Российскими учеными найден способ решения давней проблемы авиастроения: сварки деталей самолета. На дворе ХХІ век, а корпуса воздушных лайнеров до сих пор соединяют заклепками. Так, в корпусах крупнейших самолетов Boeing и Airbus насчитывается до 30 миллионов отверстий под заклепки.
В Институте теоретической и прикладной механики имени. Христиановича нашли возможность решить эту давно наболевшую проблему, применив современные нанотехнологии и лазер.
Согласно нынешним технологиям главный материал, из которого строят самолеты – титан. Сам по себе данный материал очень хорош. Он легче стали и много прочней ее, но он капризен в работе. Сварке почти не поддается, а те швы, что получаются, очень непрочны и хрупки. А сварить титан и сталь вообще до последнего времени было невозможно из-за физических особенностей металлов и разницы в их удельной массе. Поэтому и приходится до нынешнего времени склепывать корпуса авиалайнеров, потому как современные технологии еще не могут заменить ничем эту трудоемкую операцию.
Во время сварки титана внутри металла появляются крупные дендритные образования, напоминающие слои дерева. Между этими слоями связи очень слабые, поэтому сварочные швы получаются очень хрупкими. Ученые исследовательского института в шов добавили наночастицы специальной керамики. В получающемся расплаве во время сварки они смешиваются с металлом, становясь центрами кристаллизации, в разы увеличивая прочность получающихся сварочных швов.
Но не только в добавлении нанопорошков суть ноу-хау сибирских ученых. Здесь важную роль играет и режим лазерной сварки. При так называемом «кинжальном» проплавлении материалов на месте шва ученые впервые в мире получили прочность, соизмеримую с крепостью собственно металла. Следующим шагом стала сварка титана со сталью, в результате чего получившийся шов стал прочнее, чем его оба компонента по отдельности.