Уникальная технология позволит сварить «непобедимый» алюминиевый сплав - «Технологии»

По своим характеристикам алюминиевый сплав АА7075, разработанный в 40-х годах прошлого века, обладает прочностью стали — но лишь третью ее веса. К сожалению, широкое его использование все это время было невозможно, потому что он не поддавался сварке. Но теперь это, наконец, изменится.

Проблема состоит в следующем: ингредиенты АА7075 – алюминий, цинк, магний и медь в процессе сварки плавятся неравномерно. Это явление носит название фазовой сегрегации, в результате нее по всей длине сварного шва образуются трещины.

Однако недавно команда ученых Самуэльской школы инженерии при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе сумела разработать технологию сварки АА7075.

Они изготовили тонкие стержни из этого сплава, в которые были добавлены наночастицы карбида титана. Стержни помещались между более крупными фрагментами АА7075, предназначенными для сварки. В процессе дуговой сварки стержни и металлические фрагменты начинали плавиться — но благодаря наночастицам, уже более равномерно.

В результате образовались сварные швы, обладающие пределом прочности на разрыв в 392 мегапаскаля. Для сравнения, тот же показатель у традиционного алюминиевого сплава 6061 – всего 186 мегапаскалей. Более того — у ученых есть основания полагать, что последующая термическая обработка способна повысить прочность сварных швов АА7075 до 551 мегапаскаля. А это уже соответствует прочности стальных соединений.

Сплав АА7075 широко используется в авиастроении при создании крыльев и фюзеляжа. Правда, для соединения отдельных частей в единое целое до настоящего времени применялась клепка. С появлением новой технологии сварки возможности по использованию сплава значительно возрастают.