Прочные сплавы — недорого: ученые усовершенствовали способ сварки деталей из алюминия и титана

Исследователи предложили иновационную технологию сварки деталей из алюминия и титана

Новую технологию сварки деталей из алюминия и титана предложили исследователи из подведомственного Минобрнауки России Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»). Сварка деталей внахлест помогает решить проблему несовместимости теплофизических характеристик этих материалов и существенно удешевляет процесс получения высокопрочных сплавов.

Сегодня в транспортной отрасли широко используется комбинирование материалов с различными свойствами, что позволяет сочетать легкость с жесткостью и прочностью для производства наиболее важных элементов. Как отмечает Сергей Миронов, профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ», наиболее привлекательным можно назвать сочетание алюминиевых и титановых сплавов. Однако несовместимость теплофизических характеристик этих материалов значительно затрудняет процесс их прочного соединения.

Решить эту проблему можно, применяя инновационной способ сварки трением с перемешиванием. Но в случае с алюминиевыми и титановыми сплавами использование этой технологии обычно сопровождается интенсивным износом рабочего инструмента и ведет к образованию хрупкого интерметаллического слоя на поверхности раздела свариваемых материалов. Поэтому сотрудники НИИ материаловедения и инновационных нанотехнологий НИУ «БелГУ» решили усовершенствовать технологию, предложив сваривать детали внахлест.

«Нам удалось оптимизировать метод сварки с перемешиванием для создания прочных соединений деталей из алюминиевых и титановых сплавов. Выбор в пользу конфигурации сварки внахлест позволяет внедрять рабочий инструмент только в алюминиевую пластину. Отсутствие контакта с титаном решает проблему износа инструмента и способствует радикальному уменьшению толщины интерметаллического слоя. Предложенный способ позволяет получать прочные сварные швы, что подтвердилось в ходе лабораторных испытаний», — прокомментировал опубликованные результаты исследования Сергей Миронов.

Применение такого способа позволит отказаться от использования дорогостоящего рабочего инструмента из карбида вольфрама и, соответственно, существенно удешевит процесс сварки. В дальнейших планах ученых — оценить применимость метода сварки для высоколегированных алюминиевых сплавов.

«Алюминий и титан — это два легких металла и поэтому они широко используются в транспортной индустрии. Если мы научимся их соединять, то это будет считаться прорывом в промышленности», — добавил ученый.

Исследование было поддержано грантом Российского научного фонда.

Источник: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации.

Узнать актуальную информацию отрасли от производителей промышленного оборудования можно на выставке Weldex, которая состоится 10−13 октября 2023 года в Москве.