Новосибірські вчені з Інституту теоретичної і прикладної механіки СО РАН (ІТПМ СО РАН) розробили технологію, яка допоможе будувати літальні апарати нового покоління.
Одне із завдань сучасного літакобудування - полегшення конструкції літального апарату. Заміна від 50 до 30 млн. заклепок, що використовуються сьогодні при виготовленні корпусу великого пасажирського літака, на зварні шви дозволила б значно полегшити його, здешевити виробництво і істотно поліпшити експлуатаційні характеристики.
Така заміна можлива тільки при виконанні умови рівності міцності зварного шва і міцності зварюваного матеріалу. Конструкція літака повинна мати всі деталі з однаковою міцністю. Однак сучасні методи зварювання авіаційних матеріалів (алюмінієвих і титанових сплавів) не дозволяють повною мірою виконувати цю вимогу.
Вчені ІТПМ розробили лазерну зварку із застосуванням наночастинок, що дозволяє істотно поліпшити міцнісні властивості зварного шва. Основна ідея нової технології - управління процесом кристалізації при зварюванні за допомогою наночастинок тугоплавкої сполуки (наприклад, карбіду титану), які вводять у зварний шов.
Введення нанопорошка в зварний шов кардинальним чином змінює процес зародкування, яке відбувається на нанорозмірних частинках на кордоні контакту трьох фаз (наночастинка - зародок - розплав) і різко змінює морфологію і дисперсність зростаючого зерна. Структура шва замість голково-дендритної стає квазірівноосною і дрібнодисперсною. Зменшується розмір неметалевих включень. Відповідно підвищуються механічні властивості (міцність і пластичність) металу шва, зростає в кілька разів відносне подовження, збільшуються межа міцності і межа плинності.
Нагадаємо, що давним-давно, 100-150 років тому, морями ходили судна з клепаними корпусами. Коли була розроблена технологія зварювання сталі, що забезпечує необхідну міцність, всі корабельні корпуси стали зварними. Так і зварні літаки, можливо, скоро замінять клепані. Тим більше що досвід виготовлення зварних літаків, правда поки тільки військових, вже є.
(На фото - автоматизований лазерний технологічний комплекс для зварювання).