Сибирские ученые более чем вдвое увеличили прочность титан-алюминиевого сварного шва, перспективного для авиастроения

Новосибирск. 20 марта. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Сибирские ученые добились увеличения прочности шва при лазерной сварке титана и алюминия, получив более однородный сплав, сообщает пресс-служба Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ, Новосибирск).

Отмечается, что различия в химических и физических свойствах титана и алюминия могут привести к появлению нежелательных соединений в ходе сварки и изменению свойств материалов в зоне шва, в том числе остаточных термических напряжений.

Комплекс исследований, проводимых специалистами Института теоретической и прикладной механики им.С.А.Христиановича (ИТПМ), ИЯФ и Института химии твердого тела и механохимии, включал сварку листов применяемых в авиастроении алюминиевого и титанового сплавов, исследование микроструктуры полученного сварного соединения с применением синхротронного излучения, а также оптимизацию режимов лазерной сварки.

При сварке также образуются интерметаллидные образования (соединения двух металлов), большинство из которых оказались твердыми и хрупкими.

"Специалисты сместили лазерное излучение в сторону титанового сплава, в результате получив меньшее количество интерметаллидов и увеличив прочность сварного шва в 2,25 раза", - говорится в сообщении.

Лазерная сварка выполнялась на автоматизированном лазерном технологическом комплексе "Сибирь" ИТПМ, дифракционные исследования проводились с использованием инфраструктуры Центра коллективного пользования "Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения" (ЦКП "СЦСТИ").

Как сообщалось, ранее ученые ИТПМ совместно с томскими коллегами усовершенствовали разработанную в ИТПМ технологию сварки титановых и алюминиевых сплавов для авиастроения, испытания сварного соединения проходят во Всероссийском институте авиационных материалов.

Лазерная сварка, в отличие от классических способов, обладает уникальным свойством - кинжальным проплавлением. Благодаря применению наночастиц специальной керамики, которые перемешиваются с материалом в расплаве и становятся центрами кристаллизации, удается избежать образования длинных кристаллов-дендритов, и прочность соединения увеличивается в несколько раз. В авиастроении этот метод в перспективе позволит перейти от клепаных соединений к сварным, что сделает самолет легче и дешевле в производстве и эксплуатации.

ЦКП "Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения" создан на базе лабораторий ИЯФ и имеет статус открытой лаборатории, в деятельности которой могут принимать участие российские и зарубежные организации и ученые. Основой для деятельности Центра являются накопители электронов/позитронов ВЭПП-3 и ВЭПП-4М - источники синхротронного излучения, и Новосибирский лазер на свободных электронах - источник терагерцового излучения.