Ученые из Башкирии разрабатывают новую технологию сварки

Ученые института проблем сверхпластичности металлов РАН помогли коллегам из НИИД, головного института Объединенной двигателестроительной корпорации, в разработке нового вида сварки – ротационной сварки трением – деталей, существенно повышающей свойства и надежность авиационных двигателей. Такой сваркой удалось соединить детали диска и вал создаваемого двигателя ПД-35, которые раньше соединяли с помощью болтов и гаек.

Башкирским ученым удалось изменить внутреннюю структуру сварного соединения таким образом, что его механические свойства и надежность повысились в несколько раз.

После сварки трением в жаропрочных никелевых сплавах сварное соединение имеет мелкозернистую структуру, в которой отсутствуют упрочняющие фазы. Такая структура имеет пониженную жаропрочность и длительную прочность, которые не укладываются в технические условия.

Ришат Кашаев, руководитель группы механических испытаний Института проблем сверхпластичности металлов РАН

Ведь сварка детали – это полдела. После нее структура металла становится мелкозернистой. И чтобы будущий ротор был надежен и выдерживал большие нагрузки внутри авиадвигателя, а сам двигатель и компрессор стали легче, нужны особые свойства. Уфимские ученые предложили технологию послесварочной термической обработки.

Дело в том, что в процессе линейной сварки трением происходит растворение упрочняющей гамма-штрихфазы, которая снижает характеристики жаропрочности и длительной прочности. В этой связи нами была разработана послесварочная термическая обработка, которая позволила укрупнить структуру в сварном соединении, тем самым подняв механические свойства.

Марсель Нагимов, младший научный сотрудник группы механических испытаний Института проблем сверхпластичности металлов РАН
Фото №1 - Ученые из Башкирии разрабатывают новую технологию сварки

Новый вид сварки успешно осваивается в России. И большой вклад в технологическое развитие страны вносит и Башкортостан. Ученые Института сверхпластичности металлов РАН уже 40 лет работают в области материаловедения, технологий обработки металлов и сплавов. Разработки позволяют создавать детали сложной формы из металлов и сплавов с улучшенными свойствами и способствуют развитию нового вида соединения деталей – ротационной сварки трением.

Эта сварка позволяет соединять не соединяемые другими способами детали. Это особенно важно для газотурбинного двигателя, для авиационного двигателя. Такое соединение позволяет существенно облегчить двигатель и повысить его надежность.

Радик Мулюков, академик Российской академии наук, научный руководитель Института проблем сверхпластичности металлов РАН

Ротационную сварку трением впервые опробовал советский новатор Чудиков в далеком 1956 году, заметно позже технологию начали развивать на Западе – в 60-е годы запустили промышленные установки.

И все двигатели, которые сегодня летают на самолетах Airbus и самолетах «Боинг», тормозные компрессоры высокого давления, соединяются таким способом. Мы сейчас это делаем у себя, и это позволит действительно получить нам двигатель нового поколения. Вот материалы, которые гранульные мы варим, у них очень интересные свойства, которые нужно обеспечить. И вот нам как раз ИПСМ РАН – институт проблем сверхпластичности города Уфы – помог это сделать.

Сергей Павлинич, директор филиала АО «ОДК» «НИИД»

В будущем ученые хотят запустить технологию в серийное производство. И, возможно, двигатель пятого поколения ПД-35, созданию которого способствуют наши специалисты, станет новым стандартом в российской авиации, в частности, благодаря внедрению ротационной сварки трением в технологию его изготовления.

Волна
БАШКОРТТАР-БСТ