PNNL разработала технологию соединения толстых алюминиевых конструкций со сталью

Технология PNNL сочленения алюминия со сталью

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), США разработали и успешно протестировали новый процесс — под названием Friction Stir Dovetailing — который соединяет толстые пластины из алюминия и стали. Новый процесс будет использоваться для производства более легких военные транспортных средств, характеризующихся высокой экономичностью в эксплуатации.

По данным Управления подотчетности правительства США, военные тратят ежегодно несколько миллиардов долларов на закупку топлива, что может быть уменьшено за счет снижения веса кораблей, самолетов, наземных транспортных средств и грузов.

Чтобы снизить затраты на топливо и повысить операционную эффективность, при сохранении безопасности военнослужащих, в 2014 году в рамках проекта по созданию и развитию инженерных войск автомобильного транспорта США (TARDEC) была начата кампания по поиску путей создания более легких боевых систем, таких как танки, боевые машины и кадровые перевозчики. Один из подходов, который они исследуют, заключается в замене тяжелых стальных компонентов более толстыми, но более легкими, алюминиевыми. Но алюминий и сталь нельзя сваривать вместе из-за очень разных точек плавления, поэтому они искали новый способ соединения этих материалов.

В деревообработке, для надежного соединения кусков древесины вместе, используют ласточкин хвост и клей. Friction Stir Dovetailing — аналогичный подход для металлов. Используя специально разработанный инструмент,  с вращающейся головкой, который генерирует достаточное трение для нагрева, алюминий деформируется в стальной ласточкин хвост с образованием механической блокировки. В то же время инструмент притирается вдоль нижней части ласточкина хвоста, образуя тонкую металлургическую связь (интерметаллическое соединение), которое «склеивает» металлы вместе в ласточкин хвост.

 

«Комбинация механической блокировки и металлургического связывания, сформированная в рамках одного технологического процесса, — это инновация, которая создает соединения с превосходной прочностью и пластичностью», — говорит инженер PNNL Скотт Уален, который возглавляет исследование.

Справка

Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (PNNL), США является первой в стране лабораторией научных открытий в области химии, наук о Земле и аналитике данных, а также для решения самых сложных проблем страны в области энергостойкости и национальной безопасности. PNNL, основанная в 1965 году, управляется Battelle Управления Министерства энергетики США. Управление науки DOE является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из наиболее неотложных задач нашего времени.

Источник: www.pnnl.gov