Новосибирск. 14 марта. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Специалисты Института теоретической и прикладной механики (ИТПМ СО РАН), Института химии твердого тела и механохимии и Института ядерной физики (ИЯФ СО РАН) впервые получили сварной шов с таким же пределом прочности, как у основного материала, сообщает пресс-служба ИЯФ.
Отмечается, что у самых современных алюминий-литиевых сплавов, например, у сплава В-1469, разработанного во Всероссийском научно-исследовательском институте авиационных материалов, предел прочности равен 550 мегапаскалей (МПа). При этом необходимо, чтобы прочностный уровень сварного шва был равен прочностному уровню сплава на 100%, и только в этом случае можно говорить о внедрении метода в практику.
"Специалисты Сибирского отделения РАН впервые в мире применили синхротронное излучение в режиме реального времени на каждом этапе лазерной сварки и начали изучать процессы образования тех или иных структурных состояний, причин их трансформаций и переходов. Исследования были проведены в ЦКП "Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения" (ЦКП СЦСТИ) ИЯФ СО РАН", - говорится в сообщении.
Ученые подобрали температурные режимы лазерной сварки таким образом, чтобы упрочняющие добавки (например, медь) не вытеснялись из сплава, а упрочняющая фаза (структурное состояние, отвечающее за прочность сплава) была распределена по объему шва, а не концентрировалась на так называемых дендритах - структурах, образующихся при остывании металла и делающих его хрупким.
Применив методы посттермообработки, специалистам удалось вернуть нужное фазовое состояние и получить прочный сварной шов.
"При этом, мы сумели сохранить прочность и самого сплава (...) При помощи термообработки мы добились перераспределения упрочняющей фазы и получили предел прочности 550 Мпа", - приводятся в сообщении слова заведующего лабораторией лазерных технологий ИТПМ Александра Маликова.
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.
