Современные конструкционные материалы имеют сложные системы легирования и зачастую не позволяют использовать для изготовления сварных конструкций традиционные методы сварки плавлением. К таким материалам относятся высокопрочные сплавы на основе алюминия, интерметаллидов и др. Целесообразным способом сварки таких материалов является сварка в твердой фазе. Преимущества технологий сварки в твердой фазе по сравнению со сваркой плавлением:

• возможность сварки деталей из материалов, не свариваемых сваркой плавлением;
• минимальное термическое воздействие на свариваемый материал;
• отсутствие дефектов, присущих сварке плавлением;
• повышение КИМ в 3–4 раза за счет минимальных допусков заготовок;
• отсутствие коробления и термических деформаций;
• получение сварных соединений с прочностью, близкой к прочности основного материала.

При изготовлении сварных конструкций из алюминиевых сплавов находит применение процесс сварки трением с перемешиванием, обеспечивающий получение соединений со свойствами, значительно превосходящими свойства соединений, полученных дуговыми способами сварки.

Механические свойства сварных соединений алюминиевых сплавов, выполненных аргоно-дуговой сваркой и сваркой трением с перемешиванием (СТП)

Применение – изготовление элементов фюзеляжа, крыльев, баков для топлива и криогенных жидкостей, корпусов ракет и других конструкций из алюминиевых, титановых, магниевых сплавов.

Разработаны технологии ротационной сварки трением жаропрочных деформируемых никелевых сплавов в одноименных и разноименных сочетаниях.

Применение – изготовление деталей типа «диск–вал», «вал–вал» сварного ротора (детали в виде тел вращения) из деформируемых титановых и никелевых сплавов, сталей.

Деталь типа «диск?вал»

Механические свойства сварных соединений жаропрочных никелевых сплавов, выполненных ротационной сваркой трением

Высокотемпературная диффузионная пайка является наиболее эффективным методом соединения никелевых жаропрочных сплавов нового поколения (ЖС6У, ЖС32, ЖС36, ВКНА-4У, ВЖМ4, ВЖМ5, пористоволокнистые уплотнительные материалы).

Припои ВПр11-40н, ВПр24, ВПр27, ВПр36, ВПр37, ВПр44, ВПр48, ВПр50 на никелевой основе и технологии пайки обеспечивают:

• жаростойкость паяных соединений на уровне жаростойкости основного материала;
• жаропрочность стыковых соединений на уровне 0,7–0,9 от жаропрочности основного материала;
• совмещение пайки с термообработкой основного материала;
• пайку тонкостенных конструкций с минимальной эрозией основного материала;
• возможность ремонта литых деталей из жаропрочных никелевых сплавов, включая монокристаллические сплавы.

Припои для пайки жаропрочных никелевых сплавов и сталей

Механические свойства паяных соединений

Лопатки турбины с запаянными знаковыми отверстиями

Паяный блок силовых лопаток

ВПр16 и ВПр28 – припои на титановой основе при пайке титановых сплавов обеспечивают:

• прочность паяных соединений на уровне основных материалов;
• совмещение режима пайки с режимом термообработки основного материала;
• пайку тонкостенных конструкций с минимальной эрозией основного материала;
• коррозионную стойкость соединений во всеклиматических условиях;
• получение композиционных наплавок с повышением износостойкости титановых сплавов в десятки раз;
• возможность пайки соединений металлов с керамикой.

Припои для титановых сплавов

ВПр35 и ВПр40 – припои на основе олова и свинца обеспечивают:

• замену серебросодержащих припоев на припои на основе олова и свинца;
• хорошую коррозионную стойкость соединений – рекомендуются для работы во всеклиматических условиях без лакокрасочной защиты;
• более высокую (на 20–40%) прочность при срезе паяных соединений, чем прочность соединений, выполненных серебросодержащими припоями.

Припои для низкотемпературной пайки

Паяные штепсельные разъемы

Паяная сотовая панель

Участок изготовления порошковых припоев и сплавов для аддитивных технологий

Технологическое оборудование

Участок создан на базе современного оборудования:

• атомайзер HERMIGA10/100VI – установка для получения мелкодисперсных порошков;
• система классификации и упаковки порошка в инертной атмосфере с контролем влажности и содержания кислорода в процессе упаковки, позволяющая разделять порошки по фракциям в интервале от 5 до 75 мкм методом газодинамической сепарации с точностью ±4 мкм и высокой производительностью (до 50 кг/ч);
• виброгрохот Analizzette 3 Spartan (Fritsch, Германия) – для фракционного анализа полученных порошков;
• вакуумная плавильная установка УППФ-3М – для выплавки шихтовой заготовки.

Атомайзер HERMIGA10/100VI

Процесс атомизации

Система классификации и упаковки порошков в аргоне

Микроструктура (?6000) гранул порошка
припоя ВПр50

Выпускаемая продукция и услуги:

• припои на никелевой основе марок ВПрР24, ВПр27, ВПр32, ВПр36, ВПр37, ВПр42, ВПр44, ВПр50 и другие;
• порошки для селективного лазерного спекания (менее 40 мкм) и лазерной наплавки (40–80 мкм), а также порошки специального назначения на никелевой и железной основе (ЭП648, ВКНА-1В, ВКНА-4У, ЖС6У, коррозионностойкие стали, чугуны и т. п.).

Получение порошков возможно как из шихтовой заготовки производства ФГУП «ВИАМ», так и из материала Заказчика.