Объединенная двигателестроительная корпорация Госкорпорации Ростех ведет работы по совершенствованию технологии сварки деталей из перспективных сплавов, основанной на отечественных разработках. Метод обеспечивает прочность сварного соединения, сопоставимую с прочностью основного материала, поэтому может применяться на самых высоконагруженных узлах двигателя.

 

Технология впервые была апробирована еще в середине ХХ века, однако до настоящего времени в отечественном авиационном двигателестроении не применялась, поскольку аргонодуговая и электроннолучевая сварка в те годы были признаны более перспективными. Со временем в процессе совершенствования газотурбинных двигателей и с появлением новых материалов, которые стало невозможно сваривать старыми методами, основанными на плавлении, возникла необходимость применения инерционной сварки трением. В частности, жаропрочный никелевый сплав, который применяется при изготовлении ротора компрессора высокого давления, невозможно сварить при помощи применяемых сегодня в производстве методов сварки.

Инерционная сварка трением позволяет сваривать любые детали, имеющие цилиндрическую форму. В первую очередь под эту категорию подходят роторы компрессоров низкого и высокого давления ГТД. В дальнейшем данную технологию можно будет внедрять для производства валов и корпусов авиадвигателя. Сварка трением обеспечивает прочность сварного соединения до 0,97% от прочности основного материала, поэтому с ее помощью можно варить любые, даже самые высоконагруженные узлы, какими и являются роторы.

Суть технологии заключается в том, что одна из соединяемых деталей вращается, а когда она свариваемыми поверхностями соприкасается с другой деталью, из-за возникающих сил трения происходит очень быстрый разогрев и переход материала в пластичное состояние. При этом детали испытывают сильное давление, под действием которого в получающемся соединении образуются металлические связи. При этом металл сваривается в пластичной фазе, но не расплавляется. Соответственно, из-за отсутствия литой структуры не происходят процессы расплавления и кристаллизации металла, не возникают типичные для таких фазовых переходов дефекты, как поры, непропаи и горячие трещины.

В проекте, помимо филиала ОДК – НИИД, принимают участие челябинский Конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении, который занимается проектированием и изготовлением оборудования для инерционной сварки трением; Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов, проводящий исследования сварных соединений, и Всероссийский институт легких сплавов – поставляет заготовки из перспективного жаропрочного никелевого сплава.

Источник