В Пермском политехе нашли новый способ получения деталей для самолетов

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали новый метод получения бездефектных тонкостенных сварных соединений из алюминиевых сплавов для создания деталей самолетов. Исследование проводилось согласно целям и задачам нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в пресс-службе учебного заведения.

Алюминиевые сплавы с магнием, литием и цирконием часто используют в авиационной отрасли и других областях производства. Они обладают уникальными свойствами: низкой плотностью, высокой упругостью и стойкостью к коррозии. Из них изготовляют легкие и тонкие конструкции для летательных аппаратов, но в процессе сварки в соединениях могут появляться дефекты в виде пор.

«Рыхлый оксидный слой, появляющийся на поверхности алюминиевых сплавов, поглощает влагу, водород и другие газы, которые взаимодействуют с жидким металлом при сварке. При переходе металла из жидкого состояния в твердое растворимость газа в металле резко падает. Если газовые пузыри не успевают всплыть после кристаллизации металла и остаются в нем, это приводит к образованию дефектов», — пояснила одна из разработчиков, доцент кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского политеха, кандидат технических наук Елена Федосеева.

Удаление оксидной пленки с поверхности материалов снижает количество пор, но этого недостаточно для полного отсутствия дефектов. Чтобы избежать их возникновения, специалисты некоторых предприятий проводят термовакуумную обработку материала перед сваркой. Она предположительно позволяет изменить состав материалов и снизить концентрацию водорода в основном металле.

Пермские ученые впервые оценили совместное влияние исходного материала, термовакуумной обработки и технологий сварки сплавов на возникновение пор. Результаты исследования показали, что электронно-лучевая сварка позволяет избежать образования пор наиболее эффективно, в отличие от сварки методом MIG, при которой используют инертный газ. Применение термовакуумной обработки перед сваркой обоими способами помогает получить однородный по твердости металл.

Получение бездефектных соединений сваркой высококонцентрированными источниками энергии в вакууме позволит повысить качество тонких конструкций из алюминиевых сплавов в авиационной промышленности и безопасности. Это поможет обеспечить технологический суверенитет России.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.