• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15 сентября
ПНИПУ
233

Найден способ получения деталей для самолетов без дефектов

4.8

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. Однако в процессе сварки в соединениях могут появляться дефекты в виде пор. Ученые Пермского Политеха нашли способ получения бездефектных тонкостенных сварных соединений из алюминиевых сплавов.

Найден способ получения деталей для самолетов без дефектов / ©Getty images

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.

Результаты работы ученые опубликовали в журнале Materials (2022). «Славы на основе алюминия, магния и лития с добавками циркония сегодня используют в авиастроении и других сферах промышленности. Они отличаются высокой упругостью и стойкостью к коррозии, свариваемостью и пониженной плотностью. Однако трудности сварки тонкостенных конструкций из алюминиевых сплавов связаны с тем, что на их поверхности образуется рыхлый оксидный слой.

Металл алюминиевого сплава системы Al-Mg-Li (×200) в поляризованном свете / ©Пресс-служба ПНИПУ

Он 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», — рассказывает 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. С помощью этого метода можно повысить качество исходного материала и снизить его пористость.

Металл шва сплава системы Al-Mg-Li при электронно-лучевой сварке (×200) в поляризованном свете / ©Пресс-служба ПНИПУ

«Водород может попадать в зону сварки не только из алюминия, но и из сварочного материала и защитного газа. Оптимальным способом «соединения» алюминиевых сплавов является электронно-лучевая сварка. Ее проводят с помощью высококонцентрированного источника энергии в вакуумной камере. Этот метод позволяет очистить поверхность металла от газов без применения дополнительных средств», — объясняет руководитель проекта, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов Пермского Политеха, ведущий научный сотрудник Центра аддитивных технологий центра коллективного пользования, доктор технических наук, доцент Татьяна Ольшанская.

Пермские ученые впервые оценили совместное влияние исходного материала, термовакуумной обработки и технологий сварки сплавов на возникновение пор. Они провели металлографический анализ, исследовали состав сплавов и сварных швов. С помощью термодинамических расчетов разработчики определили, как формируются упрочняющие фазы в металле после термовакуумной обработки и без нее при различных способах сварки. Они установили, что такая обработка, закалка и старение не влияют на состав сплава, но распределение упрочняющих фаз происходит более равномерно.

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. Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

12 часов назад
Мария Азарова

В этом году премия досталась Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру.

Позавчера, 18:47
Анна Новиковская

На границе палеозойской и мезозойской эр, около 250 миллионов лет назад, Землю настигло самое страшное вымирание в истории, погубившее более трех четвертей от всего живого. Однако, если какие-то группы животных исчезли почти полностью, то другие практически не пострадали. Судя по костям крошечного ящера из Антарктиды, рептилии оказались в числе последних.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Позавчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: