Новая технология сварки трением с перемешиванием создаёт прочные биметаллические соединения без расслоений
Сотрудники НИЦ «Курчатовский институт» запатентовали способ получения слоистых сталеалюминиевых соединений сваркой трением с перемешиванием (СТП). Технология позволяет надёжно соединять стальные и алюминиевые заготовки внахлёст, что раньше было сложной задачей из-за образования хрупких интерметаллидных слоёв.
Процесс происходит так: алюминиевую заготовку предварительно обрабатывают металлической щёткой (крацеванием) с обеих сторон, а стальную — только со стороны стыка. Затем вращающийся сварочный инструмент с наконечником погружают в алюминий и внедряют в сталь на глубину не более 0,1 мм. Режимы сварки жёстко контролируются: скорость — от 300 до 700 мм/мин, частота вращения — от 400 до 900 об/мин, усилие — от 1100 до 3200 кгс, угол атаки — 0,5–2,5 градуса. При этом усилие на наконечник не превышает 40–50% от общего усилия на инструмент.
В результате получается соединение с интерметаллидными включениями, не превышающими 0,01 мкм, которые не вызывают расслоений. Предел прочности на срез достигает не менее 106 МПа. Технология подходит для конструкционной и высокопрочной стали, а также для алюминиевых сплавов на системах легирования алюминий-магний и алюминий-магний-кремний с плакировкой технически чистым алюминием.
Разработка открывает новые возможности для авиастроения, автомобилестроения и судостроения, где часто требуется соединять лёгкий алюминий с прочной сталью.