Transfer výsledkov výskumu z oblasti oblúkového a laserového zvárania s nasledovnou povrchovou úpravou vysokopevných konštrukčných ocelí do edukačného procesu pomocou inovatívnych metód vzdelávania

Basic informations

Thematic area: komisia č. 2 pre nové technológie, metódy a formy vo vzdelávaní

Project name (Slovak): Transfer výsledkov výskumu z oblasti oblúkového a laserového zvárania s nasledovnou povrchovou úpravou vysokopevných konštrukčných ocelí do edukačného procesu pomocou inovatívnych metód vzdelávania

Project name (English): Transfer of research results from the field of arc and laser welding with the subsequent surface treatment of high-strength structural steels into the educational process using innovative methods of education.

Start of project: 2025

End of project: 2027

Condition of project: Financovaný/riešený

Project number: 018ŽU-4/2025

Project leader: doc. Ing. Miloš Mičian, PhD.

University: Žilinská univerzita v Žiline

Department: Strojnícka fakulta

Project annotation in Slovak language

Problematika zvariteľnosti vysokopevných ocelí (ocelí so zvýšenou medzou klzu) a ich následnej povrchovej protikoróznej úpravy je v súčasnosti vysoko aktuálna. Dôvodom je predovšetkým požiadavka na znižovanie hmotností zváraných konštrukcií vo všetkých oblastiach priemyslu. Aplikácia vysokopevných ocelí v strojárskej výrobe, pre výrobu automobilov, iných zváraných konštrukcií, energetických zariadení, stavebných mechanizmov a i. umožňuje znižovanie spotreby oceľového materiálu na základe zmenšovania nosných prierezov vďaka vyššej medzi klzu použitých ocelí. Zmenšovanie prierezu nosných prvkov sa prejavuje znížením hmotnosti, pri zabezpečení rovnakých bezpečnostných a prevádzkových požiadaviek súčastí a zariadení. Aj napriek zvýšeným požiadavkám na proces zvárania vysokopevných ocelí je ich použitím dosahované zefektívnenie výroby a využitia materiálu a s tým úzko spojenú energetickú efektívnosť, ktorá sa stala prioritou vo viacerých prijímaných dokumentoch v Slovenskej republike a Európskej únii. Ekonomickú efektívnosť je možné uplatniť aj pri predlžovaní životnosti súčastí a zariadení vyrobených z ocelí so zvýšenou medzou klzu. Jednou z možností je zvyšovanie životnosti vhodnou protikoróznou povrchovou úpravou, ktorá vytvára na povrchu ocele bariéru minimalizujúcu vplyvy negatívnych účinkov okolitého pracovného prostredia spôsobujúcich plošnú koróziu, jamkovú koróziu príp. korózne praskanie. V súčasnosti sú pre oceľové súčasti konštrukcií využívané povrchové úpravy na báze syntetických jednovrstvových, prípadne viacvrstvových náterov, zinkovanie alebo kombinácia týchto povrchových úprav. Daný projekt KEGA je zameraný na prenos poznatkov z oblasti zvárania vysokopevných ocelí a ich povrchových úprav so zameraním sa na zinkovanie do edukačného procesu. Projekt podporí kvalitu vzdelania hlavne v materiálovo-technologických akreditovaných študijných programoch v odbore strojárstvo. Transfer poznatkov bude realizovaný už počas riešenia projektu pomocou inovatívnych metód vzdelávania s podporou on-line vzdelávania. Pre transfer budú použité inovatívne metódy a techniky vyučovania ako prípadové štúdie, výučba formou problémových výkladov, motivačných demonštrácií, ktoré budú viesť študenta ako k samostatnému, tak aj k tímovému riešeniu daného problému počas semestra. Takýto prístup je vyžadovaný aj zamestnávateľmi z oblasti strojárstva, kedy je končiaci študent postavený pred riešenie konkrétnej úlohy, prípadne problému vo výrobe. Výsledkom edukačného projektu budú štúdie konkrétnych problémov vznikajúcich pri zváraní vysokopevných ocelí, rôznych technológií zinkovania s podporou numerických simulácií zvárania. Na spracovaní štúdií sa budú podieľať študenti 1. 2. a 3. stupňa vysokoškolského štúdia riešením čiastkových úloh na cvičeniach a laboratórnych cvičeniach, ako aj formou semestrálnych prác a prezentácií výsledkov. Výsledkom budú edukačné materiály, štúdie, analýzy, prezentácie a metodiky z danej oblasti. Výsledky projektu budú voľne dostupné a použiteľné aj po skončení riešenia projektu.

Project annotation in English language

The issue of weldability of high-strength steels (steels with an increased yield strength) and their subsequent surface anti-corrosion treatment is currently highly relevant. This is primarily because of the requirement to reduce the weight of welded structures in all areas of the industry. The application of high-strength steels in engineering production for the production of cars, other welded constructions, energy equipment, and construction mechanisms enables the reduction of steel material consumption based on the reduction of the load-bearing cross-sections owing to the higher yield strength of the steels used. Reducing the cross section of the supporting elements manifests itself in weight reduction while ensuring the same safety and operational requirements for components and equipment. Despite the increased requirements for the welding process of high-strength steels, their use achieves the efficiency of production and use of materials and the closely related energy efficiency, which has become a priority in several accepted documents in the Slovak Republic and European Union.   Economic efficiency can also be applied to extend the life of components and equipment made of steel with higher yield strength. A suitable anti-corrosion surface treatment, which creates a barrier on the steel surface minimizing the effects of the negative effects of the surrounding working environment causing surface corrosion, pitting corrosion, or corrosion cracking is one of the ways to increase the service life of the structure. Steel components, structures, and equipment use surface treatments based on synthetic single-layer or multi-layer coatings galvanizing or a combination of these coatings at present. The KEGA project is aimed at expanding and supplementing the knowledge of the educational process in the field of welding high-strength steels and their surface treatments with a focus on galvanizing. The project will support the quality of education mainly in material-technological accredited study programs in the field of mechanical engineering. Knowledge transfer will be implemented already during the project using innovative educational methods with the support of online education. Innovative teaching methods and techniques will be used for the transfer, such as case studies, teaching in the form of problem interpretations, and motivational demonstrations, which will lead the student to both independent and team solutions to the problem during the semester. Such an approach is also required by employers in the field of mechanical engineering, where the ending student is faced with the solution of a specific task or problem in production. The result of the educational project will be studies of specific problems arising in the welding of high-strength steels and various galvanizing technologies with the support of numerical welding simulations. Students of the 1st, 2nd, and 3rd degree of university study will take part in the elaboration of studies by solving partial tasks in exercises and laboratory exercises, as well as in the form of semester works and presentations of results. The result will be educational materials, studies, analyses, presentations, and methodologies in the field. The results of the project will be freely available and usable even after the end of the project solution.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Drawn in year 2026	11 444,00	0,00