Закономерности формирования биметаллических неразъемных соединений титановых и алюминиевых сплавов при сварке трением с перемешиванием с использованием температуростойких фрикционных инструментов

Создание ответственных конструкций нового поколения для авиакосмической, судостроительной, железнодорожной и автомобильной отраслей требует применения новых технологий и материалов. Актуальным является получение биметаллических соединений конструкционных материалов, в частности, из титановых и алюминиевых сплавов по причине их высокой удельной прочности. Традиционные плавящие методы сварки не позволяют получать такие соединения. В качестве решения предлагается сварка трением с перемешиванием. В различных исследованиях показана принципиальная возможность получения биметаллических соединений титан-алюминий сваркой трением с перемешиванием, но значительных успехов пока не наблюдается. Получение таких соединений осложнено отсутствием достаточно стойких инструментов для сварки титана, разностью физических свойств алюминия и титана (в частности, температурой плавления), образованием интерметаллидного слоя. В настоящем проекте для сварки будет использоваться оригинальный инструмент из жаропрочного никелевого сплава ЖС6У, который способен выдерживать высокие нагрузки и температуры, однако ранее для таких целей не использовался, что обеспечивает новизну исследования. Также новизна обеспечивается сваркой внахлест через титан, что позволит развить поверхность раздела разнородных материалов и улучшить качество соединения. Использование «мягкого» режима сварки (по нагрузке, а не координате) позволит соблюдать стабильность процесса, что также не изучено. В результате будут получены закономерности изнашивания оригинального инструмента, вывод о его применимости для получения соединений титан-алюминий, закономерности эволюции структуры соединений на различных иерархических уровнях, закономерности влияния технологических параметров на качество соединений. Теоретическая значимость данных результатов заключается в развитии представлений об износе инструмента в процессе сварки трением с перемешиванием, о самом процессе сварки и процессах внутри неразъемных соединений. Практически данные результаты внесут вклад в развитие технологии для получения качественных биметаллических соединений из титановых и алюминиевых сплавов сваркой трением с перемешиванием.