cercetări privind recondiţionarea electrozilor pentru sudarea in puncte. Studenţi: Radu CAZAN, Radu ALBULESCU, anul IV,

Facultatea I.M.S.T. Conducători ştiinţifici: Prof. univ.dr.ing. Ionelia VOICULESCU, Drd. ing. Elena Manuela STANCIU, Drd. ing. Adrian Cătălin PĂVĂLACHE

ARTICOLE publicate International - 2 Voiculescu, I., Geanta, V., Stefanoiu, R., Binchiciu, H., I.Vida-Simiti, N.Jumate, Vasiu, R. Study on Hardfaced Wear Resistant Bronze Alloy,

Friction, Wear and Wear Protection. International Symposium, 2008, Ed. Wiley-VCH, ISBN 978-3-527-32366-1, Aachen, Germany, p.610- 617. N.Jumate, I.Vida-Simiti, V.Geanta, I.Voiculescu, H.Binchiciu. Structure of Anti-Friction Layers Obtained by Thermal Deposition with Bronze

Electrodes. Proceedings of the IIW International Conference „Safety and Reliability of Welded Components in Energy and Processing Industry”, 10 – 11 July, 2008, Graz, Austria, p. 735 – 737.

Ionelia Voiculescu, Victor Geanta, Elvira Alexandrescu, Adrian Catalin Pavalache, Elena Manuela Stanciu. THE CHARACTERISTICS OF COOPER-CARBIDE COMPOSITE LAYER OBTAINED BY LASER BEAM REMELTING. Conferinta EUROMAT 2009, Glasgow, Scotland.

National - 4 I.Voiculescu, R.Iovanas, D.M.Iovanas, C.G.Ceorapin, I.C.Roata, H.Binchiciu. Performance Testing of Joints Brazed With Amorphous Filler

material Type CuSn. Metalurgia International, Vol. XIV (2009) Spec. issue No.2, ISSN: 1582-2214, pg. 143-146. C. Delavet, G. Iacobescu, O. Dontu, I. Voiculescu, D. Besnea, E.M. Stanciu, A.C. Pavalache. Cooper-Carbide Composite Layer Obtained By

Laser Beam Remelting. The Romanian Review Precision Mechatronics, Optics & Mechatronics, 2009 (19), No.35, ISSN 1584-6982, p.113-118; Voiculescu, I., Geantă, V., Binchiciu, H., Vida-Simiti, I., Jumate, N., Vasiu, R., Lungu, D. New Consumable for Tin Alloy Weld Deposit with 12 –

15 % Sn Content. Conference EXCELLENCE RESEARCH – A Way to ERA, Braşov, Romania, 24 – 26 October, Editura Tehnică, 2007, ISSN 1843 - 5904, L. 98.

Moldovan, L., Lungu, D., Gnandt, F., Geantă, V., Voiculescu, I. Obţinerea prin metalurgia pulberilor a electrozilor din Cu-Sn utilizaţi la depunerile antifricţiune. A VII-a Conferinţă naţională multidisciplinară – cu participare internaţională, „Profesorul Dorin PAVEL – fondatorul hidroenergeticii româneşti, Sebeş, România, 2007, p. 189-194.

Diseminare

Teza doctorat: Ing. Constantin Ceorapin – Studii si cercetări privind fabricarea şi recondiţionarea electrozilor de contact prin încărcare prin sudare. Conducator stiintific – Prof. dr. ing. Radu Iovanas.

DISEMINARE

Reuniuni de lucru – Conferinţe, mese rotunde, work-shop-uri

2007 – Savadisla, Cluj2007 – Brasov - UTBv 2008 – Brasov – BRAMAT 2008 2008 – Bucuresti , UPB - SIM

2008 – TEHNOMAG Cluj 2008 – SUDOTIM AS Timisoara 2009 – Univ. Transilvania Brasov, SIM 2009 – TEHNOMAG Cluj