Непрерывно возрастающее в развитие авиакосмической техники связано с применением в конструкциях и изделиях высокотехнологических материалов с повышенной удельной прочностью. Одним из таких путей снижения веса летательных аппаратов при сохранении высоких механических свойств является использование для изготовления узлов планеров тонкостенных слоистых панелей из титановых сплавов, имеющих при весьма небольшом весе высокие характеристики устойчивости несущих слоев и значительную жесткость на изгибе. В настоящее время наиболее эффективным технологическим процессом, позволяющим получать такие конструкции, является диффузионная сварка [1–22].
Качественные параметры диффузионно-сварного соединения в большей степени зависят от сварочного давления [1, 3–13], однако его приходится ограничивать для исключения возможности потери устойчивости заполнителя и смятия его в процессе сварки.
Для решения этой проблемы используется предварительный отжиг заполнителя в β-области [2, 3], которая позволяет за счет повышения прочностных характеристик заполнителя увеличить сварочное давление, но при этом снижается пластичность материала заполнителя, что и приводит как к непроварам при сварке по развитой поверхности, так и к «прорезанию» материала обшивки кромкой ленты заполнителя до половины ее толщины.
Повышение качества диффузионных соединений наполнителя с обшивкой возможно путем использования заполнителя, имеющего комбинированную микроструктуру α-титан + β-титан [3, 7, 11, 15].
Для получения комбинированной структуры заполнителя, с учетом довольно малой теплопроводности титановых сплавов, в качестве источника нагрева для термообработки использовалось лазерное излучение [17–24, 22–28]. В ходе экспериментов по термообработке лент заполнителя сфокусированным лазерным лучом с пилообразным сканированием в поперечном направлении [16] были получены образцы заполнителя со сложной комбинированной структурой, имеющей чередующиеся участки α и β фаз (рис. 1).
Полученные образцы показали значительную устойчивость к смятию в поперечном направлении и хорошую свариваемость с материалом обшивки, причем прорезания обшивки практически отсутствуют.