Челябинские ученые вместе с коллегами из Китая разработали новую технологию сварки, которая в ближайшем будущем может быть использована в строительстве, автомобиле- и авиастроения. К раскаляющим металл электродам они предложили добавить ультразвуковые волны мощностью около 1200 Вт, при воздействии которых прочность соединений увеличивается вдвое, а срок службы деталей - в 1,9 раза. Исследования показали, что такие швы могут долгое время выдерживать постоянные вибрации без единой трещины.

Как пояснили в вузе, к исследованиям подтолкнул "конфликт металлов", который происходит при сварке гибридных конструкций.

К примеру, в автомобилестроении стальная "клетка" салона соединяется с легкими алюминиевыми панелями, из которых изготавливают двери, капот и крылья. В этот момент и возникает главная инженерная головная боль - на стыке разных металлов при сварке образуется очень твердый, но хрупкий слой - так называемые интерметаллические соединения. Со временем при больших нагрузках от езды по бездорожью и вибрации двигателя этот шов начинает трескаться и постепенно разрушается.

При добавлении ультразвука при сварке происходит настоящая магия. Когда ультразвуковая волна проходит через раскаленный металл, кристаллы внутри шва становятся крошечными и ровными - их размер уменьшается почти в пять раз. В итоге хрупкие прослойки, которые раньше губили соединение, истончаются вдвое. Кроме того, ультразвук выбивает из металла пузырьки воздуха, делая шов идеально плотным.

По сути используется тот же эффект звуковых вибраций, который используют стоматологи при чистке зубов от камня. Только при сварке он гораздо мощнее. А за счет равномерного "встряхивания" происходит уплотнение металла.

Исследователи считают, что их технология откроет дорогу созданию гораздо более легких и прочных конструкций. Они помогут будущим электромобилям дольше работать на одном заряде, самолетам - экономить топливо и доставлять больше грузов. В строительстве мостов и высотных зданий можно будет использовать металлические узлы, обладающие прочностью монолитного бетона.