В Новосибирске решили сваривать алюминий с помощью скандия
Научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им.С.А.Христиановича (ИТПМ, Новосибирск) Александр Маликов предложил использовать редкий металл скандий для упрочнения сварного шва при лазерной сварке алюминия в авиастроении, сообщает издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири". Александр Маликов отмечает, что на сегодняшний момент изделия соединяются при помощи клепок, а это процесс не быстрый: «Его скорость — 0,2 метра в минуту. У лазерной сварки же — 6 метров в минуту, то есть, производительность повышается в 30 раз. К тому же, если варить, то экономия металла получается около тонны на самолет. В среднем машина эксплуатируется 25 лет, соответственно, за эти годы на топливо понадобится потратить примерно на $10 млн меньше». Маликов предложил не вводить скандий в состав сплава для всей детали - т.к. металл достаточно дорогой, стоимость изделия увеличивается в несколько раз, - а наносить его только на место будущего сварного шва. Затем с помощью лазера необходимо добиться равномерного распределения скандия в листе металла, не допуская его избытка, потому что в этом случае соединение станет хрупким. На отработку предложенной технологии молодой ученый получил грант Президента Российской Федерации. Оптимальный объем скандия ученые будут подбирать экспериментально. Кроме того, шов должен пройти различные виды обработки, которые применяются на авиазаводах, а потом, опять же, проверку крепости. «В нашем институте есть проект по титановым сплавам — показано, что для них применение определенных наночастиц позволяет увеличить прочность сварного участка, причем, ее показатели получаются выше, чем у основного материала, — рассказывает Александр Маликов. —Опираясь на тот опыт, мы хотим получить нечто похожее и на алюминиевых сплавах». Дальше полученные сварные соединения должны пройти аттестацию во Всероссийском институте авиационных материалов. Он уже дает сертификацию и дальше продвигает технологию в самолетостроение. Собственно, программа гранта включает лишь научные исследования, в результате которых должны получиться высокопрочные швы. Ранее сообщалось, что Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ) уже провел испытания авиационных деталей, соединенных методом лазерной сварки, разработанным в ИТПМ. Как сообщалось, разработанный в ИТПМ метод позволяет сваривать металлы, которые раньше считались несвариваемыми, например, титан и сталь. 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. Технологию опробовали сначала на однородных материалах, затем ученым удалось соединить титан, сталь и медь.
В Новосибирске решили сваривать алюминий с помощью скандия
Научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им.С.А.Христиановича (ИТПМ, Новосибирск) Александр Маликов предложил использовать редкий металл скандий для упрочнения сварного шва при лазерной сварке алюминия в авиастроении, сообщает издание Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".
Александр Маликов отмечает, что на сегодняшний момент изделия соединяются при помощи клепок, а это процесс не быстрый: «Его скорость — 0,2 метра в минуту. У лазерной сварки же — 6 метров в минуту, то есть, производительность повышается в 30 раз. К тому же, если варить, то экономия металла получается около тонны на самолет. В среднем машина эксплуатируется 25 лет, соответственно, за эти годы на топливо понадобится потратить примерно на $10 млн меньше».
Маликов предложил не вводить скандий в состав сплава для всей детали - т.к. металл достаточно дорогой, стоимость изделия увеличивается в несколько раз, - а наносить его только на место будущего сварного шва. Затем с помощью лазера необходимо добиться равномерного распределения скандия в листе металла, не допуская его избытка, потому что в этом случае соединение станет хрупким. На отработку предложенной технологии молодой ученый получил грант Президента Российской Федерации.
Оптимальный объем скандия ученые будут подбирать экспериментально. Кроме того, шов должен пройти различные виды обработки, которые применяются на авиазаводах, а потом, опять же, проверку крепости.
«В нашем институте есть проект по титановым сплавам — показано, что для них применение определенных наночастиц позволяет увеличить прочность сварного участка, причем, ее показатели получаются выше, чем у основного материала, — рассказывает Александр Маликов. —Опираясь на тот опыт, мы хотим получить нечто похожее и на алюминиевых сплавах». Дальше полученные сварные соединения должны пройти аттестацию во Всероссийском институте авиационных материалов. Он уже дает сертификацию и дальше продвигает технологию в самолетостроение. Собственно, программа гранта включает лишь научные исследования, в результате которых должны получиться высокопрочные швы.
Ранее сообщалось, что Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ) уже провел испытания авиационных деталей, соединенных методом лазерной сварки, разработанным в ИТПМ.
Как сообщалось, разработанный в ИТПМ метод позволяет сваривать металлы, которые раньше считались несвариваемыми, например, титан и сталь.
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.
Технологию опробовали сначала на однородных материалах, затем ученым удалось соединить титан, сталь и медь.