Лазерная Сварка Разнородных Металлов

Лазерная сварка позволит забыть о заклепках

В современном самолете используется до 30 млн. заклепок. Казалось бы, зачем, ведь металлические детали можно соединять при помощи сварки? Но проблема в том, что прочностные характеристики сварного шва невысоки. В месте соединения деталей в результате химической реакции образуются хрупкие дендритные структуры (интерметаллиды). Это крупные кристаллы, связи между которыми недостаточно сильные. В случае соединения листов одинакового металла шов должен быть толще основных деталей, только так можно добиться необходимой прочности. Но из-за этого увеличивается вес конструкций, что в авиастроении недопустимо. А сварные швы между деталями из разных металлов (к примеру, титана и нержавеющей стали) не выдерживают даже минимальных нагрузок. Новая технология, разработанная в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН, позволит соединять самые разнообразные металлы и отказаться от заклепок подобных креплений.

Ученые ИТПМ предложили использовать лазерную сварку вместо обычной. Как отмечает доктор физико-математических наук А. М. Оришич, главное достоинство лазера — он фокусирует большую энергию в точке приложения. Вещество фактически вытесняется за пределы этой точки. Образуется своеобразная «кастрюля», стенки которой состоят из расплавленного металла, а внутри нет абсолютно ничего. В эту «кастрюлю» добавляются специальные керамические наночастицы. Они смешиваются с частицами металла и в процессе остывания становятся центрами кристаллизации. В итоге вместо крупных кристаллов образуются мелкие, и прочность соединения значительно возрастает. В ходе первого эксперимента исследователи попытались соединить два листа титана (очень плохо поддается сварке). Впервые для такого металла был получен шов, прочность которого не уступает прочности самого материала.

Похожие страницы: