CC BY
40
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
При роботизированной наплавке осуществляется контроль скорости охлаждения, позволяющий получить заданную кристаллическую структуру и форму кристаллов. Именно контроль скорости охлаждения позволяет добиться роста кристаллов, в хромо-никелевой матрице, перпендикулярно основе и направлению вектора износа.
Вследствие сильной анизотропии кристаллической решетки, вершины кристаллов карбидов максимально устойчивы к абразивному износу. Неравномерное распределение карбидов при неконтролируемой температуре нагрева-охлаждения, вдобавок ко всему, ведет к неравномерному распределению кристаллов карбидов, хаотично ориентированных в матрице, имеющих непостоянные размеры, что в свою очередь приводит к их быстрому выкрашиванию из матрицы, снижая устойчивость к абразивному износу. Специальная волнообразная форма наплавки, как показала практика, даёт дополнительную устойчивость примерно на 35 % [2].
Существуют задачи, которые решить при помощи готовых специально наплавленных листов не возможно, из за геометрически сложных форм, небольших участков, подвергающихся износу и т. д. Для этих случаев российскими и зарубежными производителями выпускаются проволоки для наплавки, электроды для наплавки и шнуровые припои, устойчивые к различным видам износа.
Данные технологии позволяют производить наплавку на многие узлы цементного производства: зубья валковой дробилки, молотки, пластины, зубья шестеренок и конструктивные элементы питателей. Прежние разработки, не учитывавшие таких факто-
ров, как потери металла на шлакообразования, перемешивание в сварочной ванне основного и наплавленного материала, высокого тепловложения, приводящего к охрупчиванию материала основы, теряют сегодня свою актуальность. Развитие нанотехнологий на основе взаимодействия разных научных отрас-лей(металловедения, кристаллографии, физической и коллоидной химии и пр.) предлагают новые решения, которые при их умелом внедрении, позволяют значительно сократить простои оборудования на время ремонтов, сократить затраты на закупку новых узлов, продлив срок службы старых, в кооперации с новыми системами АСУТП произвести модернизацию устаревшего производства до современных стандартов, решая еще одну проблему износа оборудования, но уже не физического, а морального [3].
Сварочные технологии сегодняшнего дня - это не только путь к снижению издержек производства, а еще и один из ключей в модернизации не только цементной промышленности, но и многих отраслей промышленности России [1].
Библиографические ссылки
1. Родин К. М. Практическая кристаллография. МИСИС, 2005. 488 с.
2. Балакаев А. А. Плиты СБР - надежный метод увеличения межсервисного периода работы оборудования составных цехов. СаБйИп ЕШесйс, 2013.
3. Литвинов А. А. Применение технологий СаБй-Ип в цементной промышленности // Мир Цемента.
© Моцаренко И. И., 2014
УДК 621.791.722
Д. В. Муниров, Е. С. Марченко Научный руководитель - Н. В. Успенский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
НОВЫЕ ИНВЕРТОРНЫЕ ЭНЕРГОКОМПЛЕКСЫ ЭЛС НА 30 кВт
Дается краткое описание структуры построения инертных энергокомплексов для ЭЛС, их параметры и преимущества по сравнению с ламповой аппаратурой.
Развитие электронной, преобразовательной, вычислительной техники и систем управления позволяет создать электронно-лучевую аппаратуру нового поколения, имеющую на порядок меньшие габаритные размеры массу, более высокий КПД, расширенные функциональные возможности по обеспечению качества сварных соединений. В этой аппаратуре удается добиться высокой стабильности технологических параметров процесса и реализовать прецизионную сварку изделий малых (от 0,2 мм) и больших толщин, характерных для технологии электронно-лучевой сварки.
В Сибирском государственном аэрокосмическом университете (г. Красноярск) разработан параметрический ряд электронно-лучевой аппаратуры с ускоряющим напряжением до 30 КВ.
Технические параметры разработанной аппаратуры представлены в таблице.
Источник ускоряющего напряжения представляет собой высокочастотный инверторный преобразователь напряжения с высоковольтным трансформатором и выпрямителем. Высоковольтный трансформатор с выпрямительным блоком помещен в металлический заземленный корпус, наполненный трансформаторным маслом.
Для снижения массогабаритных показателей высоковольтный трансформатор выполнен в виде двух изолированных друг от друга секций, соединенных последовательно. Напряжения каждой секции выпрямляется отдельным диодным мостом. Каждая секция рассчитана на напряжение. 15 КВ, что значительно снижает трудоемкость и сроки изготовления трансформатора и существенно повышает его масштабируемость при переходе на более высокие напряжения [2].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
Наименование параметра Наименование аппарату] эы
АЭЛА 30/2,5 АЭЛА 30/5 АЭЛА 30/10
Ускоряющее напряжение, кВ 20-30 20-30 20-30
Нестабильность ускоряющего напряжения, % 0,1 0,1 0,1
Ток электронного пучка, мА 1-100 1-200 1-400
Нестабильность тока пучка, % 0,5 0,5 0,5
Ток фокусировки, А 0,7-1,5 0,7-1,5 0,7-1,5
Нестабильность тока фокусировки, % 0,1 0,1 0,1
Погрешность слежения по стыку, мм 0,1 0,1 0,1
Амплитуда сканирования, мм
по Х 0-5 0-5 0-5
по У 0-2,5 0-2,5 0-2,5
Время нарастания тока сварки, с 0-10 0-10 0-10
Время спада тока сварки, с 0-10 0-10 0-10
Габаритные характеристика, мм
шкаф управления 600x800x1930 600x800x1930 600x800x1930
высоковольтный блок 300x500x1000 300x500x1000 300x500x1000
Потребляемая мощность, кВт 3,5 6,5 12
Для питания трансформатора используется мостовой преобразователь напряжения с параллельным резонансным контуром, где подключение нагрузки осуществляется к конденсатору резонансного контура, а переключение силовых ключей происходит при нулевом значении напряжения. Выбор данной топологии преобразователя связан с большим коэффициентом передачи высоковольтного повышающего трансформатора, которому свойственны большие значения паразитных межвитковых, межслойных и межобмоточных емкостей вторичной обмотки, а значительный диаметр вторичных обмоток повышает индуктивность рассеяния.
Использование высоких частот (более 50 кГц) позволяет снизить емкость сглаживающих конденсаторов при низком уровне пульсаций ускоряющего напряжения, которые не превышают 0,2 %. Малая накопленная энергия источника ускоряющего напряжения способствует устранению влияние пробоев в электронно-лучевых пушках на качество сварных соединений.
Источник бомбардировки, блок управления накалом и блок управления током луча имеют аналогичное принципиальное исполнение в маломощном варианте. Для управления ими также используется частотный метод 3 - максимальная нагрузка.
Исследования по оптимизации технологии электронно-лучевой сварки выявили возможность повышения качества сварных соединений за счет управления распределением энергии электронного пучка по пятну нагрева. Для реализации такой возможности в состав аппаратуры включен микропроцессорный блок функционального сканирования (БФС) [1].
Распределение энергии электронного луча по пятну нагрева осуществляется за счет применения различных траекторий сканирования. Сами траектории сканирования хранят в памяти микроконтроллера в виде массивов координат по осям Х и У. Выбор траек-
тории сканирования осуществляется кодом, поступающим в порт А микроконтроллера.
Автоматизированная система управления процессором электронно-лучевой сварки построена на базе промышленного компьютера. В ней реализованы функции слежения по стыку сварного соединения, программного управления режимом сварки настройки фокусировки, контроля и регистрации параметров процесса.
Слежение по стыку сварного соединения осуществляется путем записи траектории стыка в режиме малого тока с последующим воспроизведением траектории режиме технологического тока сварки.
Функции АСУ ЭЛС в аппаратуре реализованы на программном и аппаратном уровнях.
Промышленные образцы аппаратуры прошли производственные испытания. И внедрение на предприятиях г. Красноярска.
Библиографические ссылки
1. Серегин Ю. Н., Лаптенок В. Д., Успенский Н. В., Ниткин В. П. Экспериментальные исследования по оптимизации технологии электронно-лучевой сварки алюминиевых сплавов // Технологии и оборудование электронно-лучевой сварки : II Междунар. науч.-техн. конф. (ЭЛС-2011). Санкт-Петербург : ОАО «Центральный научно-исследовательский институт материалов» (ЦНИИМ). 2011.
2. Лаптенок В. Д., Мурыгин А. В., Серегин Ю. Н., Бочаров А. Н., Волощук М. Н., Суковатенко С. В., Успенский Н. В. Параметрический ряд автоматизированной электронно-лучевой аппаратуры АЭЛА 30 // Технологии и оборудование электронно-лучевой сварки : II Междунар. науч.-техн. конф. (ЭЛС-2011). Санкт-Петербург : ОАО «Центральный научно-исследовательский институт материалов» (ЦНИИМ). 2011.
© Моцаренко И. И., 2014
