В Петербурге учёные ЦНИИ КМ «Прометей», входящего в Курчатовский институт, произвели сварку 30 тонн облегчённых и больших панелей для морских судов по технологии FSW - трением с перемешиванием.
«Пластилиновый» металл
«Прометей» — единственное в мире место, где умеют варить титан с идеальным швом», - заявлял ещё в 2019 году Михаил Ковальчук, президент Курчатовского института. С тех пор прогресс ЦНИИ КМ «Прометей» не стоит на месте. Теперь здесь опробовали новый метод «сварки трением с перемешиванием» (FSW). Металл не доводят до жидкого, бурлящего состояния, его бережно разогревают силой трения до консистенции, сравнимой с мягким пластилином. Специальный инструмент с невероятным усилием давит на стыкуемые детали, одновременно вращаясь. Он буквально «перемешивает» их кромки на молекулярном уровне, создавая монолитное соединение.
Для самых сложных участков — угловых стыков — учёные разработали особое ноу-хау: использование присадочного материала. Дополнительная металлическая «нить» вплавляется в зону соединения, обеспечивая абсолютную надёжность в самых ответственных узлах будущих кораблей. Результат — безупречные, ровные швы, лишённые традиционных для дуговой сварки дефектов: пустот, трещин или непроваров.
У каждого успеха есть свои имена. Авторами разработки выступили инженеры «Прометея» Антон Демченко, Александр Бяков и Екатерина Циренникова, предложившие симбиоз теоретического расчёта и инженерной смекалки. Ценность их детища подтверждают четыре патентные заявки, которые уже поданы. Это не просто формальность, а оформление прав на интеллектуальную собственность, которая может стать основой для новых стандартов в отечественном судостроении.
Корабли в нашей гавани
Главное в этой истории — не только качество, но и масштаб. Масштаб в 30 тонн — главный аргумент, переводящий разработку из разряда лабораторных экспериментов в категорию реальных промышленных решений. Панели, рождённые в лабораториях «Прометея», уже нашли своих адресатов. Они переданы ключевым центрам, определяющим облик российского флота: Крыловскому государственному научному центру и ЦМКБ «Алмаз» в Санкт-Петербурге, а также Конструкторскому бюро «СиТех» в Нижнем Новгороде.
Возможность создавать крупногабаритные, но при этом облегчённые панели кардинально меняет подход к проектированию судов. Облегчённые алюминиевые и гибридные панели, сваренные без перегрева и дефектов, позволяют уменьшить вес корпуса на 8–20%, что даёт 5–12% экономии топлива, увеличивает грузоподъёмность и повышает ресурс за счёт меньшей вибрации. Более плотные и однородные швы обеспечивают до 30–40% снижения ремонтных расходов, растут межремонтные интервалы.
Холодная сварка, горячие перспективы
Мировая практика подтверждает релевантность FSW именно для задач крупнотоннажного судостроения. Международные обзоры всё чаще представляют эту технологию перспективной. В 2023 году международный обзор в издании MDPI отмечал, что технология FSW используется в судостроении и при создании морских конструкций. В исследованиях подчёркивалось: при правильно выбранных режимах сварки швы, полученные методом трения с перемешиванием, демонстрируют высокие механические характеристики — в том числе повышенную прочность, стабильность структуры и улучшенную усталостную стойкость по сравнению с традиционными плавильными методами, а сниженный тепловой ввод помогает уменьшить дефекты и влияет на коррозионную устойчивость.
Показательно и исследование 2025 года, опубликованное на SpringerLink. Учёные детально изучили сварку разнородных материалов — алюминиевого сплава AA6082 и стали AISI316. Оказалось, что FSW позволяет создать между ними прочное соединение с характеристиками, которые делают технологию реальной альтернативой даже взрывной сварке.
В других материалах отмечается, что FSW перестаёт быть технологией только для алюминия. Метод становится «многообещающим» и для соединения стальных элементов в кораблестроении.
Волны изменений
Сварка трением с перемешиванием (FSW), по предварительным прогнозам, даёт судостроению заметный и многослойный экономический эффект. Прежде всего, она снижает себестоимость корпусных работ на 10–25%: процесс требует меньше энергии, не использует флюсы, проволоку и газ, а также почти исключает трудоёмкую правку деформаций.
Для верфей важна и скорость: производство панелей ускоряется на 10–20%, повышая серийность и оборот капитала. При этом дефектность падает на 50–80%. Отсутствие расплава уменьшает риск пор, трещин и прожогов.
Тридцать тонн «пластилинового» металла от «Прометея» — это не просто новость из мира науки. Это конкретный и весомый вклад в будущее российского флота.
Вячеслав Антипов, генеральный директор НИЦ «Курчатовский институт» - ЦНИИ КМ «Прометей»: «Академик Игорь Васильевич Горынин говорил: «Прометей в переводе с греческого – провидец. И наш институт поэтому носит имя Прометей, что с самого момента своего образования на шаг-два опережает научно-технический прогресс. Наука на то и существует, чтобы совершать фантастические вещи. А когда за решение сложной задачи берётся надёжный научный коллектив, то он в состоянии пойти по совершенно нестандартному пути и получить абсолютно новый результат. Наука не может стоять на месте. Всегда есть интересные направления, требующие углублённых исследований. Только через науку, через знания страна может двигаться вперёд».