金属成型工艺与机械系主任、工程科学博士亚历山大·维德林教授作为“智能制造”项目技术任务“复合材料冷压加工数字孪生开发”的一部分，与他的团队一起开发了一项技术来提高焊接工艺的可靠性。该技术将有助于在任何条件下显着提高焊接工艺的生产率。
焊接工艺广泛应用于工业，特别是管道生产。大口径管道是主要天然气管道不可或缺的一部分，具有特殊的制造特性。一根1420毫米的大口径管道由一块板材制成，然后焊接其边缘。
“我们正在研究一种有效的工具，可以使用所谓的药芯焊丝进行高质量的焊接。传统的电极（焊工在焊接管道时使用的电极）是一根金属棒，表面涂有焊剂。然而，更有效的是管状型材的电极，里面倒入了焊剂粉末或合金元素，”亚历山大·弗拉基米罗维奇解释了开发的具体细节。
电极直径传统上为4毫米，必须在电极内部放置特殊的焊粉。如果是现成的管，则不可能将粉末倒入其中。因此，生产粉末焊丝的传统方法是这样的：用金属板制成管，在焊接其边缘之前将粉末倒入其中，然后沿着边缘焊接所有东西。这种电极的长度应该是几十米，甚至几百米。因此，将得到的焊丝卷成卷。在这种情况下，焊接的纵向接缝在弯曲时起作用。因此，这种焊丝的强度较低，这会导致纵向焊缝断裂和粉末溢出。
此特性与生产中紧急情况的高频率相关。这是因为焊缝在多次弯曲成卷并伸直后会爆裂，并且进一步的焊接过程会停止。由无缝管制成的电极没有这个缺点。
制造无缝管是完全可能的，但必须具有更大的直径。根据压力金属加工工艺和机械部门专家的计算，其直径应约为30毫米。用粉末填充直径为30毫米的管子已经完全可能。
“我们的任务是通过使用粉末芯一起拉制从直径至少为30毫米的管道中获得细管。这就是我们实现的目标，包括借助复合材料拉制过程的数字孪生。这可以被视为我们在该项目中的主要成就，”亚历山大·维德林强调道。
以这种方式实现的焊丝的新特性将允许：
在车间条件下提高管道焊接工艺的可靠性；
新型焊丝将使在现场使用自动焊接成为可能。
“管道通常长度有限：最多12米。而天然气管道必须拉数百公里。因此，传统上在现场条件下将这些管道焊接成长结构，一根管道焊接到另一根管道上。在这种情况下不能使用由焊接管制成的外壳的粉末焊丝，因为它在展开时会断裂，”亚历山大·弗拉基米罗维奇解释道。 - 如今，焊工继续手动焊接这些管道，通常是在针叶林和极北地区的条件下。我们目前正在研究的新技术解决方案 - 由无缝管制成的外壳的粉末焊丝，将允许在极端的现场条件下使用自动焊接。
因此，劳动生产率可以提高数倍。不再需要在不舒服的条件下使用人力劳动。同时，焊接的可靠性将更高！
如今，我国北部地区最需要这种自动焊接的新型焊条。目前主要天然气管道正在这里铺设，很难使用人工。
如果我们掌握了这种粉末焊丝的生产，我们将为每个人带来巨大的利益！
该项目正在南乌拉尔国立大学国家项目“科学与大学”2030 优先计划的框架内实施。