РАЗРАБОТКА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО СУДОСТРОЕНИЯ
Аннотация
Анализ использования судовых дизельных двигателей показывает, что многие машиностроительные элементы, применяемые в их конструкции (поршни, клапаны, седла клапанов и т. п.) и конструкции элементов охлаждения (трубные решетки теплообменных аппаратов) зачастую выходят из строя до запланированного капитального ремонта. Возникает необходимость их вывода из эксплуатации, что приводит к значительным финансовым потерям. Для обеспечения необходимых показателей работоспособности элементов двигателей и сопутствующих систем специалистам АО «ЦТСС» была поставлена задача по разработке высокопроизводительных и эффективных технологий их изготовления, исходя из конкретных задач производства. Одним из путей решения поставленной задачи стало применение лазерных технологий, отличающихся от традиционных более высокой скоростью процесса, минимальными тепловыми вложениями в обрабатываемое изделие, минимальным расходом присадочных материалов и практически полным отсутствием термических деформаций, которые сокращены благодаря низким значениям погонной энергии процесса (в несколько раз меньше, чем при сварке традиционными дуговыми способами). Несмотря на то, что лазерные технологии являются сложными многопараметрическими процессами, их комплексное применение является одним из путей повышения качества судостроительной и машиностроительной продукции. В статье описан опыт сотрудников «Лазерного центра судостроения» в отработке технологий лазерной сварки трубных решеток и наплавки клапанов судовых двигателей и, в частности, отражены: принципы работы, возможности и особенности применяемого оборудования; последовательность действий при отработке технологий; технологические аспекты, позволяющие достичь решения поставленной задачи; влияние различных параметров на технологические особенности процессов; результаты проведенных исследований.
Ключевые слова
лазерная сварка, лазерная наплавка, судостроение, судовое машиностроение, теплообменный аппарат, трубная решетка
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Москвитин Г. В. Применение методов лазерной сварки в современном промышленном производстве (обзор) / Г. В. Москвитин, А. Н. Поляков, Е. М. Биргер // Сварочное производство. - 2012. - № 6. - C. 36-47.
Лопота В. А. Новые технологии термообработки, сварки и наплавки материалов с использованием волоконных лазеров большой мощности / В. А. Лопота, Г. А. Туричин, И. А. Цибульский [и др.] // Заготовительные производства в машиностроении. - 2012. - № 10. - С. 6-13.
Schulze V. B. Remote welding with 3D scanners / V. B. Schulze, M. Lingner // Laser+Photonics. - 2013. - No. 3. - Pp. 38-40.
Туричин Г. А. Особенности формирования структуры сварных соединений при лазерной сварке разнородных материалов систем Al - Cu, Al - Ti / Г. А. Туричин, О. Г. Климова, К. Д. Бабкин // Цветные металлы. - 2014. - № 4 (856). - С. 45-50.
Regaard B. Seam-tracking for high precision laser welding applications - Methods, restrictions and enhanced concepts / B. Regaard, S. Kaierle, R. Poprawe // Journal of Laser Applications. - 2009. - Vol. 21. - Is. 4. - Pp. 183-195. DOI: 10.2351/1.3267476.
Григорьянц А. Г. Технологические процессы лазерной обработки / А. Г. Григорьянц, И. Н. Шиганов, А. И. Мисюров. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 663 с.
Земляков Е. Перспективы использования технологии лазерной наплавки для восстановления лопаток компрессоров газотурбинных двигателей / Е. Земляков, К. Бабкин, Р. Корсмик [и др.] // Фотоника. - 2016. - № 4 (58). - С. 10-25. DOI: 10.22184/1993-7296.2016.58.4.10.22.
Ермолаев А. С. Лазерные технологии и процессы при изготовлении и ремонте деталей газотурбинного двигателя / А. С. Ермолаев, А. М. Иванов, С. А. Василенко // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. - 2013. - № 35. - С. 49-63.
Смелов В. Г. Технология импульсной лазерной наплавки при ремонте пресс-форм / В. Г. Смелов, А. В. Сотов, Р. Р. Кяримов [и др.] // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. - 2015. - Т. 14. - № 3-2. - С. 432-437. DOI: 10.18287/2412-7329-2015-14-3-432-437.
Пат. 2107598 Российская Федерация, МПК В 23 К 26/00, В 23 Р 6/00. Способ восстановления изношенных поверхностей шеек осей вагонных колесных пар путем лазерной наплавки / В. С. Глазков, И. Д. Козубенко, Ю. С. Радионов [и др.]; заявитель и патентообладатель В. С. Глазков, И. Д. Козубенко, Ю. С. Радионов [и др.]. - № 96101610/02; Заявлено 29.01.1996; Опубл. 27.03.1998.
Об авторах
Веселков Вячеслав Васильевич - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Афанасьев Николай Александрович - ведущий инженер-технолог, аспирант
АО «Центр технологии судостроения и судоремонта»Жмуренков Артем Германович - инженер-технолог 1-й кат., аспирант
АО «Центр технологии судостроения и судоремонта»
