Лазерная сварка в авиации: ученые повысили прочность шва
Для сборки корпусов самолетов давно используется надежное клепочное соединение. Оно не вызывает серьезных нареканий, хотя имеет ряд недостатков. Например, такой способ соединения очень медленный - в минуту можно продвинуться на 30 см, не более. Кроме того, клепки влияют на массу корпуса.
История новой технологии Несколько лет назад ученые разработали метод соединения деталей с помощью лазерной технологии. Сварка алюминия и титана показала хорошие результаты - с помощью лазера можно в минуту сваривать до 4 м поверхности. Скорость увеличилась более чем в 10 раз. Однако на тот момент были выявлены существенные недостатки нового метода. Оказалось, что сварной шов довольно хрупкий и небезопасный, он нуждается в серьезной доработке. На исследования у ученых ушло еще несколько лет.
Недавно была разработана технология, которая позволяет использовать этот метод в авиации. В ходе исследований прочность сварного шва была повышена в 2 раза. За счет этого удалось добиться впечатляющих результатов. Теперь сварной шов надежнее, чем старые клепки. Он обладает всеми необходимыми свойствами, чтобы обеспечить безопасность во время полета. Разумеется, результаты будут еще многократно протестированы.
Как были получены результаты Сварка лазером активно изучается учеными последние 5 лет. Первые результаты были получены в 2017 году, однако тогда же возникла проблема с хрупкостью соединения. Исследователи обнаружили, что термические и физические свойства двух металлов (алюминия и титана) серьезно различаются. Поэтому при соединении возникают интерметаллидные включения. Именно они обладают хрупкостью и влияют на прочность шва. Перед учеными встала задача уменьшить количество таких соединений.
Шов тщательно исследовали, чтобы более точно оценить его характеристики. Потом были выполнены теоретические расчеты, по результатам которых лазерный луч был смещен в процессе сварки ближе в сторону титана. Это позволило значительно уменьшить количество хрупких соединений. Смещение всего на 1 мм привело к повышению прочности шва в 2 раза.
Теперь технология считается достаточно перспективной для применения в серьезной авиации. До этого она использовалась в единичных случаях, а также там, где отсутствовали серьезные риски. Этот метод может сократить расходы на производство авиатехники, ускорить процесс выпуска самолетов.