Новые технологии для российской авиаиндустрии предлагают новосибирские учёные


Это лазерная сварка металлов, которая позволит сделать швы такими же прочными, как сам материал
14 Июля 2021, 11:51

Подобного эффекта добиться крайне сложно. В самолётостроении сварной шов в перспективе мог бы заменить заклёпки, которые широко применяются сегодня, однако их использование имеет ряд недостатков.

В начале ХХ века применение сварки в судостроении радикально изменило всю отрасль. Заклёпки на морских судах стали технологическим пережитком. В авиастроении ситуация иная. Сварной самолёт ─ пока мечта. Здесь заклёпочные соединения ─ господствующая технология.

«Данная технология обладает своими недостатками. Основной ─ это вредный фактор воздействия на человека. К тому же это очень медленный процесс», ─ отметил заведующий лабораторией лазерных технологий Института теоретической и прикладной механики СО РАН Александр Маликов.

Оригинальное решение учёных Академгородка ─ высокопрочная сварка лазером, безвредная и эффективная. Луч фокусируется в миниатюрную точку и при температуре около 2 000 градусов скрепляет разного рода сплавы ─ титановые, алюминиево-литиевые, стальные. Скорость ─ 10 метров в минуту, в 50 раз быстрее заклёпочной технологии. Как правило, любой тип сварки приводит к ухудшению качества металла, но в данном случае лазер материалу не вредит. Разработчики научились управлять структурно-фазовым состоянием сварного шва.

Но сварка лазером не даёт той прочности, которую пытаются добиться учёные и инженеры. Она достигает 60-70%. Чтобы довести её до 100%, необходима постобработка ─ закалка, искусственное старение. В результате шов перестаёт быть слабым местом конструкции, становится почти таким же прочным, как сам материал. Учёные отслеживают, какие изменения происходят на микроуровне.

«Вишенка на торте ─ это синхротронное излучение, которое помогло нам комплексно увидеть, что происходит, достигнуть конечного результата», ─ заметил старший научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики СО РАН Александр Голышев.

Ноу-хау новосибирских учёных ─ комплексный подход к разработке технологии. Фундаментальные исследования завершили, на очереди ─ испытание швов.

Заведующий лабораторией лазерных технологий Института теоретической и прикладной механики СО РАН Александр Маликов отметил, самолёты при взлёте и посадке испытывают циклические нагрузки. Необходимо показать, что при циклических испытаниях сварные соединения выстоят.Такая проверка может длиться до 10 лет.

Авиаотрасль ─ одна из самых консервативных на мировом рынке. Но стимул есть, настаивают сибирские инженеры. Использование высокопрочной лазерной сварки позволит российскому самолётостроению сделать огромный шаг вперёд: облегчить конструкции и удешевить их производство.

читайте также