CC BY
61
УДК 658.27
РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ
А. А. Шепель Научный руководитель - Г. И. Латышенко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: kafedra_ounp@mail.ru
Предлагается проект совершенствования установки электронно-лучевой сварки.
Ключевые слова: сварка, электронно-лучевая сварка, модернизация, автоматическая вакуумная камера, электронная пушка.
DEVELOPMENT PROJECT OF IMPROVING THE INSTALLATION ELECTRON BEAM WELDING
A.A. Shepel Scientific Supervisor - G. I. Latyshenko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: kafedra_ounp@mail.ru
Proposedproject to improve the installation of electron - beam welding.
Keywords: welding, electron - beam welding, modernization, automatic vacuum chamber, electron
gun.
В России выпускается огромное количество непревзойденного по своим характеристикам оружия и иных уникальных оборонных продуктов, в которых наша страна является мировым технологическим лидером.
В начале третьего тысячелетия сварка является одним из ведущих технологических процессов создания продукции машиностроения.
Сварка - процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого.
Электронно-лучевая сварка - сварка, при которой нагрев и плавление изделий осуществляется потоком высокоскоростных электронов, движущихся под действием электрического поля в вакууме [1].
Объектом исследования в данной работе является АО «Красноярский машиностроительный завод».
Целью исследования является разработка проекта совершенствования установки электроннолучевой сварки ЭЛУ-9А, применяемой на предприятии.
Наряду с поставленной целью, нужно решить следующие задачи:
- провести технический анализ установки ЭЛС;
- изучить принцип работы и устройства ЭЛС;
- разработать программу совершенствования установки.
На сегодняшний день в АО «Красмаш» применяется широкий спектр способов получения сварных соединений. При создании изделий основного производства на предприятии применяется электронно-лучевая сварка алюминиевых, титановых и стальных сплавов.
Следует отметить высокую степень физического и морального износа оборудования. 42,6 % оборудования предприятия выпущено до 1990 г., то есть возраст оборудования составляет свыше
Секция «Инновационная экономика и управление»
25 лет. При этом 12,5 % от общего количества сварочного оборудования произведено в 1960-х годах. Расчет произведен без учета нестандартного оборудования, которое также является устаревшим. С учетом нестандартного оборудования, 88,1 % сварочного оборудования имеет возраст свыше 25 лет. Низкая производительность существующего оборудования, поломки, приводящие к простоям и потерям от брака, тенденция к снижению готовности оборудования к работе повышают расходы и ставят под угрозу сроки выполнения заказов [2].
При выполнении уникальных сварочных операций используется оборудование, которое по своим техническим характеристикам при освоении нового изделия требует замену на новое (модернизацию), обеспечивающее изготовление ДСЕ с увеличенными габаритами.
Для сваривания различных металлов, сплавов, некоторых керамических материалов, пластмассы и стекла ранее на АО «Красмаш» использовалась установка электронно-лучевой сварки ЭЛУ-9.
Усовершенствованная установка электронно-лучевой сварки ЭЛУ-9, которая после проведенных работ будет иметь маркировку ЭЛУ-9А (см. рисунок) будет соответствовать следующим требованиям:
- повышение точности кинематических систем перемещения и вращения изделий при сварке;
- повышение качества вакуума за счет применения средств без масляной откачки;
- обеспечение воспроизводимости всех технологических параметров режима;
- использование современной элементной базы;
- простота в управлении и эксплуатации;
- компактность (минимизация габаритов, модульность, взаимозаменяемость).
6В50
Установка электронно-лучевой сварки ЭЛУ-9
Требования к надежности и долговечности ЭЛУ-9 соответствуют ГОСТ 4.93-86 «Система показателей качества продукции станки металлообрабатывающие номенклатура показателей», ГОСТ 27.003-90 «Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности». Сама установка электронно-лучевой сварки представляет собой сварочную электронную пушку, закрепленную в пространстве в необходимое проектное положение и механизм для передвижения сварного изделия.
В данной установке отсутствует автоматизация процесса сварки, поэтому невозможно воспроизводить технические параметры режима сварки.
Еще одним недостатком является использование масляных вакуумных насосов, при работе которых нередко происходит нарушение герметичности, попадание легко конденсирующих паров жидкостей и влаги в вакуумную систему и механические повреждения, царапины на внутренних поверхностях, заклинивание пластин.
Предлагается в уже имеющуюся конструкцию ЭЛУ-9, установить автоматическую вакуумную систему. Она включает: форвакуумный откачной агрегат с частотным конвертором типа АС0-600; два высоковакуумных турбомолекулярных насоса АТН3200М; соединительные трубопроводы; арматуру. Автоматическая вакуумная система предназначена для получения в камере ЭЛУ-9А вакуума до 1х10-5 Па.
Предлагается разработать и установить высокоточное кинематическое устройство, включающее в свой состав: консоль; рабочий стол с шариковой винтовой передачей (ШВП) продольного перемещения; рабочий стол с ШВП поперечного перемещения; серводвигатели; сервоприводы; аппаратуру программного управления.
Энерго - комплекс ЭЛА 30/15 и пушка предназначены для формирования электронно-лучевого пучка необходимой мощности для сварки конструкций из различных конструкционных и тугоплавких металлов [3].
Автоматическая вакуумная система ЭЛУ-9А - это самостоятельный универсальный модуль, который подключен двумя линиями форвакуумной и высоковакуумной откачки к рабочей камере. Благодаря увеличению вакуумной камеры, увеличился вес и габариты свариваемого изделия, возможно также увеличение вакуума. Основным преимуществом внедрения кинематической системы является повышение точности перемещения и вращения изделий при сварке.
Технологический процесс усовершенствованной установка ЭЛУ-9А представляет собой упорядоченную последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата. В данной установке большую часть технологического процесса составляют автоматически произведенные действия. Для сравнения, в установке ЭЛУ-9 автоматические действия отсутствовали.
Усовершенствование установки ЭЛУ-9 позволит получать сварные изделия более высокого качества, уменьшить время работы и автоматизировать процесс сварки.
Результаты данного проекта совершенствования установки электронно-лучевой сварки имеют практическую ценность и будут внедрены в производственную деятельность АО «Красмаш».
Библиографические ссылки
1. Зыбко И. Ю. Электронно-лучевая сварка изделий тяжелого машиностроения // Магнезито-вец. 2014. С. 58-63.
2. Красноярский машиностроительный завод [Электронный ресурс] : офиц. сайт Акционерного общества «Красноярский машиностроительный завод». 2012-2015. URL: http://www.krasm.com (дата обращения: 06.10.2015).
3. О сварке [Электронный ресурс] : офиц. сайт. 2005-2015. URL: http://www.osvarke.com/ (дата обращения: 10.10.2015).
© Шепель А. А., 2016
