Mir svarki 2010_1

Автоматизация. И хочется, и колется

Итоги 2009: нужна ли молодежь науке?

Откуда роботы в «Илиаде» Гомера?

А у нас — АВТОВАЗ

IT ROCKS!

QIROX® СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ

QIROX® – новая марка продукции фирмы CLOOS, объединяющая в себе все решения для автоматизированной сварки и резки. Благодаря модульной конструкции система QIROX® обеспечивает оптимальную адаптацию к ва-шим производственным требованиям. QIROX® включает робототехнику, программное обеспечение, сенсоры, технику безопасности, позиционеры, а также технологический процесс.

www.qirox.de

Сваркинаучно-технический журнал

№1/10/ 2010Мир

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ «МИР СВАРКИ» НА 2010 Г.Для росийских предприятий и фирм, а также дл частных подписчиков

Подписка оформляется через редакцию. Для этого необходимо выслать заполненную заявку вместе с копией платежного поручения в редакцию журнала «Мир Сварки». Журнал выходит шесть раз в год.Стоимость годовой подписки на 2010 г. – 1800 рублей (вкл. НДС 18%) за один комплект.

Деньги за подписку на журнал необходимо перечислить в ООО «ИТЦ «СПАС» Реквизиты:

ОАО «CЭБ Банк» г. Санкт-Петербург, р/сч 40702810800000000929, к/сч 30101810500000000747

БИК 044030747 ИНН/КПП 7804343145/781601001

ОКПО 96716045 ОКВЭД 74.84, 22.1

ОГРН 5067847209843

ПОДПИСНАЯ ЗАЯВКА

Название предприятия (для фирм)/Ф. И. О. (для частных подписчиков)_____________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________

ИНН/КПП______________________________________________________________________________________________________________

Банковские реквизиты___________________________________________________________________________________________________

Фактический адрес/адрес для доставки журнала______________________________________________________________________________

Юридический адрес______________________________________________________________________________________________________

Тел/факс__________________________________________________________ кол-во комплектов_____________________________________

Адрес редакции журнала «Мир Сварки»: 192289 Санкт-Петербург, ул. Софийская, 66 Тел/факс: (812) 448-37-75

E-mai: [email protected], [email protected]

СОДЕРЖАНИЕ

ЧТО ПРОИСХОДИТ6 Выставки. Челябинск и Пермь

8 Новые проекты Cевмаша

8 Сварка на Втором Всероссийском молодежном инно-

вационном конвенте

10 Весна. Санкт-Петербург. «Сварка»

11 Лазерно-лучевая подводная сварка

11 Гарантия –100000 лет

12 Наращивание наноструктур отдельных металличе

ских нанообъектов с использованием припоя

14 Выставка «Сварка и резка»

14 Производство сварочных электродов в

Республике Беларусь

ТЕМА НОМЕРА17 Откуда роботы в «Илиаде»?

СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ20 Новая марка Qirox® немецкого производителя робо

тов CLOOS

24 Изящная техника – железная выносливость

27 Что в камазах от робота?

30 Сварочный робот как важнейший инструмент не

только в серийном производстве

34 А у нас – Автоваз

38 Адаптация на практике

40 Комплексы лазерного раскроя для судостроительной

промышленности

СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ42 Наплавочная порошковая проволока на основе вто-

ричного карбида вольфрама для наплавки быстроизнашива-

ющихся частей, узлов и механизмов

ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ46 Изготовление сварных конструкций с защитны-

ми диффузионными покрытиями с применением технологии

диффузионной металлизации из среды жидкометаллических

растворов

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА50 Дефекты, образующиеся на радиографических тех-

нических пленках при съемке сварных швов и последующей

обработке пленок. Причины возникновения. Методы предот-

вращения

53 Вопрос-Ответ

ПОДГОТОВКА КАДРОВ55 Возможности и реальность социального партнерства

КАФЕДРА СВАРКИ56 СПбГПУ, «Теория и технология сварки»

ИСТОРИЯ60 Воспоминания. Николай Оскарович Окерблом

ОХРАНА ТРУДА64 Пожар на Севмаше

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ ЖУРНАЛА:Генеральный директорОАО «Адмиралтейские верфи»д. т. н. Александров В. Л.

Зам. генерального директораЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ» Баранов А. В.

Профессор, заслуженный деятель наукиРФ, академик РИА, д.т.н. Башенко В. В.

Главный сварщик ОАО «ПО» СЕВМАШАввакумов Ю. В.

Главный сварщик ОАО «Северная верфь»Вейнбрин Я. И.

Зав. кафедрой сварки судовыхконструкций СПбМТУ к. т. н. Мурзин В. В.

Д. т. н., профессор Руссо В. Л.

Ведущий специалист ЗАО «Электродныйзавод» к. т. н. Белов Ю. М.

Начальник отдела системныхвнедрений ЗАО «СовПлим» Ушаков И. И.

Председатель Совета Санкт-Петербургской ТПП, президент Российского союза выставок и ярма-рок, вице-президент Всемирной ассоциации вы-ставочной индустрии (UFI) Алексеев С. П.

ИЗДАТЕЛЬ:ООО «ИТЦ «Альянс сварщиковСанкт-Петербурга и Северо-Западногорегиона»

РЕДАКЦИЯ:Главный редактор Рубцова Н. Н.Заместитель главного редактораКляровский А. В.Выпускающий редактор Косарева Е. В.

АДРЕС РЕДАКЦИИ:Санкт-Петербург, ул. Софийская, 66;Тел.: (812) 309-03-68, 448-37-75;www.alians-weld.ru

ОТДЕЛ РЕКЛАМЫ:Валиев Р. Ш. тел.: (812) 309-03-68;E-mail: [email protected],Тираж 1000 экз.

МИР СВАРКИ № 1 (10) 2010

Роботизация сварочного производства

ТЕМА НОМЕРА

ОТ РЕДАКТОРА

Дорогой читатель!Конференции и семинары, целые разделы выставок посвящаются сегодня

роботизации сварочного производства. Стоит вспомнить Эссен: на последней

выставке Schweissen & Schneiden – главной среди мировых промышленных

выставок – практически каждая из компаний-экспонентов представляла

собственную разработку в области роботизации.

Несмотря ни на какие трудности в мировой экономике, наука и техника

продолжают развиваться. Бесспорно, роботизация сварочного производства

– одно из генеральных направлений развития отрасли. При рассмотрении

возможности покупки и установки робота на производстве главное – избежать

крайностей. Так, не стоит, отдавая дань моде, автоматизировать абсолютно все

сварочные процессы на предприятии. Например, в ограниченном пространстве,

где роботу просто не развернуться, или в монтажных условиях сообразнее

воспользоваться человеческим ресурсом. С другой стороны, не надо поддаваться

извечным русским «авось» и «позже». Есть масса примеров, когда консерватизм

и боязнь перемен, а вовсе не финансовые затруднения, не давали возможности

обновлять производство и увеличивать прибыль.

Ответить на вопрос «Следует ли приобретать робота?» можно только после

экономических расчетов. Если весьма серьезные как финансовые, так и нервные

затраты приведут в конечном итоге к увеличению прибыли, улучшению качества

выпускаемой продукции, увеличению производительности – тогда ответ будет

однозначно положительным.

Совершенно не желая навязывать Вам какие бы то ни было решения, мы решили

в новом номере рассказать об истории роботизации, ее современных проблемах и

достижениях и о ее перспективах как в России, так и за рубежом.

Читайте с удовольствием и делитесь с нами своими мыслями.

ЧТО ПРОИСХОДИТ

стр. 10 «На выставке «Сварка» мы ожидаем более 10000 специали-

стов, заинтересованных в модернизации оборудования и приме-

нении новейшей сварочной техники, для которых выставка станет

«компасом» в мире технических инноваций…»

стр. 11 «Финская компания Posiva разработала новую технологию

хранения ядерных отходов».

стр. 14 «После развала СССР Республика Беларусь располагала

производственными мощностями по выпуску до 32 тыс.тонн в год

электродов общего назначения…»

СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕстр. 20 «…минуло более 20 лет со времени поставки первых робо-

тов CLOOS машиностроительным предприятиям в СССР. Какой опыт

работы накоплен с российскими заказчиками?»

стр. 30 «Как правило, современные руководители, инженеры и

сварщики уже имеют представление о потенциале роботизиро-

ванной сварки, но часто этого недостаточно для принятия реше-

ний, определяющих целесообразность применения сварочных ро-

ботов...»

стр. 34 «Семейство роботов грузоподъемностью от 15 до 350 кг

создано специалистами производства технологического обору-

дования и оснастки ОАО «АВТОВАЗ» совместно с МГТУ «Станкин»

в рамках реализации важнейшего инновационного проекта госу-

дарственного значения…»

СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫстр. 42 «В настоящее время освоено изготовление высоколегиро-

ванной порошковой проволоки с герметичной оболочкой (содер-

жит до 60% карбида вольфрама) для износостойкой наплавки де-

талей, работающих в условиях сильного абразивного износа…»

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВАстр. 50 «Специалисты-сварщики должны уметь разбираться в ню-

ансах оценки качества сварных швов по результатам рентгено-

гаммаградуирования, чтобы иметь возможность аргументирован-

но оспаривать заключения рентгенологов в случае возникновения

разногласий…»

КАФЕДРА СВАРКИстр. 56 «…значимость достижения определяется рецензией ан-

гличан: «Как русские могли до этого додуматься?»

НОМЕР В ЦИТАТАХ

6 ЧТО ПРОИСХОДИТ Мир сварки 2010 №10

Вместе с весной этого года придут сразу две крупные региональные промышленные

выставки. По времени проведения одна сменяет другую и даже территориально они

находятся сравнительно недалеко друг от друга: одна в Перми, другая – в Челябинске.

Так что можно успеть посетить обе, при этом еще и насладиться видами Урала.

«РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ – ПРОРЫВНЫЕТЕХНОЛОГИИ В МЕТАЛЛУРГИИ И МАШИНО-СТРОЕНИИ» ЧЕЛЯБИНСК

Челябинск недаром называют «стальным сердцем Рос-

сии»: 23–26 марта в городе состоится третий Междуна-

родный промышленный форум «Реконструкция промыш-

ленных предприятий – прорывные технологии в метал-

лургии и машиностроении», который в 2010 году посвя-

щен инновационным технологиям в обеспечении каче-

ства, энергоэффективности и экологической безопасно-

сти, повышению конкурентоспособности металлургиче-

ских и машиностроительных предприятий в современ-

ных условиях.

В работе форума запланировано участие практически

всех ведущих металлургических и машиностроительных

предприятий России, а также компаний из Японии, Гер-

мании, Италии, Чехии, Испании, Эстонии, Украины, Ре-

спублики Беларусь, Казахстана и пр.

В программу форума включены международные

научно-практические конференции: «Инновационные

технологии и оборудование для доменного, агломера-

ционного и коксохимического производства»; «Инно-

вационные технологии и оборудование для производ-

ства стали»; «Инновационные технологии и оборудова-

ние для производства проката, труб и метизов»; «Акту-

альные подходы к подготовке и повышению квалифика-

ции инженерно-технических кадров в металлургии и ма-

шиностроении» и другие мероприятия.

Одновременно в рамках выставочного проекта «Ураль-

ская промышленно-экономическая неделя» пройдет меж-

дународная промышленная выставка «МЕТАЛЛУРГИЯ, МА-

ШИНОСТРОЕНИЕ, МЕТАЛЛООБРАБОТКА, ИННОВАЦИИ».

«СТАНКИ. ПРИБОРЫ. ИНСТРУМЕНТ.МЕТАЛЛООБРАБОТКА. СВАРКА»,ПЕРМЬ

С 30 марта по 2 апреля в выставочном центре

«Пермская ярмарка» пройдет 9-я специализированная

выставка инновационных технологий, оборудования,

материалов и средств защиты для машиностроения,

металлообрабатывающей промышленности и сварочного

производства «Станки. Приборы. Инструмент.

Металлообработка. Сварка – 2010».

В этом году на крупнейшем региональном машино-

строительном форуме страны будут представлены но-

вые образцы станков и инструмента, передовые техно-

логии металлообработки, оборудование для сварки, про-

граммные продукты для управления производством и

автоматизации технологических процессов, измеритель-

ные приборы, средства контроля и многое другое. В чис-

ле экспонентов – свыше 120 предприятий из сорока го-

родов России и других стран.

В рамках деловой программы выставки пройдут кон-

ференции и семинары, включающие тематические до-

клады по оборудованию и технологиям для сварки и ме-

таллообработки, смазочно-охлаждающим жидкостям,

электроприводам, контрольно-измерительным маши-

нам, вопросам управления технологическими процесса-

ми. Состоятся традиционные Советы главных инженеров,

главных метрологов, главных технологов, главных свар-

щиков пермских промышленных предприятий.

Крупные машиностроительные предприятия Перми,

Пермского края, городов Урала и Поволжья проявляют

большой интерес к выставке и посещают ее целыми деле-

гациями.


НОВЫЕ ПРОЕКТЫ СЕВМАША

2010 год стал семидесятым в истории Севмаша. В рам-

ках празднования юбилея на заводе прошло сразу не-

сколько мероприятий.

Во-первых, состоялось подписание соглашения об уста-

новлении шефских связей ОАО «ПО «Севмаш» и админи-

страции Северодвинска с экипажем атомного ракетонос-

ца «Северодвинск». Впервые верфь, со стапелей которой

сошли лучшие подводные крейсеры страны, взяла шеф-

ство над кораблем. Сейчас подлодка еще находится на за-

водском стапеле. Но в ближайшее время планируется на-

чать ее швартовные испытания.

Во-вторых, состоялось подписание документов о созда-

нии совместного предприятия между проектной компани-

ей «ДОРИС инжиниринг» (Франция) и ОАО «ПО «Севмаш».

Этот международный проект придаст импульс нефтегазо-

вому направлению крупнейшей верфи России. Севмаш

станет монтажной площадкой для окончательной сбор-

ки морских платформ, добычных судов, подводных систем

для обустройства месторождений на Арктическом шель-

фе. Соединив усилия судостроителей и французских про-

ектантов, руководство предприятия делает ставку на пер-

спективность нефтегазовой сферы и расширение дея-

тельности в этой области.

Кроме того, в парковой зоне недалеко от заводоуправ-

ления состоялось открытие Аллеи Героев Севмаша. За

70-летнюю историю предприятия труд 22-х работников

предприятия отмечен высокими государственными награ-

дами. Среди награжденных – Герои Советского Союза, Со-

циалистического Труда и Российской Федерации.

СВАРКА НА ВТОРОМ ВСЕРОССИЙСКОМ МОЛО-

ДЕЖНОМ ИННОВАЦИОННОМ КОНВЕНТЕ

В Санкт-Петербурге 9-10 декабря 2009 года состоялся

Второй Всероссийский молодежный инновационный Кон-

вент, который объединил более 1200 молодых россий-

ских изобретателей и ученых, инвесторов, представи-

телей бизнес-сообщества и руководителей высокотех-

нологичных российских и зарубежных компаний.

Молодежный инновационный Конвент — ежегодное

общероссийское мероприятие, призванное дать новый

импульс инновационной деятельности молодых россиян.

Главная цель мероприятия – помочь талантливым и пер-

спективным молодым ученым в поисках материальных и

нематериальных ресурсов для дальнейшего развития.

Проведение Всероссийского конвента предваряет-

ся инновационными конвентами в федеральных округах

и отдельных регионах России. Региональные и окружные

конвенты подвели итоги конкурса инновационных проек-

тов на своем уровне, а на итоговом Конвенте в Петербур-

ге прошла выставка лучших инновационных проектов, где

было представлено 47 уникальных инновационных разра-

боток со всех регионов России. Проекты участников Кон-

вента увидели Председатель Правительства РФ Владимир

Путин, министр образования Андрей Фурсенко, министр

спорта, туризма и молодежной политики Виталий Мутко,

академик Евгений Велихов.

Среди проектов-участников Конвента были и такие, ко-

торые имеют непосредственное отношение к сварке:

«Установка для сварки изделий из легких сплавов с программируемым изменением мощности трехфаз-ной дуги»;

«Производство электродов для контактной свар-ки»;

«Протоколер к машинам для сварки полимерных труб»;

«Разработка импульсной технологии сварки для ре-монтных работ ответственных металлоконструкций»;

«Разработка технологий диффузионного легирова-ния из среды жидкометаллических растворов с по-следующим деформационным наноструктуированием поверхностных слоев стальных изделий»;

«Сварочное оборудование для ремонта подводных нефте- и газопроводов»;

«Система управления динамическими свойствами сварочной дуги».


Добро пожаловать в Санкт-Петербург на выставку «Сварка 2010» – главное событие в сварочной отрасли в 2010 году!

За более чем сорокалетнюю историю существования

выставка «Сварка» прочно заняла ведущую позицию

среди отраслевых промышленных Форумов в России и СНГ

и получила заслуженное признание со стороны мирового

сварочного сообщества. Выставка «Сварка» традиционно

собирает большое количество экспонентов: крупнейшие

сварочные фирмы со всего мира представляют в

Санкт-Петербурге передовые технические решения,

оборудование и материалы.

В этом году «Сварка» сделала большой шаг в сторону

развития международного партнерства. Так, подготовку

выставки ОАО «Ленэкспо» и Альянс сварщиков Санкт-

Петербурга и Северо-Западного региона осуществляют

вместе с MESSE ESSEN GmbH и CMES - китайским обществом

машиностроителей. На выставке будет организован

Международный стенд Essen welding pavilion и Китайская

национальная отраслевая экспозиция.

В программу выставки входят: Международная

конференция «Передовые технологии и развитие

сварочной науки и практики» (организаторы: Альянс

сварщиков Санкт-Петербурга и Северо-Западного

региона, НКС РАН, НАКС, DVS-Немецкий Союз сварщиков,

IIS- Итальянский институт сварки), круглые столы,

презентации компаний, День молодого-специалиста

сварщика, конкурс «Золотая сварка».

По традиции одно из важнейших направлений в

работе выставки – подготовка кадров и повышение

квалификации. Инновационным технологиям в обучении

будет посвящен круглый стол, а также специальный раздел

«Системы виртуального обучения и тестирования», кроме

того, впервые пройдет Конкурс « Wirtual welding».

Выставка «Сварка» и конференция в ее программе

всегда находится в центре внимания, так как является

идеальным местом для получения специалистами научно-

технической информации. Особенно роль выставки

возрастает в 2010 году, в тяжелый для отрасли кризисный

период, когда производителям и потребителям сварочного

оборудования крайне важно обратить внимание на

повышение качества выпускаемой продукции, сокращение

издержек, поиск новых потребителей.

Мы ожидаем более 10 тысяч специалистов,

заинтересованных в модернизации оборудования и

применении новейшей сварочной техники, для которых

выставка станет «компасом» в мире технических

инноваций.

До встречи на выставке «Сварка 2010» в Санкт-Петербурге!

ВЕСНА. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ. «СВАРКА»

ЛАЗЕРНО-ЛУЧЕВАЯ ПОДВОДНАЯ СВАРКА

В прошлом основные методы подводной сварки требо-

вали применения дуговых сварочных процессов и участия

подводников. Также при сварке под водой большее пред-

почтение отдавалось ручному или механизированному

оборудованию. Сегодня в эту копилку добавилась подво-

дная лазерно-лучевая сварка (ПЛЛС), которая применяет-

ся в ядерной индустрии.

Процесс объединяет две лазерных технологии: опто-

волоконный лазер и полупроводниковый светодиод. Аб-

солютно прозрачный эмиттер диода используется в ка-

честве источника света, чтобы прокачать сфокусирован-

ный свет через оптоволокна, защищенные металлической

оплёткой.

Присадочный металл такой же, как и для сварки непла-

вящимся электродом, и выбирается таким образом, что-

бы обеспечить стабильность процесса и соединение ме-

таллов. Он вводится в сварочную ванну и рас-

плавляется лазерным лучом (очень похоже на

аргонодуговую сварку, однако сварка лазером

– в отличие от нее – полностью автоматизи-

рована). Но несмотря на автоматизированность

процесса, мастерство оператора, тем не менее,

играет в нем немаловажную роль. Именно вы-

полняемая им начальная установка на стык

определяет качество сварки.

Как только оборудование установлено и про-

граммное обеспечение поставлено, мастер на-

чинает сварку простым нажатием кнопки. По-

сле запуска процесса оператору уже больше

ничего не нужно регулировать и настраивать.

ГАРАНТИЯ – 100000 ЛЕТ

Финская компания Posiva разработала новую техноло-

гию хранения ядерных отходов. Помещенные в специ-

альные медные канистры отходы будут захоронены на

большой глубине в шахтах, внутри которых будут созданы

определенные условия. Представители компании счита-

ют, что срок безопасного хранения этих отходов будет со-

ставлять около ста тысяч лет. Организаторы проекта уже

получили разрешение от правительства Финляндии и при-

ступили к сооружению подземного хранилища на фин-

ском острове Olkiluoto.

Медные канистры для хранения отходов, каждая ве-

сом около 29 тонн, должны быть изготовлены с ювелир-

ной точностью. Для укрепления конструкции эти кани-

стры армируются стальными вставками. После размеще-

ния внутри канистр опасного содержимого крышка кани-

стры приваривается к корпусу сваркой, настолько точной

и прочной, что получившиеся сварочные швы должны пе-

режить следующий ледниковый период.

Перевозка и предварительная подготовка стержней с

отходами – самая опасная часть проекта, а закупорка их

в медных канистрах – самая трудная. Каждая канистра бу-

дет вращаться вокруг своей оси с очень высокой точно-

стью. Сварка будет производиться пучком высокоскорост-

ных и высокоэнергетичных электронов, который обеспе-

чит высокое качество сварного шва, не деформируя при

этом детали канистры. Любые недостатки и слабые места

сварного шва будут выявлены благодаря использованию

рентгеновской, ультразвуковой и магнитно-вихревой де-

фектоскопии. После окончания сварки и полного остыва-

ния содержимого канистры будут доставлены в хранили-

ще глубоко под землю транспортным роботом.

по материалам сайта 3dnews.ru

ЧТО ПРОИСХОДИТ 11


Сварка нанообъектов – проблема, ко-

торая давно занимает ученые умы.

Вся техника, но особенно такая неж-

ная, как наноэлектроника, требует

ремонта и обслуживания. Профессора

Шеффилдского университета Ёнг Пенг,

Тони Куллис, Беверли Инксон описали

уникальную технологию сварки нано-

объектов и опубликовали ее в журнале

«Nano Letters».

Сварка нанообъектов обеспечивает

как механические, так и электрические

свойства. Наносварка сопротивлением

всего 20 Ом достигнута использовани-

ем припоя из Sn. Эта технология вклю-

чает в себя гибкость химического соста-

ва нанопроволоки припоя и отличное

пространственное разрешение мето-

да наносварки, может применяться для

производства наносенсоров и электро-

ники, собранной из большого количе-

ства нанообъектов, а также для почин-

ки и соединения электроники.

Отдельные нанообъекты: частицы,

проволоки, трубки – теперь могут быть

должным образом сварены при помо-

щи сканирующего электронного микро-

скопа. Однако просто привести в со-

прикосновение нанообъекты – недоста-

точно для обеспечения надежного со-

единения и функционирования, кото-

рое необходимо для правильной рабо-

ты устройств.

Другие методы сопряжены с некото-

рыми проблемами в практическом ис-

пользовании. Например, мощные си-

стемы сварки электронным лучом доро-

ги и трудно внедряются в производство.

В термических методах очень сложно

контролировать зоны нагрева и приме-

си в свариваемых материалах.

Новый метод наносварки в корне

улучшает точность, гибкость и контроль

за процессом, проходящим между от-

дельными нанопроволоками и объек-

тами. Основная цель – избежать чрез-

мерного тока через нанообъекты и соз-

дать соединение при помощи нанообъ-

ема выбранного металла. Разогрев при-

садочной проволоки металла произ-

водится при помощи джоулева тепла.

Основной принцип процесса проиллю-

стрирован на рис.1. Использование на-

нообъемов припоя для объединения на-

нообъектов также важно для проекти-

рования механических и функциональ-

ных свойств.

Сначала 55 нм Au нанопроволоки сва-

ривается при помощи золотого припоя

в комплексную модель, включающую

тройное соединение, которое не может

быть получено простым нагревом на-

нопроволок электрическим током. Воз-

можность сваривать золотые нанопро-

волоки – важный опыт; кроме того что

они обладают прекрасной проводимо-

стью и стабильностью в кислой среде,

они используются для электродов и вы-

водов в полупроводниковой индустрии

и исследованиях нанообъектов.

Следующий пример демонстрирует,

что разнородные нанопроволоки могут

быть сварены вместе при использова-

нии припоя. Sn-Au припой распростра-

нен в макроскопической технике свар-

ки. Кроме прекрасной проводимости

и низкой точки плавления, он облада-

ет большой коррозионной стойкостью.

Возможность ввести нанопроволоки в

электрические цепи посредством высо-

кого качества сварных соединений со-

ставляет важный шаг в исследовани-

ях наносенсоров. Нанопроволоки были

произведены при помощи электроли-

тического осаждения на матрицу из Si/

SiO2 (100 нм). Чтобы сделать нанопро-

волочную сеть, отдельные нанопрово-

локи были собраны в комплекс нано-

манипулятором при помощи сканиру-

ющего электронного микроскопа. На-

номанипуляторы электронного микро-

скопа очень подходят для промышлен-

ной локализованной наплавки и по-

чинки нанотехники. Сначала нанопро-

волоки были перемещены на подложку

при помощи мягких толчков от нанома-

нипуляторов сканирующего микроско-

па (Рис. 2а.). Выбранная нанопрово-

лока пермещается при помощи ван-

дер-ваальсовой силы (Рис. 2b.), к дру-

гой нанопроволоке (Рис. 2c.). Все ме-

ханические манипуляции сканирующе-

го микроскопа простые, быстрые и на-

дежные. Они также не требуют большо-

го количества времени, затрат и помога-

ют избежать загрязнения. Все эти свой-

ства позволили легко создать комплекс

наноструктур, как показано на картин-

ке (Рис.2d).

НАРАЩИВАНИЕ НАНОСТРУКТУР ОТДЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНООБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИПОЯ рис. 1

Рис. 2.

сварочное оборудование 13


ПРОИЗВОДСТВО СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

Андреев М.А., к. ф-м.н. (директор ОХП «Институт сварки и защитных покрытий»),Ильющенко А.Ф., д.т.н. профессор член-кор. НАН Беларуси (ген. директор ГНПОПМ,

директор ГНО «Институт порошкой металлургии») Радченко А.А., к.т.н. (зам.директора ОХП «Институт сварки и защитных покрытий»)

Представительство в Москве:ООО «ГЕВИМА» 129 343, проезд Серебрякова, д.6

Т.: (495) 782-12-63, (495) 782-11-75e-mail: [email protected]

ВЫСТАВКА «СВАРКА И РЕЗКА»С 23 по 26 марта 2010 г. в г. Минске пройдет междуна-

родная специализированная выставка «Сварка и резка».

К проведению мероприятия организаторы подходят с

особенным старанием: в этом году «Сварка и резка» от-

мечает свой первый серьезный юбилей, 10 лет.

Для экономики Республики Беларусь характерно исто-

рически сложившееся широкое межотраслевое примене-

ние сварки и родственных процессов. Сегодня предприя-

тия страны остро нуждаются в замене устаревшего обо-

рудования на более новые аналоги. В условиях мирово-

го финансового кризиса, возрастания конкуренции и тре-

бований к качеству выпускаемой продукции необходи-

мо освоение автоматизированных сварочных комплек-

сов, современного энергосберегающего технологическо-

го сварочного оборудования и качественных сварочных

материалов. В контексте этого выставка «Сварка и рез-

ка-2010» дает потенциальным потребителям большие

возможности не только ознакомления с новым словом в

области сварки, но и поиска путей наиболее эффективно-

го и рационального совершенствования сварочных про-

изводств.

Экспоненты – лидеры в области сварочных техноло-

гий, представят оборудование и технологии для сварки

разнообразных материалов, для их резки, наплавки, пай-

ки и термической обработки; непосредственно матери-

алы; оборудование для сварки оптических волокон, для

сварки под водой и в космосе и т.д. В сезоне 2010 года

юбилейная выставка собирает ведущих отечественных

и зарубежных игроков сварочного оборудования и мате-

риалов из Беларуси, России, Польши, Финляндии, Италии,

Германии, США, Австрии, Франции и др.

Одновременно с выставкой «Сварка и резка» в оче-

редной раз проводится международный специализиро-

ванный салон «Защита от коррозии. Покрытия». Он дает

возможность сконцентрировать в одном месте материа-

лы, технологии и оборудование для комплексного реше-

ния проблемы защиты от коррозии, повышения надежно-

сти и срока службы механизмов и сооружений. Профес-

сиональным сопровождением выставки станет Междуна-

родный симпозиум «Сварка и родственные технологии»,

который проводится 24 марта 2010 года. Также в рамках

выставки пройдет традиционный профессиональный кон-

курс «Мисс сварка».

Эффективность экономики Республики Беларусь во

многом зависит от качества и конкурентоспособности

продукции сварочного производства. В настоящее время

кадровый потенциал сварочного производства республи-

ки включает примерно 14,5 - 15,0 тыс. рабочих сварщиков

и 950-1000 ИТР.

Для мировой экономики за последние 10 лет устой-

чивой положительной тенденцией является увеличение

производства стали примерно на 5% - 6 % в год. Рост по-

требления стали реально определяет общую положитель-

ную тенденцию роста мирового производства свароч-

ных конструкций, динамичного развития мирового и ре-

гиональных рынков (Китай, Индия) сварочной техники

и материалов, а также объемов научных исследований и

разработок по созданию и совершенствованию сварки и

родственных технологий. Такая же тенденция характер-

на и для экономики Беларуси: около 70% перерабатыва-

емого в республике металла расходуется на изготовление

сварных конструкций.

Однако динамика развития сварочной отрасли респу-

блики, начиная с конца 90-х годов прошлого столетия, су-

щественно отстает от мировых темпов. Отставание темпов

развития сварочного производства республики и связан-

ные с этим проблемы наиболее рельефно проявляются

при сравнении мировой и нашей (СНГ) структуры свароч-

ного производства.

Структура мирового рынка сварочных материалов для

дуговой сварки за последние пять лет выглядит так: по-

крытые электроды — 20%, сплошные проволоки — 63%,

порошковые проволоки — 9%, материалы для сварки под

флюсом — 8 %.

Сегодня для стран СНГ является типичной следующая

технологическая структура способов дуговой сварки по

наплавленному металлу: ручная сварка — 68,2%, в защит-

ных газах — 21,3%, порошковой проволокой — 0,7% и под

флюсом — 9,8%. Это свидетельствует о падении уровня

механизации сварочных работ, о снижении качества ра-

бот и ухудшении экономической ситуации в сварочном

производстве.

Для современного сварочного производства, наряду с

ЧТО ПРОИСХОДИТ 15

обновлением технологий, характерны высокий уровень

механизации, автоматизации и роботизации с использо-

ванием информационных технологий и компьютерных

систем управления, диагностики и контроля. Эти тенден-

ции привели к тому, что за последние 25-30 лет измени-

лась структура потребления сварочных материалов, ис-

пользуемых при дуговой сварке.

Сегодняшняя технологическая структура применяемых

способов дуговой сварки по наплавляемому металлу в

республике выглядит следующим образом: ручная дуго-

вая сварка – 50%; ручная газовая сварка – 5%, механи-

зированная сварка в СО2 – 30%; механизированная свар-

ка в смесях (СО2+Аr) – 5%; аргонно-дуговая сварка – 4%;

сварка под флюсом – 1,5%; автоматизированная сварка, в

т.ч. с помощью роботов – 1,0%; сварка электронным лу-

чом – 1,5%.

Удельный вес ручных способов сварки в строительстве

достигает 80%, а по отрасли машиностроительного про-

изводства – более 30%. Вместе с тем сегодня на ведущих

предприятиях машиностроительного комплекса респу-

блики РДС в основном производстве практически не ис-

пользуется.

Эти две структуры (потребление сварочных материа-

лов для дуговой сварки и технологическая структура спо-

собов дуговой сварки по наплавленному металлу) объек-

тивно определяют сегодняшнюю потребность сварочно-

го производства республики в сварочном оборудовании и

применяемых технологиях.

Электродуговая сварка покрытыми металлическими

электродами является одним из основных технологиче-

ских процессов при изготовлении и особенно при мон-

таже, ремонте оборудования в атомном машиностроении,

тепловой и гидроэнергетике, нефтехимии, металлургии и

трубопроводном транспорте, т.е. практически во всех от-

раслях промышленности. Поэтому данному процессу сле-

дует уделять самое большое внимание, в том числе и сва-

рочным электродам, т.к. они являются одним из основ-

ных факторов, определяющих эффективность проводи-

мого процесса.

Структуру отечественного рынка сварочных электродов

можно представить по результатам проведенного опроса

предприятий Министерства промышленности: среди ис-

пользуемых сварочных электродов 15 % составляют спе-

циальные электроды, а остальные 85 % - электроды обще-

го назначения (в то же время по стоимости специальные

электроды составляют до 44 % объемов затраченного фи-

нансирования, а электроды общего назначения - до 56%.

Отечественное производство не обеспечивает потреб-

ности потребителей в сварочных материалах общего и

специального назначения стабильного качества. Такая си-

туация связана и с тем, что предприятия-поставщики сы-

рья для производства электродов расположены в удален-

ных регионах бывшего СССР, что приводит к значитель-

ным трудностям и издержкам. Подорожавшие ресурсы и

услуги еще более ужесточили ситуацию. Эти обстоятель-

ства вынуждают изготовителей использовать материалы-

заменители, поставляемые предприятиями, расположен-

ными ближе традиционных. К сожалению, в подавляю-

щем большинстве случаев такие замены ведут к сниже-

нию качества продукции.

Сложившаяся ситуация стимулировала к ведению в Бе-

ларуси активных работ по нескольким направлениям:

адаптация вторичных материалов к наиболее распро-

страненным маркам электродов, не ухудшающая свойств

электродов; решение технологических проблем, связан-

ных с использованием материалов-заменителей и вто-

ричных материалов в производственном цикле; органи-

зация специализированного опытно-экспериментального

производства по выпуску сварочных электродов общего

и специального назначения (продукции повышенного ка-

чества). Кроме того, при проведении этих работ одним из

приоритетов является использование новейших техноло-

гий по изготовлению компонентов электродных покрытий

(в том числе комплексных лигатур) с привлечением ме-

тодов математического моделирования, термодинамики и

физической химии.

Также имеющийся опыт работы, равно как и изуче-

ние опыта работы родственных предприятий и организа-

ций стран СНГ и дальнего зарубежья, показывает, что для

подъёма отечественнго производства сварочных матери-

алов на качественно иной уровень необходимо, в первую

очередь, техническое переоснащение цехов и участков по

производству сварочных электродов, использование ин-

новационных технологий и новых материалов. С точки

зрения экономической эффективности, важным факто-

ром явилось бы применение отечественного вторичного

сырья, подвергнутого специальной обработке.

После развала СССР Республика Беларусь располагала

производственными мощностями по выпуску до 32 тыс.

тонн в год электродов общего назначения.

За последние 15 лет в Беларуси произошли изменения

не только в объёмах производства, но и номенклатуре

Годы Сталь, тыс. т

Готовый прокат, тыс. т

Стальные трубы, тыс.т

1990 1112 686 90,01995 744 614 12,32000 1623 1397 37,92002 1607 1453 76,72003 1694 1451 96,22004 1920 1676 109,72005 2076 1839 108,32006 2296 2048 134,22007 2386 2192 143,22008 2659,5 2384 144,22009 2449,4 2298,3 106,7

Таблица 1. Производство основных видов продукции черной металлургии в

Беларуси.


производимой продукции, действующих производствах и

установленных мощностях. В таблице 2 проиллюстриро-

ваны эти изменения.

Если в конце 20-го века в республике было 11 предпри-

ятий по производству электродов, то к концу первого де-

сятилетия 21-го века выпускают электроды только пять.

Наиболее динамично развивающимся производителем,

как по объёму производства, так и по номенклатуре выпу-

скаемых электродов сегодня является ПЧУП «ВАТРА».

Отечественный производитель не всегда обеспечива-

ет качество, которое хотелось бы иметь потребителю. Это

связано с тяжелым состояним материально-технической

базы сварочного производства республики; отсутствием

производства собственных исходных минеральных ком-

понентов; использованием в технологическом процес-

се некачественного сырья; отсутствием организационной,

производственной дисциплины; отсутствием тщательно-

го контроля качества поступающего сырья; недостаточ-

ной обеспеченностью высококвалифицированными ка-

драми.

Для решения вопросов развития сварки в республике

Беларусь в настоящее время выполняется Государствен-

ная программа развития порошковой металлургии и свар-

ки в Беларуси на 2006-2010 годы. Головной организаци-

ей является ГНПО ПМ. Программа включает три основ-

ных раздела, один из которых – развитие сварки. Поста-

новлением № 530 от 17 октября 2008 г. Бюро Президи-

ума НАН Беларуси предусмотрено расширение полномо-

чий ГНПО ПМ по организации и координации работ в об-

ласти сварки и родственных технологий и создание Меж-

ведомственного координационного совета по сварке.

Постановлением Бюро Президиума НАН Беларуси от 20

марта 2009 г. № 146 утверждено Положение о Межведом-

ственном координационном совете по сварке и его пер-

сональном составе.

Совет осуществляет:

- межведомственную координацию научно-технической,

научно-методической и организационной деятельности

организаций и предприятий Республики Беларусь в обла-

сти сварки и родственных технологий;

- разработку предложений прогнозных показателей раз-

вития сварки и родственных технологий в Республике Бе-

ларусь, включая создание спецпроизводств, оборудова-

ния, новых и специальных материалов, подготовку, пере-

подготовку, аттестацию и сертификацию персонала и спе-

циалистов;

- координацию работ по разработке технических

нормативно-правовых актов в области сварки и родствен-

ных технологий в интересах различных министерств и ве-

домств;

- координацию деятельности Республики Беларусь в

международных организациях – Международном инсти-

туте сварки (МИС), Европейской сварочной федерации,

Межгосударственном научном Совете по сварке и род-

ственным технологиям;

- разработку предложений о необходимости расшире-

ния (сокращения) численности рабочих и инженерно-

технических кадров по сварке и родственным технологиям.

Предприятие Марка Объём, тн 2008 г Объём, тн 2009 г

ОАО «ГЗПД»

МР-3Б∅ 3 - 87,605

∅ 4 - 437,950∅ 5 - 58, 675

112,8 296,7

УОНИ 13/55Б ∅ 3 − 12,800 -0,03

АНО-4Б ∅ 4 − 24,545 0,03

ЦЧ-4Б − Ж

Итого: 627,635 411

ПЧУП «ВАТРА»

МР-3МР-3Д

290,0355,0

655

АНО-4И 66,0 76

УОНИ 13/55 224 225

АНО-36 3,4 23

МНЧ-2 4,0 10

ЦЧ-4В 1,7 9

Т-590 23,0 40

ЦЛ-11 8,7 18

ОЗЛ-8 4,5 16

ОЗЛ-6 5,7 -

НЖ-13 0,8 -

Итого: 986,8 1100

ОАО «Мядельское агропромэнерго»

Под заказ 20,0 -

ДП «Дятловская сельхозтехника»

Под заказ 20,0 -

ООО «Светлогор-ский з-д свароч-ных электродов»

МР-3 200 500

Всего: 1854,435 2011

Таблица 2

Год Произведено электродов, т

1996 7 256 (22 % возможного объема выпуска)

1997 6 800 (20,6 % возможного объема выпуска)

2004 Около 6 000

2005 Около 4 700

2008 1854,435

2009 2011

Таблица 3 Количествопроизводства электродов в республике

ТЕМА НОМЕРА 17

ОТКУДА РОБОТЫ В «ИЛИАДЕ»?Идея создания устройств, автомати-

зирующих отдельные действия чело-

века, пришла из глубокой древности.

Люди всегда мечтали создать искус-

ственных механических слуг, которые

имели бы все достоинства человека и

не страдали бы недостатками, прису-

щими живым организмам.

История развития роботов может

быть разбита на четыре основных эта-

па.

ПЕРВЫЙ ЭТАП. В глубокой древ-

ности были предприняты попытки соз-

дать различные человекоподобные

механизмы, которые, «поглотив» моне-

ту, открывали двери помещений, про-

давали воду, выполняли различные не-

сложные процедуры. Созданием таких

автоматов занимались Герон Алексан-

дрийский (I в. н. э.) и другие извест-

ные деятели тех времен.

В 400 г. до н. э. греческий философ

Акрит сконструировал летающих орла,

голубя и ползающую улитку.

Во времена египетского фарао-

на Птолемея II Филадельфа (III в. до

н. э.), согласно свидетельствам древ-

них папирусов, был создан механиче-

ский человек.

В произведении Гомера «Илиада» имеются строки:

Навстречу ему золотые служанки

Вмиг подбежали, подобные девам живым, у которых

Разум в груди заключен, и голос, и сила, которых

Самым различным трудам обучили бессмертные боги.

На заре цивилизации не было до-

статочно развитой науки и техниче-

ских возможностей для создания столь

сложных человекоподобных устройств.

Скорее всего, в этих преданиях отра-

жены лишь мечты людей.

ВТОРОЙ ЭТАП. В средние века в

большом количестве создавались раз-

личные человекоподобные механиз-

мы, которые получили название «ан-

дроиды».

Первые андроиды изготовили швей-

царский часовщик Пьер Жаке Дро и его

сын Анри Дро. Они показали изумлен-

ным согражданам сконструированно-

го ими механического писца. Он с важ-

ным видом макал гусиное перо в чер-

нильницу и ровным красивым почер-

ком писал длинную фразу, двигая при

этом головой и оглядывая написанное.

Созданием подобных андроидов увле-

кались известные мастера во многих

странах. К андроидам следует отне-

сти также произведения русского ма-

стера Кулибина: замысловатые часы с

движущимися фигурками людей и жи-

вотных.

Трудные и, казалось бы, неразреши-

мые проблемы вставали перед соз-

дателями первых андроидов. Прежде

всего возникал вопрос, где взять энер-

гию, которая могла бы заменить силу

человеческих мышц. Обычно использо-

вали одну достаточно мощную пружи-

ну или систему пружин. Энергии пру-

жин было явно недостаточно – появив-

шиеся паровые машины пришли на по-

мощь создателям андроидов.

На этом этапе все человекоподобные

устройства отличались лишь внешним

сходством со своими создателями. При

этом они не имели связи с внешним ми-

ром, служили для развлечения публи-

ки и практического значения не имели.

Это были произведения талантливых

механиков-умельцев тех лет.

ТРЕТИЙ ЭТАП. Конец XIX и начало

XX века характеризуются выдающими-

ся открытиями в области науки и тех-

ники. Появились и начали широко при-

меняться различные электрические

устройства, генераторы тока, электри-

ческие двигатели, аккумуляторы. Были

изобретены телеграф и телефон. Все

шире начала использоваться электри-

ческая энергия. В начале XX в. интен-

сивно развиваются радиотехника и

электроника.

Все достижения человеческой мыс-

ли не могли не повлиять на создание

нового научного направления — робо-

тотехники.

В 1920 г. чешский писатель Карел Ча-

пек в своей социально-фантастической

пьесе «R. U. R» («Россумские универ-

сальные роботы») впервые употре-

бил слово «робот», которое быстро

получило признание во всем мире и

теперь олицетворяет новое научно-

техническое направление. В эти же

годы в ряде стран созданы известные

роботы «Альфа», «Эрик», советский ро-

бот ЕМ и др. При этом широко исполь-

зовались достижения в области элек-

тротехники, электроники и автомати-

ки. К этому времени относятся и пер-

вые попытки использовать роботы для

нужд человека. Появилось большое

количество научно-фантастических

произведений, в которых авторы пыта-

лись предугадать будущее роботов.

Американский ученый и писатель Ай-

зек Азимов в одном из своих произве-

дений сформулировал так называемые

законы робототехники:

1. Робот не может причинить вред

человеку или своим бездействием до-

пустить, чтобы человеку был причинен

вред.

2. Робот должен повиноваться всем

приказам, которые отдает человек,

кроме тех случаев, когда они противо-

речат первому закону,

3. Робот должен заботиться о сво-

ей безопасности в той мере, в которой

это не противоречит первому и второ-

му законам.

Новые научные открытия и изобре-

тения позволили проблему создания

роботов перевести на более совер-

шенный фундамент. Так, появились ре-

альные возможности оснастить робо-

Рис. 1

18 ТЕМА НОМЕРА Мир сварки 2010 №10

тов зрением – фотоэлементами, слу-

хом – микрофонами, речью – громко-

говорителями.

В то же время получила свое разви-

тие наука, которая позже будет назва-

на кибернетикой. Ученые и инженеры

начали разрабатывать устройства, ко-

торые, хоть и скромно называли кибер-

нетическими игрушками, создавались

отнюдь не для развлечения. Они слу-

жили примером практического вопло-

щения идей автоматического управле-

ния и кибернетики, моделировали по-

ведение живых организмов.

Большую известность приобре-

ли устройства, напоминающие чере-

пах, жуков, мышей и т. д. Первые про-

стейшие схемы таких устройств, спо-

собных двигаться в направлении света,

разработал известный американский

ученый Н. Винер, сформулировавший

основные положения кибернетики. В

устройствах, созданных на третьем

этапе эволюции роботов, впервые был

использован принцип обратной связи,

сформулированный в конце XIX в.

ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП начался в 1965 –

1970 гг. Мечта о создании механиче-

ских помощников человека стано-

вится реальностью. В середине XX

в. возникло и сформировалось новое

научно-техническое направление –

робототехника. К нему было прико-

вано внимание многих специалистов,

научно-исследовательских и опытно-

конструкторских организаций различ-

ных отраслей в промышленно разви-

тых странах. Это направление и в на-

стоящее время считается одним из са-

мых актуальных и перспективных.

Целесообразно отметить и сформу-

лировать основные причины развития

нового научно-технического направ-

ления и создания нового типа обору-

дования — промышленных роботов.

Во-первых, стремление освободить

человека от работы в экстремальных

условиях. В настоящее время, несмо-

тря на относительно высокий уровень

механизации и автоматизации про-

изводственных процессов, еще очень

много операций человеку приходится

выполнять самостоятельно в условиях

высоких температур, повышенной ра-

диации, а также контактировать с ток-

сичными химическими веществами, ра-

ботать при высоком уровне шумов и

вибраций. Совершенно необходимо

освободить человека от утомительного,

монотонного и однообразного труда.

Во-вторых, необходимость повысить

производительность труда и качество

выпускаемой продукции. Промышлен-

ные роботы, как это уже стало ясно

всем исследователям, позволяют эф-

фективно автоматизировать вспомо-

гательные и транспортные операции в

условиях мелкосерийного и серийно-

го производства, дают возможность на

более высоком уровне решать задачи

комплексной автоматизации, пересмо-

треть распределение функций меж-

ду человеком и машиной. Промышлен-

ные роботы играют важную роль в ре-

шении задачи создания гибких про-

изводственных систем. В настоящее

время принято считать, что без при-

менения роботов различного типа для

автоматизации вспомогательных и

транспортно-складских операций соз-

дание современной гибкой производ-

ственной системы невозможно.

Для того чтобы лучше понять место

и научные задачи создания промыш-

ленных роботов, целесообразно рас-

смотреть общую постановку проблемы

«робототехника» и так называемые три

поколения роботов. В настоящее вре-

мя во всей специальной научной и по-

пулярной литературе принято разде-

ление роботов на три поколения. Не-

смотря на то, что это деление несколь-

ко условно, такой прием позволяет бо-

лее четко отметить особенности раз-

личных типов роботов и классифици-

ровать их.

I поколение — промышленные робо-

ты (ПР). По сложившемуся мнению, ПР

представляют собой автоматические

устройства, оснащенные одной или не-

сколькими «руками». Движение руки

промышленного робота осуществля-

ется по нескольким управляемым ко-

ординатам (от двух до восьми) с задан-

ной программируемой скоростью и не-

обходимой точностью. На конце руки

монтируют кисть с рабочим органом.

Перемещение рабочего органа проис-

ходит в пределах зоны обслуживания

ПР.

Промышленный робот в общем слу-

чае состоит из манипулятора, рабочего

органа и переналаживаемого устрой-

ства управления (рис. 1). Важнейшей

отличительной особенностью ПР явля-

ется то, что они, как правило, не име-

ют датчиков обратной связи и не мо-

гут реагировать на изменения внеш-

ней среды. Предполагается, что среда,

окружающая робота, строго органи-

зована, детерминирована и неизмен-

на. Эта особенность несколько огра-

ничивает области применения ПР. Про-

граммирование их движений осущест-

вляется в основном методом обучения,

а программа предусматривает запись

всех движений манипулятора.

Наиболее эффективно применение

промышленных роботов для автомати-

зации транспортных, вспомогательных

и некоторых технологических опера-

ций в условиях мелкосерийного и се-

рийного производства.

II поколение – адаптивные робо-

ты. Роботы, управляемые устройством

адаптивного управления, относятся

к более совершенным роботам и, как

это следует из названия, могут реа-

гировать на изменения внешней сре-

ды. Они оснащены датчиками обрат-

ной связи — сенсорными устройства-

ми. Эта особенность и является глав-

ной, отличающей адаптивные роботы

от роботов I поколения. Возможность

корректировать программу в зависи-

мости от изменения параметров внеш-

ней среды позволяет существенно рас-

ширить область применения роботов

этого поколения по сравнению с про-

мышленными роботами. Манипулято-

ры рабочих органов адаптивных робо-

тов не имеют принципиальных отличий

от таковых у роботов I поколения. На

адаптивных роботах применяются са-

мые разнообразные датчики обратной

связи. В широком спектре этих датчи-

ков насчитывается несколько десятков

типов, начиная от простейших контакт-

ных электромеханических и заканчи-

вая стереоскопическими телевизион-

ными.

Системы управления адаптивными

роботами сложнее систем управле-

ния промышленными роботами. Про-

граммирование предусматривает за-

пись основной программы и наличие в

системе управления соответствующих

подпрограмм, включаемых в зависимо-

ТЕМА НОМЕРА 19

сти от сложившейся ситуации в окру-

жающей среде. Как правило, система

управления представляет собой спе-

циализированную ЭВМ или управляю-

щий вычислительный комплекс (УВК).

Часто адаптивные роботы называют

системой «глаз — рука».

Структурная схема такого робота

(рис. 2, а) включает в себя собствен-

но рычажный манипулятор (1), телеви-

зионную камеру (2) и стол (3) с распо-

ложенными на нем различными пред-

метами. Упрощенная блок-схема си-

стемы управления роботом типа «глаз

— рука» показана на рис. 2, б.

Сейчас мы стоим на пороге само-

го интересного этапа в развитии ро-

бототехники, значение которого труд-

но переоценить. Недаром девиз одно-

го из международных симпозиумов по

робототехнике — «Эпоха людей и ро-

ботов». В настоящее время робототех-

ника развивается бурными темпами во

всех основных промышленно развитых

странах. Сравнительно недавно было

сформулировано новое понятие — ис-

кусственный интеллект. Теперь про-

блема роботов тесно связана с искус-

ственным интеллектом.

III поколение — роботы с искус-

ственным интеллектом. Роботов III

поколения, наиболее сложных и совер-

шенных, ранее называли интегральны-

ми. Следует отметить, что сейчас они

находятся в стадии разработки. Соз-

даны отдельные экспериментальные

образцы, применение которых в про-

мышленности только начинается. Кон-

струкция роботов с искусственным ин-

теллектом существенно отличается от

ранее описанных тем, что они весьма

часто выполняются подвижными, осна-

щаются колесным или гусеничным хо-

дом. Достаточно распространенным

научным направлением является соз-

дание шагающих роботов, а также ро-

ботов, предназначенных для исследо-

ваний космоса и океана.

Роботы с искусственным интеллек-

том оснащаются мощными ЭВМ и в це-

лом сложнее и дороже роботов II по-

коления. Математическое обеспечение

интегральных роботов весьма сложно.

В память робота нужно занести мате-

матическую модель внешней среды и

общую цель, которую необходимо до-

стигнуть. Конкретная программа дей-

ствий вырабатывается в процессе дви-

жения робота на основании сопостав-

ления модели внешней среды, основ-

ной цели и информации, получаемой

от органов чувств. Предполагается,

что робот оснащен устройствами, по-

зволяющими вести непрерывную связь

(диалог) с человеком на естественном

или специализированном (проблемно-

ориентированном) языке.

Говоря о возможных областях при-

менения роботов с искусственным ин-

теллектом, специалисты различных

стран исходят из того, что в некоторых

условиях человек не может существо-

вать и выполнять полезную работу без

специальных мер защиты. К ним отно-

сятся океанские глубины, космос, по-

верхность других планет, зоны высо-

кого радиоактивного излучения и т. д.

Использование достаточно совершен-

ных роботов, способных выполнять це-

ленаправленные действия в этих об-

ластях, вести поисковые аварийные,

сборочные, строительные и ремонт-

ные работы – в том числе и свароч-

ные – позволит человечеству раздви-

нуть границы своего обитания, осво-

ить новые богатства, сделать еще один

важный шаг вперед в области научно-

технического прогресса.

Рис. 2(а). Структурная схема робота с адаптивным

управленем

Рис. 2(б). Блок-схема робота с адаптивным

управленем

ГеронАлександрийский

(вероятно, 1 в.)

Великий физик, математик, механик

и инженер древней Греции. Занимал-

ся геометрией, механикой, гидроста-

тикой, оптикой. Первым изобрел ав-

томатические двери, автоматический

театр кукол, автомат для продаж, ско-

рострельный самозаряжающийся ар-

балет, паровую турбину, автоматиче-

ские декорации, прибор для измере-

ния протяженности дорог (древний

«таксометр») и др. Первым начал соз-

давать программируемые устройства

(вал со штырьками с намотанной на

него веревкой).

Пьер Жаке Дро(1721-1790)

Основоположник одной из самых

престижных часовых торговых марок.

Создатель анимированных часов с по-

ющими птицами и фонтанами, музы-

кальных часов, а также мастер по соз-

данию автоматических механизмов.

Самыми знаменитыми из его созда-

ниями: пишущий мальчик, девоч-

ка, играющая на органе, и рисующий

мальчик. Благодаря своим творени-

ям, он был представлен королевским

дворам Европы, России и Китая.

Норберт Винер(1894-1964)

Американский ученый, выдающий-

ся математик и философ, основопо-

ложник кибернетики и теории ис-

кусственного интеллекта.

НОВАЯ МАРКА QIROX® НЕМЕЦКОГОПРОИЗВОДИТЕЛЯ РОБОТОВ CLOOSКороткая справка: фирма «Карл Клоос Швайсстехник

ГмбХ» (Carl Cloos Schweisstechnik GmbH) из города Хайгер

близ Франкфурта-на-Майне принадлежит к пионерам

современных сварочных технологий и считается сегод-

ня одним из лидеров мирового рынка. При этом фирма

сочетает два основных направления развития: тех-

нологию электродуговой сварки и роботизацию. Таким

образом, заказчикам предоставляются экономически

рентабельные и технически совершенные комплексные

решения из одних рук.

Коллектив, насчитывающий око-

ло 700 работников, разрабатывает

и изготавливает гамму продукции

CLOOS – от источников сварочного

тока до роботизированных комплек-

сов «под ключ». Мощные полуавто-

маты для сварки в защитном газе

(MIG/MAG), аппараты для сварки не-

плавящимся электродом (WIG/TIG)

и роботизированная техника нахо-

дят применение в производственных

линиях и экономичных компактных

сварочных камерах во всех отраслях

машиностроения.

С использованием зарекомендовав-

ших себя и инновационных сварочных

процессов CLOOS предлагает ориенти-

рованные на будущее решения с наи-

высшей экономической эффективно-

стью, как для полуавтоматической, так

и для автоматизированной сварки.

Что найдет заказчик под новой мар-

кой? QIROX® – это система автома-

тизированной сварки и резки.

Система QIROX® КИРОКС включа-

ет робототехнику, программное

обеспечение, сенсоры, устройства

безопасности и позиционеры обра-

батываемых изделий, а также тех-

нологию. Она может дополняться

богатой гаммой принадлежностей

и услуг. С таким «удобным» паке-

том из одних рук заказчик получа-

ет значительные экономические и

качественные выгоды. Модульная

конструкция позволяет оптимально

адаптировать оборудование к инди-

видуальным запросам.

ИСТОРИЯПервые шаги в робототехнике

CLOOS сделал в 1978-79 гг. – сварке

в защитных газах открыты рост

производительности и гарантиро-

ванное качество.

Спустя почти 60 лет с момента осно-

вания фирмы на основе накопленно-

го опыта разработки и производства

источников сварочного тока и пер-

вых средств автоматизации пришло

убеждение, что сварочные роботы

с гибким программированием могут

дать производственнику в любой от-

расли машиностроения существен-

ные конкурентные преимущества

для его продукции, как экономиче-

ские, так и качественные.

Одновременно с приобретением

лицензии на промышленный ро-

бот у одной из американских фирм

CLOOS начал разработку собствен-

ной 6-осевой шарнирно-рычажной

конструкции и программного обе-

спечения специально для управ-

ления дуговой сваркой. Сейчас

CLOOS – крупнейший производитель

и мировой экспортер роботов для

дуговой сварки, который последова-

тельно совершенствует саму механи-

ку роботов, систему управления, сва-

рочное оборудование, компоненты

периферии, идеально приспособлен-

20 СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Мир сварки 2010 №10

ные друг к другу, обеспечивающее

комплексное решение поставленной

производственной задачи.

Сварочные процессы, которые недо-

ступны ни одному сварщику

Что ждет от сварочного робота пред-

приниматель? Точное ведение сва-

рочной горелки по контуру с адап-

тацией траектории и параметров

процесса к возможным неточностям

заготовки. Это же выполняет и ква-

лифицированный сварщик. Быстрое

перемещение в пространстве от

одного шва к другому в заданной

последовательности, без перекуров,

без ошибок и усталости, в результате

максимальная производительность,

стабильное качество – очевидные

преимущества робота.

Тяжелая сварочная горелка типа

«тандем» с двумя одновременно по-

дающимися проволоками, с сильным

излучением, или гибридные свароч-

ные головки, например, дуговая го-

релка и лазер, обеспечивающие уве-

личение скорости сварки в несколько

раз и уникальные качественные ха-

рактеристики шва, – это будет под

силу только мощной «механической

руке». А «мозги» робота возьмут на

себя управление десятками параме-

тров процесса в режиме реального

времени.

30 лет развития: марка QIROX® идет

на смену 3 поколениям известных

роботов типа Romat. Что нового?

Интеграция инновационных техно-

логий в конструкцию робота даст

заказчику новые преимущества в

эксплуатации. Речь о технических

характеристиках и экономических

критериях.

Если начать с технических новшеств,

надо особо отметить полностью пе-

реработанный дизайн и седьмую ось

робота. Это, во-первых, позволило

сделать более компактной и дина-

мичной механику, уменьшив её вес.

Все подвижные детали были проду-

маны и рассчитаны заново с приме-

нением биометрической методики.

Везде, где было можно, достигнута

экономия материала и снижен вес.

С улучшенной геометрией конструк-

ция стала легче, но при этом более

жесткой. Повторение позиции обе-

спечено с отклонением менее 0,1 мм.

Предлагаемая как опция седьмая ось

представляет собой эксцентриковое

поворотное основание. Оно увеличи-

вает более чем на 1 метр зону дося-

гаемости для стандартной механики

без дорогостоящих периферийных

устройств перемещения робота (по-

воротных колонн, линейных путей).

Модульный принцип конструкции

расширил возможности комплекта-

ции – оптимально под поставленную

задачу. Как и прежде, имеется 3 ба-

зовых типоразмера роботов: QIROX®

320, 350 и 410. Дополнительно по-

явился выбор между классической

компоновкой (QRC) и моделями с

центральным присоединением па-

кета шлангов к горелке через полый

вал шестой оси (QRH). Механизм по-

дачи сварочной проволоки может

быть встроен в руку робота. В этом

варианте кабели и шланги, подве-

дённые к горелке и сенсорам, прохо-

дят внутри руки, не закручиваются

при прохождении контуров большой

кривизны, не задевают за изделие и

зажимы, не перетираются.

Оба ряда моделей QRC и QRH приспо-

соблены для установки на цоколе

или в подвесном положении и могут

оснащаться всеми типами сенсоров,

а также системой автоматической

смены горелок - один робот для не-

скольких сварочных процессов.

Усовершенствованные узлы приво-

дов осей медленнее изнашиваются,

СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 21


ещё проще стали диагностика и об-

служивание системы.

Экономическое преимущество оче-

видно: быстрее перемещения, коро-

че тактовое время, выше коэффици-

ент использования.

Полное обновление и в ряду источ-

ников тока CLOOS для роботизиро-

ванной сварки. В диапазоне токов

300 – 600А с максимальной про-

должительностью включения 100%

предлагается новое поколение аппа-

ратов MIG/MAG типа QINEO® КИНЕО

с интерфейсом для обмена данными

с системой управления робота. Про-

граммирование всех параметров

сварки возможно с пульта системы

управления робота.

ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕКак и прежде фирма CLOOS инвести-

рует в собственные разработки и ис-

пытания новой техники и технологий

дуговой сварки. Основные направле-

ния: высокопроизводительные про-

цессы, динамика роботов и сокра-

щение тактового времени, снижение

затрат времени на программирова-

ние, повышение надежности всех

узлов оборудования. Продолжает

расширяться выбор различных

конструкций позиционеров для сва-

риваемых изделий и периферийных

устройств передвижения роботов с

целью предложить заказчику наибо-

лее экономичное решение роботизи-

рованного комплекса.

CLOOS:РОССИЙСКАЯ ПРАКТИКАМинуло более 20 лет со времени по-

ставки первых роботов CLOOS ма-

шиностроительным предприятиям в

СССР. Какой опыт работы накоплен с

российскими заказчиками? Роботи-

зация сварочных процессов в России

рентабельна! Можно сослаться лишь

на один пример: замена полуавтома-

тической сварки стрел экскаваторов

на Тверском экскаваторном заводе

на роботизированную сварку двумя

проволоками (процесс «тандем») по-

высила производительность в 5 раз

за счет увеличения скорости сварки

и сокращения числа проходов.

Автоматизация сварки обеспечивает

конкурентоспособность продукции

заказчика на внутреннем россий-

ском рынке, как это происходит и на

внешних рынках: высокая произ-

водительность сварочных работ, га-

рантированное качество швов, без-

упречный внешний вид. Внедрение

в практику новых высокопроизво-

дительных процессов с уникальными

возможностями (например, гибрид-

ной лазерно-дуговой сварки) не

обойдется без средств автоматиза-

ции.

Дополнительная информация в интер-

нете: www.cloos.de, www.ipc-weld.ru и в

московском представительстве (495)

645 28

Пример роботизированного комплекса

CLOOS с развитой периферией для

сварки тяжелых металлоконструкций:

2 робота с продольным перемещением

по порталу, поперечным перемещени-

ем по стреле и вертикальным ходом,

позиционер-вращатель с горизон-

тальной осью. Приводы периферийных

устройств свободно программируемые,

интегрированы в систему управления

робота и синхронизированы с вну-

тренними осями роботов.


« »

.

140000, , . , - , .259- .

.: +7 (495) 554-70-88, 554 61-46 : +7 (495) 554-74-69

e-mail: [email protected] www.technicord.ru


Каждое предприятие, которое в

процессе своей деятельности сталки-

вается с проблемами повышения про-

изводительности труда, снижения се-

бестоимости выпускаемой продукции

и повышения ее качества, рано или

поздно задается вопросом: нужна ли

автоматизация производства, замена

труда человека на труд робота?

Однозначного ответа на этот вопрос

нет. Было бы неправильно утверж-

дать, что робототехнику можно ис-

пользовать повсеместно. Никто не от-

рицает, что квалифицированный руч-

ной труд в ряде случаев незаменим,

но нельзя также сказать, что робото-

техника – это дорого и сложно: сегод-

ня во многих областях производства

монотонный ручной труд становится

невыгодным и непроизводительным.

Итак, чтобы определиться с отве-

том, делается экономический расчет

технологической операции или ком-

плекса операций (сварка, упаков-

ка, покраска и т. д.). Это дает воз-

можность сравнить текущие затраты

предприятия с затратами при приме-

нении автоматизации операции с по-

мощью роботов, оценить экономию и

срок окупаемости.

Надо понимать, что роботы могут

быть рентабельной альтернативой

перемещающемуся производству за

границей и решению проблемы обе-

спеченности рабочей силой.

В последнее время роботы заменя-

ют монотонный ручной труд во мно-

гих областях производства, исполь-

зуют новые технологии и выполняют

следующие операции:

• дуговая, лазерная и контактная

сварка;

• обслуживание станков – рабо-

та со станком, загрузка/выгрузка из-

делий;

• паллетирование;

• обрабатывающие операции:

сверление, зачистка, шлифование,

полирование, зенкование, фрезеро-

вание, снятие облоя;

• плазменная, лазерная и гидро-

абразивная резка;

• покраска и др.

Компания «Вебер Комеханикс»

приглашает к сотрудничеству в об-

ласти автоматизации производства.

Мы предлагаем комплексные реше-

ния «под ключ». Используя нара-

ботки нашего поставщика, компании

Motoman Robotics Europe AB (Шве-

ция), и опыт наших профессионалов

(сервис-инженеров и технологов), мы

даем экспертную оценку любой тех-

нологической задачи на предмет ав-

томатизации.

Клиент компании получает техно-

логическое решение, то есть целый

комплекс, состоящий из взаимосвя-

занно работающих роботов, позицио-

неров и приспособлений с отработан-

ными программами. Такой комплекс

представляет собой не набор отдель-

ных устройств (для которых необхо-

димо обеспечивать взаимосвязь, из-

готавливать приспособления и про-

граммировать), а единое целое. Он

предназначен для выполнения опре-

деленных производственных задач.

Вы никогда не столкнетесь с пробле-

мами, возникающими, когда робота

обслуживает одна компания, позици-

онеры и оснастку поставляет другая,

а программирует третья.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫОсновной партнер «Вебер Коме-

ханикс» в области робототехни-

ки – шведская компания Motoman,

подразделение японской корпора-

ции Yaskawa. На сегодняшний день

Рис. 1 Рис. 2

Александр Кормилицин, директор по стратегическому развитию «Вебер Комеханикс»

ИЗЯЩНАЯ ТЕХНИКА – ЖЕЛЕЗНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ


Motoman Robotics Europe AB – круп-

нейший поставщик роботизирован-

ного оборудования (свыше 25000 ро-

ботов в год) и лидер в области реа-

лизации систем, создаваемых «под

ключ», для широчайшего спектра

промышленных приложений:

• дуговая, плазменная и контакт-

ная сварка;

• газовая резка, плазменный и

лазерный раскрой материала;

• снятие облоя, зачистка кромок,

фрезерование, сверление и шлифо-

вание;

• транспортировка материалов и

деталей;

• обслуживание промышленного

оборудования;

• нанесение герметика и клея на

поверхность изделия;

• установка изделий на паллеты;

• сборка и покраска.

Компания Motoman имеет более

чем 25-летний опыт разработки тех-

нологий и внедрения на их основе

сварочных роботизированных ком-

плексов в основном для общего ма-

шиностроения и автомобилестрое-

ния.

Специалисты компании разрабаты-

вают, создают и внедряют оборудо-

вание и комплексы для тяжелой ин-

дустрии, в которых промышленные

роботы играют основополагающую

роль. Особенно актуальны промыш-

ленные роботы грузоподъемностью

от 3 до 500 кг, а также мультиосевые

манипуляторы грузоподъемностью до

20000 кг.

Роботы дуговой и контактной сварки

На рис. 1 представлена сложная ро-

ботизированная система, состоящая

из трех сварочных роботов и ком-

плексной оснастки, предназначен-

ная для изготовления элементов вы-

хлопной системы автомобиля. На рис.

2 показан специализированный ро-

бот дуговой сварки SSA2000. Инте-

грированный кабельный узел позво-

ляет увеличить его износостойкость

и дает возможность удобного взаимо-

действия с периферийными устрой-

ствами при создании поточных ли-

ний с высокой плотностью сварочных

узлов.

Основные преимущества:

• встроенный кабельный узел;

• компактное устройство подачи

проволоки;

• линейное расположение горел-

ки;

• простота процесса сварки

кольцевых швов и сложных геометри-

ческих узлов.

Системы контактной сварки, созда-

ваемые «под ключ», оснащаются сва-

рочным пистолетом X-типа с водяным

охлаждением, включая сервоприво-

ды компании Yaskawa и стандартизи-

рованный набор трансмиссий, пнев-

матических и электрических компо-

нентов компании Motoman. Среднеча-

стотные инвертеры обеспечивают ка-

чественный сварочный процесс, дают

полный контроль над операцией и

скоростью ее выполнения.

Роботы для обслуживания станков

Роботы общего назначения созда-

ны для обслуживания гибочных прес-

сов и станков токарно-фрезерной

группы. Среди преимуществ: повы-

шение точности и качества выполня-

емых операций, увеличение произво-

дительности оборудования, гибкость

комплекса.

Роботы Motoman могут быть ис-

пользованы в различных областях

промышленности (рис. 3): снятие об-

лоя, полирование, шлифование, фре-

зерование, нанесение клея, покраска,

газовая резка, плазменный, лазер-

ный, гидроабразивный раскрой листа

и обработка сложных объемных кон-

струкций.

Портальные роботизированные

комплексы

Установка роботов на портальные

системы делает возможным сварку

крупногабаритных изделий слож-

Рис. 4Рис. 3


ной геометрической формы. Диапа-

зон работы роботизированного ком-

плекса может быть таким большим,

насколько это потребуется, вплоть

до 26 метров по длине с позиционе-

рами грузоподъемностью до 20 тонн.

Системы большой грузоподъемности

специально разработаны для надеж-

ной, точной и экономичной сварки

больших конструкций: рам и ковшей

экскаваторов, элементов мостов, бу-

рильного оборудования и т.д.

МУЛЬТИУПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ

Программное обеспечение

Motoman разработано для использо-

вания на ПК; оно обеспечивает наи-

более эффективный способ исполне-

ния операций.

Удобная система программирова-

ния и управления (все с одного пуль-

та контроллера модели NX100) га-

рантирует высокую точность и чет-

кость движения. Архитектура систе-

мы управления дает возможность не-

ограниченного соединения с внеш-

ними системами через широкий ряд

протоколов связи:

• возможность одновременно-

го управления четырьмя роботами и

внешними осями (максимум 36 осей);

• сварка без использования кон-

дуктора;

• компактность размещения

роботов;

• простота управления;

• сенсорный пульт управления.

СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Компания «Вебер Комеханикс» предлагает весь спектр услуг по га-

рантийному и сервисному обслужи-

ванию оборудования. Наши специ-

алисты окажут Вам помощь на лю-

бом этапе работы: от консультиро-

вания по техническим характери-

стикам того или иного робота и ре-

комендаций оптимального варианта

до регулярных сервисных работ ис-

пользуемого оборудования и опера-

тивного реагирования на возникаю-

щие вопросы.

В демонстрационном зале мы

готовы показать Вам возможности

промышленных роботов Motoman

и ответить на все вопросы.

Наши высококвалифицированные

специалисты проведут полный курс

обучения операторов по программи-

рованию, управлению и технической

поддержке промышленных роботов

Motoman. Оперативность, качество

и гарантия – вот основные критерии,

которыми мы руководствуемся в сво-

ей работе.

Рис. 5

Рис. 6


ЧТО В КАМАЗАХ ОТ РОБОТА?Филип Хольст («Андон Отомейшн АБ», Швеция)

Алекс Жирофле («ЭСАБ Холдингз Лтд.», Великобритания)

Российская автомобильная компа-

ния «НефАЗ» – изготовитель авто-

бусов, автомобильных цистерн и по-

ставщик деталей для изготовления

самосвалов КамАЗ – реализует стра-

тегию автоматизации и роботиза-

ции своего производства.

25 000 КУЗОВОВ АВТОСАМОС-ВАЛОВ В ГОД

В качестве первого шага на пути

к автоматизации «НефАЗ» заключил

договор с занимающейся комплекс-

ной роботизацией компанией Andon

Automation концерна ABB. Та, в свою

очередь, представила шесть пор-

тальных устройств, каждое из кото-

рых оборудовано двумя подвесными

роботами.

«НефАЗ» изготавливает борта ку-

зова – два боковых и один задний

– и устанавливает

их на трех различ-

ных типах грузови-

ков «КАМАЗ»

Уси ливающие

элементы на бо-

ковых бортах подобны армирующим

деталям мостов и привариваются

угловыми швами. Общая длина свар-

ных швов, выполняемых для данных

элементов на предприятии, поистине

впечатляет – 1709 км в год.

Нефтекамский автозавод форму-

лирует свою цель четко и смело: «Мы

хотим увеличить объем производ-

ства кузовов автосамосвалов до 25

000 в год». Кроме того, предприятие

ставит следующие цели:

• ввести в производство роботи-

зированные сварочные комплексы;

• улучшить производственные

стандарты;

• добиться постоянно высокого

качества сварки;

• уменьшить количество свар-

щиков, работающих во вредных

условиях.

Для компа-

нии, еще не

знакомой с ав-

т о м а т из и р о -

ванной и ро-

ботизирован-

ной сваркой, выполнить поставлен-

ные задачи достаточно трудно. Руко-

водители предприятия быстро осо-

знали, что для успешной реализации

проекта крайне важно выбрать пра-

вильного партнера.

ПОТРЕБУЕТСЯ ШЕСТЬРОБОТИЗИРОВАННЫХ КОМ-ПЛЕКСОВ

Компании Andon не пришлось на-

чинать «с нуля». Руководство «Не-

фАЗ» и его торговый партнер «Ев-

роТехПром» представили все дан-

ные и планы, необходимые для авто-

матизации производства. После об-

стоятельных дискуссий специалисты

Andon разработали решение, преду-

сматривающее установку шести пор-

тальных комплексов, каждый из ко-

торых будет оборудован двумя под-

весными роботами (рис. 1, 2).

Каждый комплекс включает в себя

два стола: для прихватки-сварки

и для разгрузки-погрузки. После

окончания операции портальное

устройство с двумя роботами пере-

Общая длина сварных швов, выполняе-

мых для данных элементов на предпри-

ятии, поистине впечатляет – 1709 км

в год.

мещается к другому столу для при-

хватки и сварки следующего борта,

в то же время происходит выгрузка

обработанного борта и загрузка но-

вых заготовок.

Схема автоматизированного про-

изводства рассчитана на оптималь-

ную скорость потока обрабатыва-

емых деталей. Детали для боковых

и задних бортов устанавливаются с

помощью крана в соответствующее

положение в пролете цеха в то время

как готовые борта разгружаются на

границе производственного участка

для транспортировки.

ТЕХНИЧЕСКИЕХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ

В комплексе используются робо-

ты ABB модели IRB2400I с шестью

осями вращения, которые специаль-

но разработаны с целью оптимиза-

ции процесса автоматизированной

сварки. Форма робота, длина руки и

траектория перемещения рассчита-

ны исключительно на дуговую свар-

ку. Диаметр рабочей зоны составля-

ет 1,8 м, грузоподъемность 7 кг.

Роботы оснащены блоками согла-

сования с интерфейсом робота W8

производства ESAB. Это комплекс-

ное решение, предлагаемое для ро-

ботов ABB. В комплекте использует-

ся модифицированная версия источ-

ника питания Aristo Mig 5000i произ-

водства ESAB с самым современным

инвертором на IGBT-транзисторах. С

помощью этого блока осуществляет-

ся обмен данными (по шине CAN) с

блоком управления IRC5 робота ABB.

Кроме этого, блок W8 включа-

ет в себя устройство подачи Aristo™

Robofeed 3004w ELP и бухтовую упа-

ковку Marathon Pac™. Устройство по-

дачи проволоки заключено в корпус

с окошками для визуального контро-

ля механизма подачи. Выключатель

насоса ELP (ESAB LogicPump) соз-

дает условия, при которых водяное

охлаждение применяется только в

случае подсоединения горелки с во-

дяным охлаждением.

Барабанная упаковка Marathon

Pac обеспечивает непрерывную по-

дачу 250 кг или 475 кг сварочной

проволоки. Замена израсходован-

ной упаковки новой выполняется за

минимальное время. Благодаря не-

прерывной системе подачи «беско-

нечной» упаковки Marathon Pac про-

стои практически сводятся к нулю.

Для установки на заводе «НефАЗ»

специалисты Andon рекомендовали

использовать упаковку 250 кг, кото-

рую следует размещать на платфор-

мах портального устройства. Приме-

няемая сварочная проволока – OK

Autrod 12.51 диаметром 1,2 мм.

Сварочный комплекс включает в

себя различное современное обо-

рудование – датчик поиска швов

SmarTac, улучшенный контроллер

сварки (AWC) для отслеживания

сварного шва и центр обслуживания

горелки.

SmarTac (рис. 3) - это гибкая уни-

версальная система поиска и опре-

деления местонахождения сварных

швов, адаптирующая запрограмми-

рованную траекторию робота путем

корректировки отклонений заготов-

ки от заданного положения.

В режиме поиска система способ-

на определить положение поверх-

ности детали посредством электри-

ческого контактного датчика поло-

жения. Чувствительным элементом

датчика является наконечник соп-

ла сварочной горелки. Определение


Рис. 2. Вид одной стороны портального сварочного комплекса во время пробной сварки в компании Andon Automation

Рис. 1. Сварочные роботы поставленные на завод НефАЗ


поверхности происходит автоматически при касании по-

верхности соплом.

В режиме поиска на сопле горелки находится элек-

трический потенциал. При контакте сопла с заготовкой

SmarTac посылает сигнал остановки в систему управ-

ления робота. После сравнения фактического положе-

ния сопла с запрограммированным сварочная програм-

ма адаптируется к фактическому положению детали.

SmarTac в значительной степени позволяет предотвра-

тить проблемы качества, вызванные отклонениями заго-

товок. Поскольку действие системы SmarTac основано на

электрическом контакте между соплом и заготовкой, ее

можно использовать только для неокрашенных проводя-

щих материалов.

Система AWC по изменению напряжения дуги отслежи-

вает изменение расстояния до свариваемых поверхностей.

Совершая колебательные движения во время сварочно-

го процесса, AWC производит постоянные измерения тока

и напряжения в центре шва и по краям, при неравенстве

напряжений по левому и правому краю, а также по высо-

те происходит автоматическая корректировка траектории.

Это обеспечивает качественное заполнение сварного

шва даже в случаях его отклонения от запрограммиро-

ванного.

Центр обслуживания горелки выполняет три различ-

ных функции:

• Очиститель

горелки – инте-

грированная си-

стема, служащая

для механического удаления брызг, полностью контро-

лируемая через блок управления робота, что исключа-

ет выполнение очистки до тех пор, пока горелка не будет

надежно закреплена, и позволяет избежать случайного

запуска и соответствующего риска для оператора.

• Приспособление для отрезания проволоки обеспечи-

вает выступание проволоки, позволяя добиваться хороше-

го зажигания дуги и предотвращать окисные включения в

начале сварки

• BullsEye – устройство для автоматической про-

верки центральной точки инструмента (TCP). Регулярная

проверка TCP необходима, т.к. горелка может оказаться в

неправильном положении из-за следующих причин:

- удар, полученный роботом вследствие неправильного

программирования;

- задевание роботом зажима, оставленного в непра-

вильном положении;

- колебания температуры окружающей среды, например,

дневные перепады;

- изношенный контактный наконечник, вызывающий

неправильное расположение сварного шва.

После проверки робота на системе BullsEye процесс

сварки продолжается, если TCP находится в пределах за-

данных допусков. В противном случае BullsEye останав-

ливает робот и сообщает оператору об ошибке.

АКТИВНОЕ УЧАСТИЕ «НЕФАЗ»Для проекта такого типа требуется тесное сотрудниче-

ство клиента и специалиста по внедрению роботов, «Не-

фАЗ» предоставил все данные, необходимые для пра-

вильного проектирования и вычисления требуемого ко-

личества комплексов.

Важное место в проекте было отведено трехнедельно-

му курсу «Инструктаж для операторов», организованному

компанией Andon в Швеции. Сотрудники «НафА-

За» получили базовые знания о системах и навы-

ки программирования роботов.

УСТАНОВКА, ЗАПУСК И ОБСЛУЖИВАНИЕУстановка была выполнена в три этапа (по два порталь-

ных устройства на каждом этапе), чтобы начать производ-

ство скорее.

Технические специалисты из Andon при содействии

персонала «НефАЗ», установили системы на заранее

подготовленном участке завода. К тому времени, когда

устанавливались последние два комплекса, первые два

уже были введены в эксплуатацию.

Важное место в проекте было отведено трехне-

дельному курсу «Инструктаж для операторов»,

организованному компанией Andon в Швеции

Рис. 3. Датчик поиска швов SmarTac корректирует положение шва в программе Рис. 4.Движение горелки с системой AWC


СВАРОЧНЫЙ РОБОТ КАК ВАЖНЕЙШИЙ ИНСТРУМЕНТ НЕ ТОЛЬКО В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Филиппович А. В.

начальник отдела

развития

Международного

Холдинга Belfingroup,

www.belfingroup.com

Сегодня сварочный робот можно

встретить далеко не на каждом пред-

приятии, имеющем сварочное произ-

водство. Хотя в последние годы ин-

терес к современным технологиям мо-

дернизации и автоматизации произ-

водства увеличивается.

Как правило, современные руко-

водители, инженеры и сварщики уже

имеют представление о потенциале

роботизированной сварки, но часто

этого недостаточно для принятия ре-

шений, определяющих целесообраз-

ность применения сварочных роботов.

В этой статье мы поговорим

о преимуществах и современ-

ных методах применения робо-

тов для сварки и опровергнем миф

о том, что роботизированную свар-

ку целесообразно использовать

лишь в серийном производстве.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

СВАРОЧНЫХ РОБОТОВ

Всем известно, что ручная электро-

дуговая сварка – достаточно слож-

ный и ответственный процесс, кото-

рый требует от человека особых зна-

ний и большого опыта. При осущест-

влении ручной сварки специалист

(сварщик) должен обладать опреде-

ленными навыками для выполнения

сразу нескольких операций. Понятно,

что в работа такого рода в значитель-

ной степени зависит от человеческо-

го фактора.

Когда речь заходит о сварочном ро-

боте, проблема человеческого фак-

тора снимается полностью. Робот в

комплекте со сварочным оборудова-

нием для автоматизированной свар-

ки является сварщиком высочайшей

квалификации, так как роботизиро-

ванная сварка осуществляется с вы-

сокой точностью и постоянной сва-

рочной скоростью, а также с необ-

ходимыми сварочными параметрами

и возможностью изменения этих па-

раметров непосредственно во время

сварки.

Контроллер сварочного робота

обеспечивает важнейшие функции

для задания параметров сварочно-

го процесса. Для каждого сварно-

го шва (в зависимости от его дли-

ны и толщины детали, вида и распо-

ложения в пространстве) могут быть

установлены и модифицированы па-

раметры:

- задание последовательности нача-

ла сварки;

- задание сварочных состояний в те-

чение времени от образования дуги

до начала сварки;

- задание времени подачи защитного

газа до начала сварки и после окон-

чания сварочного процесса;

- задание различных видов данных

для автоматического освобождения

проволоки при приварке;

- задание скорости подачи и оттяги-

вания проволоки в начале сварки и

в конце(мягкий старт и заварка кра-

тера);

- разрешение или запрещение вклю-

чения сварки в проверочном режиме;

- задание последовательности окон-

чания сварки;

Рис. 1.


- задание различных видов данных

для корректировки геометрии шва.

Каждая рабочая программа робо-

та имеет набор определёных параме-

тров, продиктованных требованиями

к сварке конкретного изделия.

Обучение робота и создание рабо-

чих программ для роботизированной

сварки – это несложное мероприятие.

Системные интеграторы (поставщики

роботизированных технологий свар-

ки) обучают специалистов заказчика,

после чего они самостоятельно могут

создавать новые программы, что по-

зволяет расширять ассортимент сва-

риваемых изделий и увеличивать би-

блиотеку рабочих программ сварки.

Робот – это механизм, отличаю-

щийся универсальностью действий,

высокой скоростью переходов на вы-

полнение новых операций, во мно-

гом превосходящий физические воз-

можности человека.

Роботизированные технологии

принципиально отличаются от обыч-

ных традиционных средств, так как

имеют многоцелевое назначение.

Они легко перестраиваются на вы-

полнение самых разнообразных опе-

раций и интеллектуальных действий,

в том числе и в меняющейся (непред-

сказуемой) обстановке.

Но необходимо знать, что роботи-

зированная сварка рассчитана на ка-

чественный заготовительный уча-

сток, обеспечивающий высокоточную

предварительную сборку и

повторяемость изделий.

Конечно, существуют сред-

ства технического зрения,

датчики слежения за швом и

лазерные сканеры, которые

значительно расширяют воз-

можности сварочного робо-

та в тех случаях, когда каче-

ство предварительной сбор-

ки не отвечает нормативным.

Но все это приводит к уве-

личению итоговой стоимости

роботизированного комплек-

са сварки (РТК сварки).

Другими словами, нали-

чие качественного заготови-

тельного участка позволит экономить

средства при создании РТК свар-

ки. Иногда имеет смысл начать имен-

но с модернизации заготовительного

участка с последующей закупкой сва-

рочного робота.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРИМЕНЕ-

НИЯ СВАРОЧНЫХ РОБОТОВ

Сварочный робот – это основа ро-

ботизированной технологии, кото-

рая создается для решения различ-

ных задач. Но в большинстве случа-

ев поставленные задачи невозможно

решить без использования дополни-

тельного оборудования.

Речь идет о поворотных столах

(кондукторах), позиционерах, вра-

щателях деталей, линейных моду-

лях, технологической оснастке, тех-

ническом зрение и множестве других

устройств, необходимых для решения

тех или иных задач.

Связка дополнительного оборудо-

вания с роботом в единую систему

и образует роботизированный ком-

плекс (РТК).

Существуют множество структур

РТК с различным набором дополни-

тельного оборудования. Некоторые

из них решают конкретные (узкие)

задачи, другие являются универсаль-

ными и могут быть тиражируемы, по-

падая в раздел готовых решений.

Готовые решения – это универ-

сальные роботизированные техноло-

гии, которые уже не требуют деталь-

ной проработки на проектной ста-

дии. Создание таких РТК, как правило,

требует меньше сил и времени; ино-

гда они тиражируются и хранятся на

складах производителя в ожидании

дня своей продажи.

Фактически это отработанные ро-

ботизированные технологии сварки,

которые отличаются универсальны-

ми возможностями и способны обе-

спечить автоматическую сварку раз-

личных изделий.

Пример универсального роботизи-

рованного комплекса дуговой сварки

(РТК ДС) — рис. 2.

В данном примере роботизирован-

ный комплекс построен следующим

образом:

Для расширения зоны досягаемо-

сти сварочного робота он располо-

жен на линейном модуле, при этом

сам модуль является дополнитель-

ной осью робота. С двух сторон от

линейного модуля располагаются од-

ноосевые позиционеры (вращатели),

которые также являются дополни-

тельными осями сварочного робота.

Наличие двух вращателей обеспе-

чит непрерывный сварочный про-

цесс, так как в период, когда на

одном из них оператор осуществляет

операции по загрузке/выгрузке изде-

лия, на другом робот осуществляет

сварочные операции.

Популярность данному РТК ДС обе-

спечивает его универсальность, по-

скольку зона досягаемости

робота увеличена за счет ис-

пользования линейного мо-

дуля, а вращатели позицио-

нируют свариваемые изде-

лия в удобное (правильное)

сварочное положение. На-

личие 2-ух вращателей обе-

спечивает непрерывность

сварочного процесса и за-

груженность робота на 100%.

Ведущие системные инте-

граторы, связанные с разра-

боткой и изготовлением сва-

рочных роботизированных

комплексов, имеют большой

опыт эффективных инже


нерных решений для автоматиза-

ции сварки и интеграции их в сопря-

женные технологические процессы.

Основные цели и задачи таких ком-

паний направлены на удовлетворе-

ние потребностей конкретного за-

казчика, поэтому каждый выпущен-

ный роботизированный комплекс

можно смело назвать уникальным, но

в то же время большинство из них

можно применить в аналогичных сек-

торах производства.

СВАРОЧНЫЕ РОБОТЫ НЕОБХОДИМЫ

НЕ ТОЛЬКО В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Ошибочное убеждение некоторых

руководителей в том, что внедрение

сварочного робота или роботизиро-

ванного комплекса оправдано лишь

в серийном производстве, иногда не-

гативно сказывается при принятии

стратегических решений.

Если Вы желаете автоматизировать

сварочные процессы в мелкосерий-

ном производстве, где производит-

ся сварка различных изделий (отли-

чающихся габаритами, формами и се-

рийностью), вам необходимо выбрать

оптимальную структуру роботизиро-

ванного комплекса (РТК).

Оптимальная структура РТК – это

сочетание необходимого оборудова-

ния, которое обеспечит сварочному

роботу требуемую зону досягаемости

при сварке различных изделий.

Решающим фактором для успешно-

го применения такого оборудования

является наличие качественной тех-

нологической оснастки.

Технологическая оснастка обеспе-

чивает жесткую фиксацию изделия в

процессе сварки и является важней-

шей составляющего любого роботи-

зированного комплекса.

В зависимости от условий сварки

и типа изделий оснастка может быть

универсальной, позволяя фиксиро-

вать различные детали, в других слу-

чаях она может быть индивидуальной

и изготавливается под конкретное

изделие. В специальном исполнении

она даже может передавать необхо-

димую информацию о фиксируемом

изделии в систему управления робо-

та для автоматического выбора тре-

буемой рабочей программы сварки.

В любом случае за счет создания

оснастки роботизированный ком-

плекс можно загрузить все новыми и

новыми деталями, накапливая библи-

отеку рабочих программ сварочного

робота и опровергая миф о том, что

робот целесообразно использовать

лишь в серийном производстве.

Рис. 4 (а,б). Роботизированная контактная сварка с использованием сервоклещей, благодаря использованию ко-

торых уменьшается износ электродов и сохраняется антикоррозийное покрытие

Рис. 3. Роботизирован-

ный комплекс для авто-

матизации сварочных

ппроцессов


Тенденцией последнего десятилетия в развитии сварочно-

го производства является формирование таких самостоя-

тельных отраслей сварки, как «Промышленные роботы»

и «Автоматизированные сварочные комплексы». Данные

направления во многом определяют сегодня уровень ав-

томатизации сварочных процессов в серийном и массовом

производстве.

В настоящее время более 25% роботов из общего количе-

ства применяется в сварочном производстве.

Производство технологического оборудования на базе АВ-

ТОВАЗА было создано в 1972 году. Фактически оно являлось

«заводом в заводе», обеспечивая потребности АВТОВАЗа в

современном оборудовании. В производстве были созда-

ны мощности по проектированию и изготовлению роботов,

станков, автоматических линий, точных исполнительных

механизмов, систем управления технологическим оборудо-

ванием.

Производство технологического оборудования и оснастки

(ПТОО) с начала восьмидесятых годов выпускало промыш-

ленные роботы ПР грузоподъемностью от 125 до 350 кг, но

эта деятельность велась по лицензии немецкой фирмы-

партнера KUKA-Roboter.

В основу работы оборудования изначально был заложен

принцип обеспечения производства изделий стабильно

высокого качества. Все манипуляции роботы выполняли с

точностью до 0,2мм.

Роботы, применяемые в сварке кузовов, были способны

нести сварочный и другие виды инструмента, крупнога-

баритные захваты и зажимную оснастку, могли загружать

детали и выгружать из линии сваренные узлы, манипули-

ровать крупными изделиями, сваривая их на стационарных

клещах. Кроме того, роботы перемещали кузовные узлы по

линии вместо конвейера, измеряли сваренные узлы и базы

зажимной оснастки. Каждые 40-45 секунд с линий сходили

готовые узлы, отвечающие всем требованиям качества.

Однако с течением времени технологии перестали отвечать

Рис. 1. Робот ПР 125 с Х-образными клещами

Рис. 2. Робот TUR-350

Рис. 3. Робот TUR-30

А У НАС – АВТОВАЗ

Рис.1.

Рис.2.

Рис.3.


современным требованиям – возникла

потребность в новых разработках.

С 1985 г. рынок промышленной робо-

тотехники постоянно развивался, что

связано с активным развитием про-

граммного обеспечения, увеличением

потребностей в оптимизации произ-

водственных процессов, ростом рын-

ка системной интеграции, развитием

инфраструктуры современного пред-

приятия, наличием на производстве

интегрированных систем управления.

Это стимулировало руководителей

предприятий к внедрению новых тех-

нологий с применением роботов.

В 2006 году силами специалистов

ПТОО в рамках создания робототех-

нических комплексов в проектах авто-

мобилей LADA KALINA и LADA PRIORA

реализуется качественно новая для

отечественного автомобилестроения

концепция Robotgarten («Сад робо-

тов»). Такие гибкие технологии, ис-

пользуемые в современном мировом

автопроме, позволяют на одном и том

же оборудовании производить не-

сколько моделей.

Для удовлетворения жестких норм к

коррозионной защите кузова автомо-

биля предусмотрено применение де-

талей из листа с цинковым покрытием,

что выдвинуло определенные допол-

нительные требования, а именно:

- вся сварка должна быть двусторон-

ней и выполняться сварочными клеща-

ми с более мощными трансформатора-

ми тока;

- есть необходимость заточки элек-

тродов через 20-30 точек сварки, то

есть практически в каждом цикле.

- сварочное оборудование, используе-

мое в сварке кузова, должно иметь ак-

тивный контроль величины сварочного

тока. Принцип контроля заключается

в том, что в каждом сварочном цикле,

длящемся доли секунды, специальные

регуляторы измеряют и сравнивают

с эталоном величину тока. В случае

отклонений производится корректи-

ровка, что обеспечивает соответствие

тока определенной величине и, следо-

вательно, надежность и высокое каче-

ство сварки оцинкованного листа.

Применение роботов нового поко-

ления позволяет увеличить техно-

логическую гибкость цеха сварки за

счет применения новых видов транс-

порта в линиях сварки для передачи

свариваемых узлов с поста на пост,

а также для манипулирования узла-

ми при доварке их на стационарных

сварочных клещах.

Аналогичное оборудование постав-

Рис. 4. Линия сварки Chevrolet-Niva Рис. 5. Линия сварки LADA-KALINA


ляется и на другие промышленные

фирмы. Одним из недавних заказчиков

стало совместное предприятие «Джи

Эм-АВТОВАЗ». Оборудование закупле-

но этим предприятием для выпуска ав-

томобиля Chevrolet NIVA. Ульяновский

автозавод также использует роботы

ПТОО при производстве автомобиля

УАЗ PATRIOT. ПТОО поставляет своим

потребителям как отдельные робото-

технические комплексы, так и автома-

тизированные технологические линии.

АВТОВАЗ сегодня является единствен-

ным российским предприятием, со-

хранившим потенциал по разработке

и производству сложнейшего техно-

логического оборудования. Семей-

ство роботов грузоподъемностью от

15 до 350 кг создано специалистами

производства технологического обо-

рудования и оснастки ОАО «АВТО-

ВАЗ» совместно с МГТУ «СТАНКИН»

в рамках реализации важнейшего

инновационного проекта государ-

ственного значения «Разработка и

освоение производства гаммы оте-

чественных универсальных техно-

логических роботов для массовых

автоматизированных производств

гражданской машиностроительной

продукции».

Перед ПТОО была поставлена задача

не только разработать новое семей-

ство роботов, но и создать мощности

по их серийному выпуску. Результа-

том этих разработок явилось созда-

ние семейства роботов TUR.

Роботы TUR являются универсаль-

ным промышленным оборудованием,

которое можно применять при сле-

дующих технологических операци-

ях:

Параметры / Ед. изм.Условное название модели

Модель 15 Модель 30 Модель 150 Модель 350

Номинальнаягрузоподъемность (кг)

15 30 150 350

Число степеней подвижности / число вращательных степеней

6/6 6/6 6/6 6/6

Тип кинематики антропоморфная, полярная система координат

Длина руки, не менее (мм) 1600 2000 3000 2800

Масса манипулятора, не более (кг) 250 650 1250 2400

Максимальная погрешность повторения программной позиции (мм)

±0,1 ±0,1 ±0,1 ±0,15

Максимальная абсолютная погрешность позиционирования (мм)

±0,5 ±0,5 ±1 ±1,5

Тип фланца инструментаDIN ISO 9409-1

Предельные углы поворота степеней подвижности(нумерация от основания робота), не менее:

1-я (град) ±180 ±180 ±180 ±180

2-я (град) +40/-150 +30/-150 +30/-150 +30/-150

3-я (град) ±150 ±150 ±150 +100/-150

4-я (град) ±350 ±350 ±350 ±350

5-я (град) ±130 ±130 ±130 ±130

6-я (град) ±350 ±350 ±350 ±350

Максимальные скорости по степеням подвижности, не менее:

1-я (град/с) 180 130 120 90

2-я (град/с) 180 110 110 90

3-я (град/с) 180 130 120 100

4-я (град/с) 350 300 180 120

5-я (град/с) 350 300 180 120

6-я (град/с) 620 350 250 160

Максимальная скорость рабочих перемещений при кон-турном управлении (линейная интерполяция), не менее

120

Таблица 1. Технические характеристики модельного ряда технологических роботов:


-контактная сварка;

-лазерная, дуговая и гибридная сварка;

-нанесение клеев и герметиков;

-складирование и транспортирова-

ние грузов;

-лазерная, плазменная резка и т.д.

Отличительная особенность роботов

семейства TUR – система управления

собственной разработки с программ-

ным обеспечением, доступным для

развития различных технологических

функций и инструментальных баз. См.

таблицу 1.

Впервые семейство роботов TUR

продемонстрировано на выстав-

ке «WELDEX/РОССВАРКА-2009». Пре-

зентация нового семейства роботов

– знак того, что даже в условиях сни-

жения производства автомобилей

станкостроительное подразделение

АВТОВАЗа продолжает развиваться.

Продукция производства техноло-

гического оборудования и оснастки

применяется как в цехах АВТОВАЗа,

так и поставляется различным про-

мышленным предприятиям России.

При этом ПТОО предлагает своим по-

требителям законченные технологи-

ческие решения: и отдельные робо-

тотехнические комплексы, и автома-

тизированные технологически пото-

ки.

Кроме того, ПТОО проектирует и

производит целую гамму сварочно-

го и технологического оборудования

для электроконтактной сварки – это

сварочные клещи (С и Х типа) мощно-

стью до 63кВА, стационарная свароч-

ная машина типа МТ1901 с максималь-

ным током до 20 кА, машины многото-

чечной сварки, сварочные пистоле-

ты и сварочная оснастка (электроды,

электрододержатели, кабели свароч-

ные, перемычки гибкие).

Производство продолжает раз-

витие сварочных технологий и

оборудования, ведутся опытно-

конструкторские работы по улуч-

шению технических характеристик

сварочных клещей, прорабатыва-

ются варианты применения серво-

приводов и режимов среднечастот-

ной сварки.

В проектировании и изготовлении

оборудования используются матема-

тические модели и современные паке-

ты САПРа, все это позволяет сокращать

время подготовки производства.

Высококвалифицированный персо-

нал, уникальная технологическая

оснащенность, а также высокий уро-

вень ответственности за свое дело

– все это в целом служит залогом

успешного решения задач, постав-

ленных потребителем.


АДАПТАЦИЯ НА ПРАКТИКЕ

Роботы предъявляют специфиче-

ские требования к технологии изго-

товления деталей: необходима высо-

кая точность заготовок, стабильность

положения сварного соединения в

пространстве и высокое качество сва-

рочных материалов. Возможность ис-

пользования роботов определяется

размерами и формой их рабочего про-

странства, точностью позиционирова-

ния, скоростью перемещения, числом

степеней подвижности инструмента,

особенностями управления.

Целью любой автоматизации про-

цесса сварки с использованием сва-

рочных роботов является создание

системы, способной реагировать на

изменения геометрии деталей, обе-

спечивая при этом высокую произ-

водительность.

СИСТЕМЫ АДАПТАЦИИСовременные сварочные роботы

снабжены программным обеспече-

нием, в состав которого входят оп-

ции для компенсации смещения де-

талей и геометрии шва.

Технология отслеживания шва че-

рез дугу позволяет роботу автомати-

чески наблюдать сварной шов в мо-

мент выполнения процесса сварки.

Отслеживание шва происходит как

в вертикальном направлении (верти-

кальное отслеживание), так и в обе

стороны относительно направления

движения (горизонтальное отслежи-

вание). Кроме того, этот метод мо-

жет использоваться как на линейных

швах, так и на круговых.

Часто совместно с отслеживани-

ем шва через дугу используют техно-

логии поиска начала сварного шва и

колебания сварочной горелки.

В роботизированных системах с

несколькими роботами, управляю-

щимися от одного контроллера, для

отслеживания шва через дугу ис-

пользуется технология, поддержива-

ющая независимое управление коле-

баниями во время сварки, запомина-

ние траектории корневого шва, мно-

гопроходную сварку и синхронное

движение робота с дополнительны-

ми устройствами, такими как свароч-

ные позиционеры, поворотные сто-

лы, манипуляторы, системы линей-

ных перемещений и т.д.

Существует несколько методик, су-

щественно расширяющих возмож-

ности отслеживания шва через дугу.

К таким технологиям, в первую оче-

редь, стоит отнести динамическую

корректировку сварочных параме-

тров. Она имеет возможность дина-

мически изменять основные свароч-

ные параметры, такие как амплиту-

да и частота колебания сварочной

горелки, скорость сварки, напряже-

ние, скорость подачи проволоки, и

т.д. Использование данной техно-

логии позволяет получить адаптив-

ный сварочный процесс, при кото-

ром сварочный робот динамически

подстраивается под изменения гео-

метрии свариваемой детали, тем са-

мым увеличивая надежность и про-

изводительность процесса сварки.

Алгоритм, определяемый пользова-

телем, обеспечивает гибкое управ-

ление процессом адаптации.

ВВЕДЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВОПримером интеграции роботизи-

рованного комплекса может служить

проект, выполненный для француз-

ской компании Schneider Electric.

Для них был спроектирован и изго-

товлен роботизированный свароч-

ный комплекс для сварки баков RM-6

(выключатель среднего напряже-

ния). Детали изготовлены из нержа-

вейки толщиной 2 мм. Масса изделий

варьируется от 175 до 450 кг. В бак

закачивается инертный газ для га-

шения электрической дуги, возника-

ющей при срабатывании устройства.

К данному типу продукции предъяв-

ляются жесткие требования по каче-

ству, сварные швы проходят радио-

дефектоскопию. Длина швов дости-

гает 6 метров.

В состав роботизированного ком-

плекса входят два сварочных робо-

та компании Fanuc Arc Mate 100iC/6L.

Уникальный привод запястья данно-

го робота позволил построить са-

мый тонкий манипулятор в мире. При

грузоподъемности в 6 кг зона рабо-

ты робота составляет 1632 мм. Шкаф

управления R-30IA имеет эргономич-

ный внешний вид и несет в себе пе-

редовые технологии, способные вы-

полнять сложные задачи. Контрол-

лер может управлять 40 осями од-

новременно при использовании

двигателей Fanuc. Двухпроцессор-

ная система гарантирует безопас-

ность и своевременное отключение

сервоприводов робота. R-30IA име-

ет встроенный Ethernet (100 BaseTX).

Все компоненты шкафа управления

имеют класс IP 54.

Для данного проекта использова-

лись сварочные источники компании

Lincoln Electric. Сварочный аппа-

рат Power Wave I400 (5 – 420А) под-

ключается через Ethernet к шкафу

управления R-30IA и не требует до-

рогих интерфейсных модулей. Дан-

Беляков П. С., руководитель проектов отдела «Автоматизации

и Роботизации» системного интегратора компании ООО «Квадрат СГ»,

www.kvadrat-sg.ru


ный аппарат имеет более 100 встро-

енных программ для Mig/Mag сварки.

Кроме сварочных источников, в со-

став оборудования входят: устрой-

ство подачи проволоки AutoDrive

4R90 и устройство для охлаждения

сварочной горелки Cool Arc 40. Со-

вместно с этими устройствами при-

меняются: датчик протока воды для

защиты сварочной горелки и датчик

окончания проволоки. Сварочные го-

релки с водяным охлаждением рас-

считаны на 500 ампер.

На стадии проектирования были

произведены комплексные испыта-

ния по сварке моделей реальных из-

делий. Суть исследований заклю-

чалась в том, чтобы проверить, воз-

можно ли при сварке в импульсном

режиме достичь требуемой произ-

водительности и качества сварного

шва путем отслеживания траектории

без применения дорогостоящих ла-

зерных сканеров.

Сложность проекта заключалась в

том, что сварка происходла в импульс-

ном режиме (более холодный процесс),

и отслеживать траекторию шва по току

оказалось непростой задачей.

Благодаря совместной работе про-

граммного обеспечения сварочного

робота и источника тока данная за-

дача имела решение. Используя тех-

нологию отслеживания шва через

дугу и импульсный сварочный про-

цесс, удалось добиться стабильно-

сти процесса и получить качествен-

ный регулятор для отслеживания

шва через дугу. Также удалось до-

биться скорости сварки в 90см/мин

при осуществлении отслеживания

шва. Без отслеживания траектории

скорость сварки составляет от 150-

200см/мин, используя импульсный

сварочный процесс.

Производительность сварочного

комплекса составляет 7 баков в час.

Срок службы установки 10лет в ре-

жиме работы 70 часов в неделю. Для

обеспечения непрерывности рабо-

ты роботов в состав сварочного ком-

плекса входит поворотный стол, на

котором расположены два кондук-

тора для крепления бака. В нижней

части кондуктора располагается ро-

ликовый транспортер для загрузки и

выгрузки изделия. Данная техноло-

гия позволяет избавиться от исполь-

зования грузоподъемной техники

(тельфер, кран). Таким образом, сва-

рочный комплекс является продол-

жением линии сборки изделия.

При проектировании роботизиро-

ванных комплексов нельзя забывать

о системе безопасности, так как ро-

бот представляет угрозу для здоро-

вья и жизни человека. Роботизиро-

ванные комплексы должны соответ-

ствовать требованиям эргономики и

техники безопасности (4 группа без-

опасности). Основные технические

средства безопасности – это фото-

электрические переключатели, све-

товые барьеры безопасности, свето-

вые завесы безопасности, лазерные

сканеры, устройства защиты доступа

и концевые выключатели – гаранти-

руют эффективную защиту обслужи-

вающего персонала.

Таким образом, для создания робо-

тизированного комплекса требуется

синтез квалифицированных специа-

листов в области технологии сварки,

программного обеспечения, венти-

ляции, систем безопасности, созда-

ния и применения различных стапе-

лей, кантователей.

Рис. 1. С варочный комплекс для компании Schneider Electric

Рис. 2 Отработка технологии сварки баков

из нержавейки для Schneider Electric


КОМПЛЕКСЫ ЛАЗЕРНОГО РАСКРОЯ ДЛЯ СУДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В современном судостроении ка-

чество изготовления является клю-

чевым фактором достижения про-

дуктивности. В последние годы ак-

тивно внедряются новые процессы

и принципы организации производ-

ства, направленные на резкое сокра-

щение трудоемкости при обеспече-

нии высокого качества изделий. До-

стижения зарубежных судостроите-

лей в области лазерных технологий

позволяют говорить о наступающей

научно-технической революции на

верфях. Применение лазерной тех-

ники – путь к решению проблемы по-

вышения качества.

Центром технологии судостроения

и судоремонта для нужд судострои-

тельной отрасли разработан широ-

копортальный комплекс лазерного

раскроя «РИТМ-Лазер», оснащенный

оптоволоконным лазером фирмы

«ИРЭ-Полюс» мощностью 3 – 5 кВт.

Комплекс предназначен для рас-

кроя широкого диапазона материа-

лов (конструкционная и нержавею-

щая сталь, алюминий и другие мате-

риалы) и воплощает в себе передо-

вые инновационные решения как в

части лазерных технологий, так и в

части координатных систем.

В конструкции портальной маши-

ны комплекса используются ком-

плектующие ведущих мировых про-

изводителей: современные цифро-

вые приводы с вентильным приво-

дом SEW Eurodrive, косозубые зубча-

тые рейки фирмы Guidel, гибкие ка-

бельные каналы IGUS, система ЧПУ

собственной разработки на основе

компонентов фирм IPC и Advantech,

пневмосистема Camozzi.

Комплекс создан с учетом тяже-

лых производственных условий су-

достроительных предприятий, име-

ет высокую устойчивость к пыли и

не требует участия высококвалифи-

цированного персонал для его экс-

плуатации. Высокая надежность ко-

ординатной системы и иттербиево-

го оптоволоконного лазера, а также

отсутствие потребности в газах вы-

сокой отчистки для обслуживания

оптического тракта лазера приводят

к низким эксплуатационным расхо-

дам.

Потребление электроэнергии ком-

плексом «РИТМ-Лазер» в несколько

раз меньше по сравнению с комплек-

сами, созданными на основе CO2 ла-

зеров. Это связанно с высоким КПД

волоконного лазера – до 30% (КПД

CO2 лазеров составляет около 10%).

Также применение оптоволоконно-

го лазера позволяет избежать до-

рогостоящего сервиса и регулярной

юстировки из-за отсутствия сложной

системы зеркал. Стоимость функцио-

нальных аналогов западных произ-

водителей (Messer, ESAB, Bystronic)

значительно выше стоимости ком-

плекса «РИТМ-Лазер».

Благодаря используемому про-

граммному обеспечению комплекса,

подготовка управляющих программ

для раскроя не занимает большого

времени и не требует специальной

подготовки электронных чертежей.

Программное обеспечение комплек-

са совместимо с распространенными

CAD/CAM программами оптимизации

раскроя листа.

Комплекс лазерного раскроя

«РИТМ-Лазер», оборудованный ис-

точником лазерного излучения мощ-

ностью 3 кВт, позволяет обрабаты-

вать материалы следующих толщин:

конструкционная сталь – до 25 мм;

нержавеющая сталь – до 14 мм; алю-

миниевые сплавы – до 12 мм.

Букато В. К. (руководитель группы лазерного

центра ЦТСС)


Фирма начала свою деятельность в 2002 году как компания «ЭЛЕКТРА-ИТС». Достигну-

тые успехи в разработке и изготовлении машин контактной сварки позволили углубить

специализацию на этом направлении, логическим продолжением чего явилось переимено-

вание предприятия. С 2010 года оно носит название производственная фирма ООО «Кон-

тактная сварка».

На первом этапе фирма занималась только ремонтом и восстановлением серийных

машин контактной и дуговой сварки. Накопленный опыт позволил выйти на новый этап

развития – изготовление сварочного оборудования.

В новом направлении деятельности компании первым опытом была машина МТ-1928Л,

при разработке которой были учтены все удачные решения базовой машины МТ-1928.

Дальнейшим развитием направления явилась машина МТ-1503Л, уже полностью ориги-

нальная. Ее разработка и изготовление направлены на заполнение пустующей ниши в

диапазоне машин средней мощности с большим вылетом.

Успехи в производстве основной продукции – машин контактной сварки – позволи-

ли развить новое направление – разработку и производство аппаратуры управления для

контактного электросварочного оборудования. Были разработаны и серийно выпуска-

ются регуляторы контактной сварки и тиристорные контакторы. Использование пневмо-

аппаратуры ведущих мировых производителей (SMS, Festo, CAMOZZI), применение соб-

ственных регуляторов цикла сварки и силовых контакторов позволило достичь хороших

показателей в соотношении «цена-качество» выпускаемого оборудования.

Продолжая политику предложения потребителю комплексного оснащения производ-

ства, компания «ЭЛЕКТРА-ИТС» разработала и выпускает блок автономного охлаждения

для машин контактной сварки, который обеспечивает интенсивную эксплуатацию кон-

тактных машин в условиях дефицита или полного отсутствия у потребителя воды для

охлаждения элементов силовой электрической части машины.

С 2009г. фирма выпускает обновленный ряд машин точечной контактной сварки, раз-

работка которых была произведена совместно с ООО «НПП «Станкосервис» (г. Псков).

Особенностью этих машин является:

а) наличие встроенной в корпус автономной системы охлаждения;

б) сниженная на 25% масса (по сравнению с существующими аналогами);

в) улучшеная и облегченая конструкция пневмопривода и элементов вторичного кон-

тура машин.

По заказам потребителей машины могут быть укомплектованы компрессорами, элек-

тродами для контактной сварки, необходимой оснасткой для сварки конкретных изде-

лий.

Наряду с разработкой и выпуском серийной продукции, одним из важнейших направ-

лений деятельности фирмы является модернизация или разработка нестандартной сва-

рочной техники под задачи заказчика.

Во всех названиях машин и механизмов,

выпускаемых «ЭЛЕКТРА-ИТС», присут-

ствует буква «Л» – первая буква фами-

лии генерального директора Игоря Ли-

товского, то есть глава компании соб-

ственным именем гарантирует качество

выпускаемой продукции.

«Контактная сварка» - фир-ма по разработке и произ-водству сварочных машин.Основные направления де-ятельности:- производство и продажа машин контактной точеч-ной и шовной сварки;- ремонт сварочной техники;- сервисное обслуживание и консультации в области тех-нологий контактной сварки.

197373, Санкт-Петербург, ул. Савушкина, 85+7 (812) 430-28-31www.electra-its.ru

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА

ООО «КОНТАКТНАЯ СВАРКА»

42 СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Мир сварки 2010 №10

Гиршов В.Л. профессор, д.т.н., Вихман В.Б., к.т.н (ФГУП «ЦНИИМ», г. Санкт-Петербург)

Комков А.А., к.т.н. (ООО «Техно-Арк», г. Череповец)

Кононов В.В., к.э.н. (ООО «Северсталь-метиз: сварочные материалы», г. Орел)

Пушменков О.С., инженер (ООО «Северсталь-метиз: сварочные материалы», г. Череповец)

НАПЛАВОЧНАЯ ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО КАРБИДА ВОЛЬФРАМАДЛЯ НАПЛАВКИ БЫСТРОИЗНАШИВАЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ, УЗЛОВ И МЕХАНИЗМОВ

Ежегодные потери во всех сферах

мировой экономики по причине из-

носа и коррозии оборудования со-

ставляют порядка 80 млрд. долла-

ров. Однако при целенаправленной

профилактической защите от износа

этих потерь можно избежать. Наря-

ду с покрытием новых деталей так-

же применяется восстановление из-

ношенных частей конструкций и их

возврат в экономический оборот (с

помощью наплавки сварочными ма-

териалами подбирается экономиче-

ски целесообразный способ нанесе-

ния упрочняющего слоя и оптималь-

ный наплавочный материал).

Повышение надежности оборудо-

вания, снижение себестоимости его

обслуживания, продление ресурса

эксплуатации, а также реновация пу-

тем применения современных техно-

логий наплавки для восстановления

работоспособности узлов до уровня

новых изделий – наиболее приори-

тетные направления развития в сег-

менте наплавочных материалов.

Широкое применение при наплав-

ке получили порошковые проволо-

ки. Возможность введения в состав

их сердечника достаточно большо-

го количества разнообразных ком-

понентов в виде порошков позволя-

ет создавать различные по назначе-

нию и сфере применения наплавоч-

ные материалы.

Импортные порошковые проволо-

ки с сердечником из карбида воль-

фрама изготавливаются традицион-

ным способом. В качестве материала

оболочки обычно используется лен-

та из мягкой малоуглеродистой ста-

ли, а в особых случаях – лента из не-

ржавеющей стали или никелевого

сплава. Однако такие наплавочные

материалы довольно дорогостоящие,

что препятствует их широкому при-

менению в России.

Чтобы существенно уменьшить сто-

имость проволоки и при этом сохра-

нить высокие эксплуатационные ха-

рактеристики наплавленного металла,

специалисты ООО «Северсталь-метиз:

сварочные материалы» совместно с

сотрудниками ФГУП «ЦНИИ материа-

лов» и ООО «Техно-Арк» провели ра-

боту по замене стандартно применя-

емого порошка из карбида вольфра-

ма на вторичные порошки, получае-

мые путем дробления отслуживших

свой срок элементов режущего твер-

досплавного инструмента, зубьев бу-

ровых долот, пресс-форм, сердечни-

ков снарядов и т.п.

В настоящее время освоено изго-

товление высоколегированной по-

рошковой проволоки с герметичной

оболочкой (содержит до 60% кар-

бида вольфрама) для износостой-

кой наплавки деталей, работающих

в условиях сильного абразивного из-

носа (шнеков конвейеров в произ-

водстве кирпича). Опытная партия

проволоки была протестирована при

наплавке поверхностей трех шнеков

конвейера, подающего пластифици-

рованную шихту для прессования

кирпичей. Наружный диаметр шне-

ков 550 мм.

Рис. 1,2. Прокатные валки, наплавленные

проволокой ПП-Нп-82ВК

СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 43

Обозначение

(материал оболочки)Краткое описание Показатель, применение

Малоуглеродистая стальМалоуглеродистая сталь

Частицы карбида вольфрама

(WС) с твердостью более 2200 HV

равномерно распределены в ме-

таллической матрице.

Содержание WC - 50-60 %.

Твердость 3-го слоя после наплавки - 63 HRC. Используется при

значительных абразивных и умеренных ударных нагрузках.

Нержавеющая сталь

Твердость 3-го слоя после наплавки - 61 HRC. Используется при

значительных абразивных и умеренных ударных нагрузках.

Высокая коррозионная стойкость.

Таблица 1. Свойства порошковой проволоки, содержащей 60% порошок вторичного карбида вольфрама

Стандарт Марка Мех.

свойства

Химический состав, % Кз(%)

НRC С Al Cr Mn Si W S P

47.0

(+-2.5)

ТУ ПП-Нп-

82ВК-

Н-Г-3,2-2

58.0 1.9 0.014 0.046 0.169 0.108 23.5 0.011 0.006

Ni Fe Cu Ti V Mo Sn Co

0.103 69.7 0.081 0.06 0.024 0.046 0.004 2.5

Таблица 2. Характеристики порошковой проволоки, содержащей порошок вторичного карбида вольфрама для наплавки прокатных валков

Испытания шнеков в производ-

ственных условиях при активном

абразивном воздействии подаваемо-

го под давлением продукта показали

высокую износостойкость наплав-

ленного металла: шнеки с наплавкой

выдержали выпуск 14 млн. кирпичей,

а без наплавки – не более 1 млн.

Высокую эффективность наплавки

проволокой с карбидом вольфрама

также подтвердили испытания про-

пусков привалковой арматуры сколь-

жения прокатных клетей стана «150»

на ОАО «Северсталь» при производ-

стве катанки. В ходе испытания пода-

ваемая в клеть заготовка квадратно-

го сечения, покрытая слоем твердой

окалины, проскальзывала через про-

пуск (изготавливается из стали 35Л),

оказывая сильное абразивное воз-

действие на его поверхность в вы-

ходной части. Без упрочнения пре-

дельно допустимый износ выходной

части стандартного пропуска после

прокатки 650 тонн продукта дости-

гал 5 мм.

При восстановительном ремон-

те выполнялась трехслойная на-

плавка выходных частей наплавоч-

ной порошковой проволокой ООО

«Северсталь-метиз: сварочные мате-

риалы». Износ выходной части на-

плавленных пропусков после произ-

водства 17500 тонн катанки составил

1мм, а стойкость увеличилась в 27 раз.

Первая партия наплавочной порош-

ковой проволоки диаметром 3,2 мм

уже используется потребителем для

наплавки металлургического обору-

дования, подвергающегося смятию и

сильному абразивному износу. Прово-

дится механическая обработка кали-

бров экспериментальных наплавлен-

ных порошковой проволокой валков

прокатных клетей с последующим ис-

пользованием в линии прокатки.

Рис. 3. Шнек из стали 20Л, толщина износостойкого

слоя, наплавленного по всей поверхности, 1,5 – 2,0 мм

По вопросам получения дополнительной информации обращайтесь к специалистам ООО «Северсталь-метиз: сварочные материалы».Тел. +7 (8202)53-93-99; E-mail: [email protected]

Немецкое качество по доступной ценеНемецкое качество по доступной цене

ШТЕМПЕЛЬНАЯ КРАСКАДЛЯ СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Светоустойчивая, оставляет четкий отпечаток, экономичная при использовании, Светоустойчивая, оставляет четкий отпечаток, экономичная при использовании,

выдерживает температуру до 600выдерживает температуру до 600 0 0С. Любой цвет по Вашему требованию.С. Любой цвет по Вашему требованию.

В наличии штемпельная краска для маркировки изделий из металлокерамики, В наличии штемпельная краска для маркировки изделий из металлокерамики,

выдерживает температуру до 1 400 выдерживает температуру до 1 400 00С.С.

Представительство в Москве:ООО «ГЕВИМА» 129 343, проезд Серебрякова, д.6 Т.: (495) 782-12-63, (495) 782-11-75e-mail: [email protected]

ШТЕМПЕЛЬНАЯ КРАСКАШТЕМПЕЛЬНАЯ КРАСКА

МЫ МОЖЕМ ВСЕ!

KUKA Robotics Rus OOO

Verbnaya str., 8А, bld 1.107143, MoscowTel. +7 495 781-31-20Fax +7 495 [email protected]

46 ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ Мир сварки 2010 №10

ВВЕДЕНИЕ

Сварка металлов широко применяется в промышленности и строительстве. Сварные

соединения должны обладать точным взаиморасположением и в ряде случаев должны

быть герметичными, стойкими к коррозионному разрушению, обладать прочностью,

хорошо сопротивляться воздействию ударных, вибрационных нагрузок, резкой сме-

не температур и др.

Наиболее оптимальным, по нашему мнению, является совмещение диффузионной

металлизации со сваркой деталей, что обеспечивает получение поверхностного слоя

и сварного шва с одинаковыми химическими составами и структурами. Достичь этого

можно применением технологии диффузионной металлизации стальных изделий с по-

мощью легкоплавких жидкометаллических растворов. Данная технология обеспечи-

вает совмещение процессов сваривания деталей с нанесением диффузионных покры-

тий на их поверхности и с термической обработкой сварного изделия в одном цикле.

Нами предлагается способ сварки с одновременным нанесением диффузионных ни-

келевых и никель-медных покрытий из среды жидкометаллических растворов на ин-

струментальные и конструкционные стали, обеспечивающий деталям и инструменту,

помимо сварки, повышение износостойкости, коррозионной стойкости, разгаростой-

кости, стойкости к сероводородному растрескиванию.

Рассматриваемый способ основан на явлении селективного переноса химических

элементов, растворенных в легкоплавком расплаве, на конструкционные и инстру-

ментальные стали, не взаимодействующие или слабо взаимодействующие с этим рас-

плавом. В результате изотермической выдержки происходит растворение диффунди-

рующего элемента в легкоплавком расплаве, его адсорбция на всех поверхностях со-

единяемых деталей и рост диффузионного слоя до тех пор, пока не произойдет за-

полнение зазора между соединяемыми поверхностями, т.е. образования неразъемно-

го соединения. Одновременно на всех поверхностях деталей образуется диффузион-

ное покрытие на основе диффундирующего элемента. В настоящее время разработан

способ сварки режущего инструмента из разнородных материалов с одновременным

нанесением покрытия.

Целью проводимых исследований является оценка кинетики и механизма формиро-

вания покрытий и сварных соединений стальных изделий в процессе диффузионной

металлизации из среды легкоплавких расплавов, а также эксплуатационных свойств

сформированных покрытий и сварных соединений.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С ЗАЩИТНЫМИ ДИФФУЗИОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ДИФФУЗИОННОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ СРЕДЫ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

Соколов А.Г., д-р техн. наук,

Артемьев В.П., д-р техн. наук, профессор,

Шашерина С.А., в рамках выполняемой диссертации,

(Кубанский государственный технологический университет)

Проведена оценка свойств никелевых покрытий, получаемых путем диффузионной ме-

таллизации из среды жидкометаллических растворов на разных сталях с одновремен-

ным формированием сварного соединения.

МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯИССЛЕДОВАНИЙ

Процесс высокотемпературного

диффузионного соединения мате-

риалов осуществляли путем погру-

жения и выдержки в течение задан-

ного времени собранного изделия,

а также образцов-свидетелей, из-

готовленных из различных сталей,

в ванне с легкоплавким расплавом.

В качестве легкоплавкого (транс-

портного) расплава, обеспечиваю-

щего доставку элемента покрытия

к поверхности образцов, использо-

вали расплав свинец-литий, в ко-

торый в заданном количестве в по-

рошкообразном или в компактном

(в виде кусочков) вводились никель,

никель-медь. Процесс осуществлял-

ся в модернизированной электро-

печи СГВ-2,4-2/15-ИЗ, позволяющей

проводить нагрев изделий в среде

инертных газов. Модернизация печи

была проведена с целью обеспече-

ния возможности нанесения покры-

тий и сварки изделий в открытой

жидкометаллической ванне с после-

дующей термической обработкой.

Покрытия наносились на образцы-

свидетели, изготовленные из армко-

железа, стали 20, сталей Х12М,

Х12МФ. Диффузионной металлиза-

ции с одновременной сваркой под-

вергались концевые дисковые фре-

зы диаметром 50 мм с десятью зу-

бьями. Для режущей части такой

фрезы применялась быстрорежу-

щая сталь марки Р6М5, а корпусной

– сталь 45.

Исследования свойств покрытий

после диффузионной металлизации

проводились в соответствии с

требованиями ГОСТ 21905-74,

предъявляемыми к изделиям,

прошедшим химикотермическую

обработку. Исследования включали:

- качественную металлографию.

Изучение микроструктуры произ-

водилось при помощи микровизора

отраженного света μVizo-MET – раз-

работка ОАО «ЛОМО»;

-количественную металлографию.

Рис. 1 слева направо Х800 Х2000

Микроструктура армко-железа с никель-медным покрытием после диффузионной металлизации при

температуре 1000-0,5ч


Микроструктура стали 20 с никель-медным покрытием после диффузионной металлизации при



Микроструктура стали Х12М с никель-медным покрытием после диффузионной металлизации при


Получение численных характери-

стик структуры производилось с по-

мощью анализатора изображения

Thixomet. Для распознавания, рас-

чета и изучения структуры двух-

фазных сплавов в Thixomet исполь-

зовался специальный встроенный

стандарт – «Двухфазные сплавы»;

-исследование шероховатости по-

верхности проведено по параме-

тру отклонения профиля Ra пу-

тем записи профилограмм на

профилометр-профилографе моде-

ли HommelWerkeTester Т1000С S/n

50562680;

- геометрические размеры при те-

стировании определены с помощью

электрического высотомера модели

Micro-HITE 2;

-исследования механических

свойств сталей с покрытиями и без

покрытий осуществлялись по стан-

дартным методикам в соответствии

с требованиями ГОСТов. Вязкость

разрушения К1С

и скорость роста

трещин определялись путем испы-

таний дисковых образцов с щелевы-

ми концентратами напряжений при

внецентренном растяжении.

Коррозионные и коррозионно-

ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ 47

50 60

расстояние от поверхности, мкм

ко

нц

ен

тр

ац

ия

%

120

100

80

60

40

20

0 0 10 20 30 40

Рис. 4. Распределение легирующих элементов

в никель-медном покрытии. 1100оС, 2 часа

механические испытания включали:

- исследования на общую коррозию, на коррозионное растрескивание

в сероводородсодержащих средах. Проводились по методике МСКР – 01- 85

и стандарту NACE TM 0177-96.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕПри двухкомпонентном насыщении никелем и медью диффузионные по-

крытия состоят из твердого раствора никеля, железа, меди, а также легиру-

ющих элементов, входящих в состав стали. (рис. 1 – рис. 3)

Максимальная концентрация диффундирующих элементов наблюдается

на поверхности и зависит от температуры и среды насыщения, лежит в пре-

делах по никелю от 60% до 30% (масс.), меди – от 58% до 22 % (масс.) [4].

Легирующие элементы покрываемой стали практически не оказывают

влияния на кинетику формирования покрытий и концентрацию в них эле-

ментов покрытия, о чем свидетельствует практическое наложение концен-

трационных кривых распределения никеля и меди в покрытиях, нанесен-

ных на армко-железо и сталь Х12МФ (рис. 4.). Покрытия, полученные на

легированных сталях, отличаются от покрытий, сформировавшихся на не-

легированных, наличием в них легирующих элементов покрываемой стали.

Никель-медные покрытия не растрескиваются и не отслаиваются при де-

формировании покрытой стали. Обладают высокой теплопроводностью и

стойкостью к адгезионному схватыванию. Коэффициент теплопроводности

почти в 8 раз выше, чем у теплостойкой стали (λNi+Cu

= 210 Вт/м•К,λР6М5

= 16,3 Вт/м•К), что способствует интенсивному отводу тепла от режущей

кромки инструмента, сохранению твердости и уменьшению интенсивности

адгезионного схватывания.

Наличие никель-медного покрытия приводит к уменьшению шерохова-

тости поверхностей. Это происходит в основном за счет сглаживания ми-

кронеровностей путем частичного растворения поверхностного слоя жид-

кометаллическим расплавом в начальный период ХТО и формирования

диффузионного слоя, заполняющего микровпадины исходной поверхности

(рис. 1. – рис. 3.). Шероховатость поверхностей уменьшается с Ra=0,9 до

Ra=0,585 мкм. Формирование диффузионного Ni-Cu покрытия на сталях

приводит к увеличению линейных размеров деталей на 0,034 мм, что поло-

жительно влияет на образование сплошного шва [6].

Наличие никеля в никель-медных покрытиях приводит к существенно-

му повышению вязкости этих слоев, а повышение вязкости поверхностных

слоев – это повышение их стойкости к зарождению трещин, вызывающих

хрупкое усталостное разрушение и износ.

Наибольшее влияние никель-медные покрытия оказывают на вязкость


и Кfc

. [2]. При одинаковой структуре матрицы наличие на

поверхности образцов никельсодержащих покрытий повышает их вязкость


на 5-15%.

Никельсодержащие покрытия приводят к существенному изменению

физико-химических свойств поверхностных слоев инструментальных ста-

лей. Эти изменения связаны с повышением стойкости изделий к электро-

химической и химической коррозиям.

Анализ результатов испытания образцов сталей на общую коррозию по-

казывает, что в сероводородсодержащих средах исследуемые стали име-

ют низкую коррозионную стойкость. Так, скорость коррозии стали Х12МФ

даже при температуре сероводородсодержащего раствора 20оС составила

Рис. 5. Образование диффузионного слоя (Х 100)

Рис. 6. Нарастание диффузионных слоев и их

соединений в месте стыка деталей (Х 100)

Рис. 7. Окончательное формирование сварного

соединения (Х100)

Fe

Cu - aрмко-железо

Cu- X12МФ

NI - aрмко-железо

NI - X12МФ

48 ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ Мир сварки 2010 №10

3мм/год. При этом коррозионная стойкость сталей зависит от жесткости

условий испытаний и наличия в них легирующих элементов. Скорость кор-

розии исследуемых сталей возрастает при увеличении давления сероводо-

рода и температуры коррозионной среды.

Нанесение никельсодержащих покрытий на стали минимум на порядок

снижает скорость коррозии стальных образцов, изготовленных как из кон-

струкционных, так и инструментальной сталей. Например, скорость корро-

зии стали 20 за счет нанесения на нее никель-медных покрытий снижается

с 0,8 мм/год до 0,08 мм/год, а у стали Х12МФ за счет никель-медных покры-

тий скорость коррозии снижается на два порядка с 3 мм/год до 0,03 мм/год.

При этом необходимо отметить, что диффузионные покрытия, получаемые

на различных сталях, обладают различной коррозионной стойкостью [4].

Диффузионная металлизация при насыщении поверхностных слоев ста-

лей никелем и никель-медью, как уже отмечалось, обеспечивает формиро-

вание покрытий, образующих со сталями твердые растворы замещения, что

способствует протеканию интенсивной поверхностной диффузии элемен-

тов покрытия в зазор между соединяемыми деталями (рис. 5.), нарастанию

на этих поверхностях диффузионных слоев (рис. 6.), и, в конечном итоге, их

сращиванию (рис. 7.) [5]. Эти же процессы приводят к выравниванию ми-

кронеровностей и залечиванию микротрещин.

Дальнейшая взаимная диффузия сварного шва и элементов детали при-

водит к полному вытеснению транспортного расплава и образованию еди-

ных зерен, т.е. к окончательному формированию сварного шва (рис. 7.) [5].

ВЫВОДЫ:

1. Диффузионная металлизация из среды легкоплавких жидкометалли-

ческих растворов обеспечивает образование на поверхности изделий диф-

фузионных покрытий, а также сваривание изделий между собой.

2. С использованием технологии диффузионной металлизации в среде

легкоплавких жидкометаллических растворов можно получать сварные

конструкции, в которых сварного шва не будет существовать вследствие

его рассасывания.

3. Покрытая сварная конструкция имеет однородную по составу и струк-

туре поверхность, высокие механические и особые физико-химические

свойства.

4. Формирующиеся после диффузионной металлизации никелевые и

никель-медные покрытия обладают высокой коррозионной стойкостью,

исключают коррозионное растрескивание изделий в сероводородсодер-

жащих средах.

5. На процесс диффузионной металлизации и сваривания деталей не

оказывают влияние конфигурация изделий, наличие в них полостей, тон-

ких отверстий и т.п.

6. Процесс нанесения диффузионных покрытий и сварки совмещается с

процессом термической обработки материала изделий, что исключает ко-

робление деталей и обеспечивает изделию заданные прочностные свой-

ства.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Дунин-Барковский И.В., Карта-

шов А.Н. Измерение и анализ ше-

роховатости, волнистости и некру-

глости поверхности. – М.: Машино-

строение, 1978. – 229 с.

2. Соколов А.Г. Трещиностойкость

поверхностно-упрочненных конст-

рукционных сплавов: дис. канд.

техн.наук: 05.02.01. – Ленинград,

1982. – 206 с.

3. Шатинский В.Ф., Збожная О.М.,

Максимович Г.Г. Получение диффу-

зионных покрытий в среде легко-

плавких металлов. – Киев: Наукова

Думка, 1976. – 282 с.

4. Соколов А.Г. Артемьев В.П. По-

вышение эксплуатационных свойств

инструмента методами диффузи-

онной металлизации. – Ростов-на-

Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2006. – 228 с.

5. Соколов А.Г., Иванова Т.И., Кур-

кова О.П., Сивенков А.В. Новый спо-

соб сварки режущего инструмента

из разнородных материалов с одно-

временным нанесением покрытия. –

Л.: ЛДНТП, 1989. – 20 с., ил.

6. Артемьев В.П., Шашерина С.А.

Влияние диффузионной металли-

зации и термической обработки на

изменение геометрических разме-

ров и шероховатости образцов из

стали Х12М. - Современные техно-

логии в машиностроении: сб. ста-

тей XI Международной науч.-практ.

конф. – Пенза, 2007. – 317 с.

7. А.с.1505698 СССР, МКИ3 В 23

К1/00. Способ высокотемператур-

ного диффузионного соединения

материалов / А.Г. Соколов, Т.И. Ива-

нова, А.В. Сивенков – №4286394/31-

27; Заявлено 20.07.87; Опублик.

07.09.89, Бюл. № 33. – 2 с.

ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ 49

50 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА Мир сварки 2010 №10

ДЕФЕКТЫ, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ НА РАДИОГРАФИЧЕСКИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ ПРИ СЪЕМКЕ СВАРНЫХ ШВОВ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ОБРАБОТКЕ ПЛЕНОК. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ. МЕТОДЫ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

Радиографические пленки до на-

стоящего времени являются основ-

ным детектором ионизирующего из-

лучения при неразрушающем кон-

троле и технической диагностике

сварных швов, а также литых изде-

лий в промышленной радиографии.

Высокая радиационная чувстви-

тельность радиографических пле-

нок позволяет повысить производи-

тельность радиографического кон-

троля, увеличить ресурс маломощ-

ных импульсных источников излуче-

ния, уменьшить напряжение на труб-

ке рентгеновских аппаратов и, как

следствие, повысить качество изо-

бражения. Радиографические плен-

ки с большей радиационной чув-

ствительностью подвержены боль-

шему воздействию человеческих

факторов, способствующих образо-

ванию дефектов на пленке при ее

эксплуатации.

При расшифровке дефектоскопи-

ческого снимка предварительно не-

обходимо убедиться, не были ли сде-

ланы ошибки при съемке и обработ-

ке пленки. Важным моментом явля-

ется выявление дефектов и понятие

причин их возникновения, для чего

необходимо провести проверку по-

верхности проявленной пленки в от-

раженном свете, сравнивая эмуль-

сионные слои с обеих сторон плен-

ки. Изображения на обеих сторонах

пленки должны быть идентичны. Де-

фекты, имеющие место на одной из

сторон пленки, это дефекты, возник-

шие при ее экспонировании и обра-

ботке, не имеющие отношения к кон-

тролируемой детали.

Ниже приведен обзор дефектов и

причины их возникновения при экс-

плуатации радиографических техни-

ческих пленок.

Дефекты, перечисленные в таблице,

могут возникнуть и на радиографиче-

ских технических пленках меньшей

радиационной чувствительности (D8,

R8, AA400, IX 150, РТ-7Т, РТ-5Д, РТ-К и

др.), но в меньшей степени.

Знание причин возникновения

описанных ниже дефектов и своев-

ременное их предотвращение при

эксплуатации радиографических

пленок позволяет повысить качество

и производительность неразруша-

ющего контроля и технической ди-

агностики сварных швов различных

материалов.

Специалисты-сварщики должны уметь разбираться в нюансах оценки качества сварных швов по результатам

рентгено-гаммаградуирования, чтобы иметь возможность аргументированно оспаривать заключения рентгенологов в

случае возникновения разногласий. Редакция предлагает к прочтению статью, которая при отстаивании сварщиком сво-

ей правоты может стать ему хорошим помощником.

П.В.Терехов,

главный технолог компании «Тасма», г. Казань

Дефекты Причины их возникновения Методы предотвращенияОчень малень-кий контраст, при нормальной плотности почер-нения

•излучение слишком жесткое;

• передержка экспозиции, компенсируемая укороченным

временем проявления;

• неправильно приготовленный, старый или неподходящий

проявитель для данной пленки;

• продолжительное проявление в холодном проявителе;

• уменьшить напряжение на трубке;

• сократить экспозицию, увеличить время проявления;

• ввести регенератор или заменить проявитель на свеже-

приготовленный, соответствующий пленке;

• выдерживать температурный режим при проявлении

пленки;

Очень маленький контраст, при недостаточной плотности почер-нения

• малое время проявления;

• истощенный проявитель;

• неправильно приготовленный или неподходящий проя-

витель;

• увеличить время проявления;



• правильно приготовить проявитель, соответствующий

пленке;

Большой кон-траст (отсутствие полутонов) ра-диографического изображения

• слишком мягкое излучение;

• недодержка экспозиции, компенсируемая более длитель-

ным проявлением;

• неправильно приготовленный, старый или неподходящий

проявитель;

• увеличить напряжение на трубке;

• увеличить экспозицию, уменьшить время проявления;


пленке;

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА 51

Оптическая плот-ность почерне-ния очень низкая

• очень малое время экспонирования;

• короткое время проявления;

• истощенный проявитель;

• неправильно приготовленный или неподходящий

проявитель;

• увеличить экспозицию

• увеличить время проявления;

• ввести регенератор или заменить проявитель на свежепри-

готовленный раствор, соответствующий пленке;

• правильно приготовить проявитель, соответствующий плен-

ке;

Оптическая плот-ность почерне-ния очень вы-сокая

• очень длительное экспонирование;

• продолжительное время проявления;

• высокая температура проявителя;

• неправильно приготовленный или неподходящий проя-

витель;

• уменьшить экспозицию;

• сократить время проявления;

• охладить проявитель до нужной температуры;


пленке;

Нерезкость сним-ков

• маленькое фокусное расстояние;

• источник излучения или обследуемый объект во время

съемки был смещен;

• слишком большое расстояние между объектом и пленкой;

• фокусное пятно слишком большое;

• неплотный контакт между пленкой и экраном;

• неподходящий экран;

• увеличить фокусное расстояние;

• тщательно зафиксировать источник и объект съемки;

• подобрать оптимальное расстояние между объектом и

пленкой;

• откорректировать фокусное расстояние;

• обеспечить плотный контакт между пленкой и экраном;

• подобрать соответствующий экран;

Серая вуаль (в нескольких местах или по всему снимку)

• неправильное освещение фотолаборатории фонарем не-

актиничного освещения;

• длительное нахождение пленки под фонарем неактинич-

ного освещения;

• пленка предварительно подверглась воздействию света,

радиоактивного или рентгеновского излучения;

• слишком сильное рассеянное излучение;

• пленка с истекшим сроком хранения;

• нарушение условий хранения пленки;

• недодержка пленки, компенсированная более длитель-

ным временем проявления;

• плохо приготовленный или истощенный проявитель;

• воздействие на пленку высоких температур (лежала на

солнце, вблизи отопительных приборов и т.п.);

• плохо закрытая кассета (вуаль по краям);

• проверить светофильтр, лампу и корпус фонаря, при необ-

ходимости заменить;

• уменьшить интенсивность потока света, перенести источ-

ник света, заменить светофильтр;

• предотвратить воздействие света, данных видов излуче-

ний;

• подобрать свинцово-оловянные фольги – экраны;

• заменить пленку;

• обеспечить условия хранения пленки, согласно инструк-

ции;

• увеличить экспозицию, проявлять до требуемого каче-

ства изображения;


приготовленный раствор, соответствующий пленке;


ции;

• обеспечить правильное закрытие кассеты;

Желтая вуаль • продолжительное проявление в истощенном проявителе;

• истощенный фиксирующий раствор;

• непродолжительная промежуточная промывка пленки;

• появление вуали по истечении определенного времени -

пленка была недостаточно отфиксирована или промыта;

• ввести регенератор, заменить проявитель на свежеприго-

товленный раствор, соответствующий пленке;

• заменить фиксирующий раствор на свежеприготовлен-

ный;

• увеличить время промежуточной промывки;

• обеспечить качественное фиксирование и промывку

пленки;

Двухцветная, так называемая дих-роическая вуаль(желто-зеленая

– в отраженном, розовая – в проходящем свете)

• попадание проявителя в фиксирующий раствор;

• непродолжительная промежуточная промывка пленки;

• истощенный фиксирующий раствор;

• слипание пленки друг с другом во время фиксирования;

• длительное проявление в истощенном проявителе;

• пленка была частично отфиксирована в истощенном раство-

ре и находилась под воздействием дневного света до процес-

са фиксирования;

• заменить фиксирующий раствор на свежеприготовленный;

• увеличить время промежуточной промывки;

• заменить фиксирующий раствор на свежеприготовлен-

ный;

• аккуратное обращение с пленкой, не допускать слипа-

ния пленки;



• заменить фиксирующий раствор на свежеприготовленный,

предотвратить воздействие света на не полностью отфик-

сированную пленку;

Облачность (се-рые оттенки, зер-нистая вуаль)

• пленка с истекшим сроком хранения;

• нарушение условий хранения пленки;

• заменить пленку;


ции;

Белый осадок на поверхности пленки

• использование жесткой воды для приготовления фикси-

рующего раствора и проявителя;

• промывка пленки в жесткой воде;

• недостаточная промывка пленки после проявления;

• нерастворимые осадки от проявителя – использование

реактивов с истекшим сроком годности или неправильно

приготовленного раствора;

• использование для проявителя и фиксирующего раствора

обессоленной или дистиллированной воды, вводить умяг-

чители воды;

• установить фильтры для воды;

• обеспечить тщательную промывку пленки;

• заменить проявитель на свежеприготовленный, соответ-

ствующий данной пленке;

Светлые пятна • круглые маленькие светлые пятна с острыми краями – не-

интенсивное встряхивание пленки в первые секунды про-

явления;

• маленькие светлые пятна с темными краями – сушка плен-

ки при повышенной влажности;

• капли фиксирующего раствора попали на сухую пленку;

• быстрая и неравномерная сушка —попадание капель

воды при сушке на пленку;

• при проявлении пленка склеилась с другой пленкой или

со стенкой емкости;

• слабое воздействие проявителя вследствие наличия жи-

ровых пятен;

• поврежден усиливающий экран;

• присутствие пыли между пленкой и экраном во время экс-

понирования;

• использование недостаточно чистой воды во время промывки;

• механическое воздействие;

• при отсутствии перемешивающих устройств в баках для

обработки пленки необходимо интенсивно встряхивать,

перемещать в объеме раствора рамки с экспонированны-

ми пленками;

• подобрать условия сушки;

• не допускать попадания фиксирующего раствора на не-

проявленную и непромытую пленку;

• обеспечить равномерное и плавное распределение те-

плых воздушных потоков;

• аккуратное обращение с пленкой, не допускать склеива-

ния пленки;

• не допускать возникновения жировых пятен, попадания

масла в раствор проявителя;

• заменить на новый экран;

• не допускать появления инородных тел между пленкой и

экраном;

• установить фильтр;

• аккуратное обращение с пленкой, предотвращать меха-

нические воздействия на пленку;

Светлые полосы • механическое воздействие на пленку (нарушение чувстви-

тельного слоя при вскрытии упаковки острым предметом);

• неинтенсивное встряхивание пленки во время проявления;

• попадание капель фиксирующего раствора или воды пе-

ред проявлением на пленку;

• аккуратное обращение с пленкой, предотвращать меха-

нические воздействия на пленку;





• не допускать попадание фиксирующего раствора или ка-

пель воды на пленку перед проявлением;

Светлые фигуры (очертания)

• светлые полумесяцы – возникают от заломов, образую-

щихся вследствие неправильного захвата пленки;

• отпечатки пальцев - пленку брали жирными или загряз-

ненными в фиксаже пальцами;

• необходимо брать пленку за края, избегая возникнове-

ния заломов;

• аккуратное обращение с пленкой чистыми руками;

Темные пятна • попадание капель проявителя или воды на пленку перед

проявлением;

• разряды статического электричества, при малой относи-

тельной влажности воздуха (даже незначительное трение

приводит к зарядке пленки статическим электричеством,

и если заряд высокий, наступает разряд, который ведет к

экспонированию);

• механическое воздействие (давление или трение);

• не допускать попадания проявителя или капель воды на

пленку перед проявлением;

• выемка пленки из пачки должна производиться плавно,

аккуратно;

• поддерживать необходимую влажность воздуха в поме-

щении;

• аккуратное обращение с пленкой, не допускать механи-

ческого воздействия на пленку;

Темные полосы • эмульсионный слой был поцарапан после экспонирования;

• механическое воздействие на пленку (нарушение чувстви-

тельного слоя при вскрытии упаковки острым предметом);

• пленку недостаточно встряхивали во время проявки;

• полосообразное попадание проявителя перед обработкой.

• аккуратное обращение с пленкой;

• выемка пленки из пачки должна производиться аккурат-

но;





• не допускать попадания проявителя на пленку;

Темные пятна (фигуры: темные полумесяцы или «ногтевые» по-ломы)

• деформация пленки при эксплуатации, ведущая к наруше-

нию чувствительного слоя;

• разряды статического электричества, при малой относи-

тельной влажности воздуха;

• отпечатки пальцев - пленку брали влажными пальцами

после экспонирования;

• по возможности не допускать деформации пленки при

эксплуатации;

• обеспечить требуемую влажность воздуха в помещении;

• аккуратное обращение с пленкой;

В настоящее время на рынке России присутствует ряд высокочувствительных пленок, применяемых для неразрушающего кон-

троля сварных швов материалов большой толщины, литья, корпусных конструкций. Среди них пленки РТ-1, РТ-1В («Тасма»), HS

800 («Кодак»), F 8 («Агфа»). Особый интерес представляют пленки РТ-1 и РТ-1В, имеющие радиационную чувствительность без

экранов не менее 25 и 35 обратных рентген соответственно, в то время как пленки HS 800 и F 8 уступают по этому показате-

лю. Также эти пленки имеют больший по сравнению с аналогами нанос серебра, что влияет на отношение сигнал/шум (гради-

ент/гранулярность). Чем больше нанос серебра (т.е. отношение сигнал/шум выше), тем лучше качество изображения на пленке.

52 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА Мир сварки 2010 №10

Отвечает заместитель главного редактор журна-ла «Мир сварки», Заслуженный сварщик России Артур Кляровский.

При изготовлении каркасов из арматурной стали на строительных объек-

тах:

1. Ручная дуговая сварка крестообразых соединений прихватками (тип со-

единения К3-Рр) разрешена длякласса арматуры

А 240 (А-1) – 10-40 мм

А 300 (А-2) – Ст5ПС – 10-18 мм

Ст 5СП – 10-28 мм

10 ГТ – 10-32 мм

А 400 (А-III) – 25Г2С – 10-28 мм,

Ат500С (Ат-IIIC) – Ст5С; Ст5СП – 10 – 32 мм

(Ат-IVК) – 08Г2С; 10ТС2 – 10-32 мм

Ат600С (Ат-IVС) – 25Г2С; 28С; 27С – 10-32 мм

Ат 800 (Ат-V) – 20ГС – 10-32 мм

При этом эти соединения являются нерасчет-

ными и должны обеспечивать конструктивные

размеры изделий и их транспортабельность

вплоть до бетонирования.

2. Точечная контактная сварка крестоо-

бразных соединений 2-х стержней (тип со-

единения К1-Кт) допускается для класса ар-

матуры:

Вр-1 – 35- мм

Вр-600 – 4-6 мм

А 240 (А-I) – 5,5-40 мм

А 300 (А-II) – 10-40 мм

А 400 (А-III) – 6-40 мм

Ат500С (Ат-IIIС) – 6-32 мм

Примечания: 1.В скобках приведены обозначения классов

арматурных сталей по ранее действующим нормативным до- к у -

ментам.

Более подробную информацию о сварке арматуры можно найти в ГОСТ

14098-91 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобе-

тонных конструкций» и в РТМ393-94 «Технология заводской и монтажной

сварки соединений арматуры и закладных изделий».

ВОПРОС — ОТВЕТ 53

Вопрос:

При изготовлении каркасов из арматурной стали на строительном

объекте в каких случаях в зависимости от марки и диаметра арма-

туры разрешена ручная дуговая сварка, в каких – точечная сварка?

ет-

е

ь

ачения классов

56 сварочное оборудование Мир сварки 2010 №15

ПОДГОТОВКА КАДРОВ 55

ВОЗМОЖНОСТИ И РЕАЛЬНОСТЬСОЦИАЛЬНОГО ПАРТНЕРСТВА

Сегодня социальное партнерство

превратилось в действенный фак-

тор социально-экономического раз-

вития. Его принципы и механизмы

получили распространение в раз-

личных сферах, в том числе и в про-

фессиональном образовании, осо-

бенно при подготовке специалистов

технических специальностей.

Развитие системы социального

партнерства включено в число при-

оритетных направлений стратеги-

ческого плана ФГОУ СПО «Петров-

ский колледж». Неоценимый вклад

в формирование многолетних пар-

тнерских отношений вносят такие

предприятия и организации Санкт

– Петербурга, как ООО « Лазертех»

Северо-Западный региональный

лазерный центр, ЗАО «Трест Севза-

пэнергомонтаж», Альянс сварщиков,

ООО «УПЦ «Специалист», научно-

производственная фирма ЗАО ИТС,

ООО «Квадрат СГ».

Стратегия развития промышлен-

ности, разработка и использование

быстроменяющихся техники и тех-

нологии производства выявили не-

обходимость предъявления все бо-

лее высоких требований к уров-

ню образования выпускников, их

квалификации, профессиональным

умениям и навыкам. Поэтому основ-

ной задачей партнерства является

создание условий для качественной

профессиональной подготовки спе-

циалиста.

Сотрудничество с предприятиями

позволяет организовать професси-

ональную подготовку будущего спе-

циалиста более эффективно, бла-

годаря тому, что работодатели пре-

доставляют возможность проведе-

ния стажировок (практика по про-

филю специальности, преддиплом-

ная практика) студентов в реаль-

ных условиях предприятия на со-

временном оборудовании. Это зна-

чит, что студенты учатся думать

вместе с остальными, чтобы уметь

работать самостоятельно, замечать

ответственность каждого в процес-

сах, охватывающих всё предприя-

тие, приспосабливаться к коллегам

и начальству, укреплять свое поло-

жение на предприятии, оценивать

свои профессиональные возможно-

сти. Проверив свои теоретические

знания и практические умения, при-

обретая опыт работы по осваивае-

мой специальности, впитав « про-

изводственную культуру», студен-

ты готовятся к самостоятельной

профессиональной деятельности и

тем самым повышают свои шансы на

рынке труда. В то же время работо-

датель, обеспечивающий места ста-

жировок, имеет возможность испы-

тать потенциальных работников в

условиях своего производства и по-

лучить высококвалифицированного

специалиста, который может начать

работу сразу же по завершению об-

учения. При подобном подходе к

подготовке специалиста появляет-

ся двухсторонняя ответственность

как у образовательного учрежде-

ния, так и у работодателя.

Налаживание отношений социаль-

ного партнерства способствует воз-

никновению новых форм сотрудни-

чества с работодателями, службой

занятости, Ассоциациями промыш-

ленников, представителями ВУЗов.

Основными направлениями уча-

стия социальных партнеров в про-

фессиональном образовании ста-

ли: подготовка, переподготовка и

повышение квалификации кадров

по заказу предприятий, Целевая

контрактная подготовка (ЗАО «Трест

Севзапэнергомонтаж»), предостав-

ление рабочих мест студентам для

прохождения технологической и

преддипломной практик, практиче-

ская ориентированность диплом-

ных проектов, подготовленных по

темам, заявленным работодателя-

ми как значимые, участие работода-

телей в итоговой государственной

аттестации выпускников, участие

в работе жюри конкурсов профес-

сионального мастерства и Всерос-

сийских Олимпиад, помощь в разви-

тии материально-технической базы,

предоставление возможности уча-

стия в профессиональных выстав-

ках, конференциях, круглых столах.

Тем самым наше образователь-

ное учреждение становится конку-

рентоспособным на рынке образо-

вательных услуг, обеспечивая каче-

ственную подготовку кадров в соот-

ветствии с потребностями предпри-

ятий и в конечном результате – обе-

спечивает выпускникам широкие

возможности для трудоустройства.

И сегодня мы с уверенностью мо-

жем говорить, что выпускники ФГОУ

СПО «Петровский колледж» получа-

ют престижную техническую специ-

альность и являются востребован-

ными на промышленных предприя-

тиях Санкт-Петербурга.

Брязгин Ю.А. (зам. директора отделения информационных

технологий ФГОУ СПО «Петровский колледж»)

56 КАФЕДРА СВАРКИ Мир сварки 2010 №10

Не успел еще Санкт-Петербургский государственный политехнический университет прийти в себя после празднования собственного стодесятилетия, как наступил еще один стодесятилет-ний юбилей. На этот раз – Нико-лая Оскаровича Окерблома, пер-вого руководителя кафедры свар-ки того же СПбГПУ.

Сварка — хоть и не была отдель-

ным предметом — изучалась студен-

тами СПбГПУ с начала прошлого века.

Выход в 1929 году постановления Со-

вета Труда и Обороны о развитии сва-

рочного дела в СССР выявил необхо-

димость активного распространения

нового технологического процесса,

для чего требовались молодые и та-

лантливые специалисты. Уже в 1934

году в составе института (тогда назы-

вавшегося Ленинградский индустри-

альный институт) числился электро-

сварочный факультет. Об истории се-

годняшней кафедры можно говорить,

начиная с 1937

года: кафедра

тогда носила на-

звание «Обору-

дование и тех-

нология сва-

рочного произ-

водства», а руководил ею профес-

сор, д.т.н. Николай Оскарович Окерблом. Кафедра выпускала ин-

женеров на дневном, заочном и ве-

чернем отделениях, были организо-

ваны аспирантура и докторантура.

ИСТОРИЯ В ЛИЦАХНа разных этапах становления

кафедры в качестве преподавате-

лей работало много видных специ-

алистов сварочного производства.

В 30-х годах сотрудником кафе-

дры был профессор В. П. Вологдин,

впервые в СССР применивший свар-

ку в судостроении. Также в 30-х го-

дах крупными специалистами в об-

ласти сварочного оборудования яв-

лялись проф. А. А. Алексеев и до-

цент Ю. П. Петрунькин, написавшие

первые в стране книги по контактной

сварке и сварочным источникам пи-

тания.

Наибольшую роль в становлении

сварочной специальности в

ЛПИ сыграл Н. О. Окерблом,

основавший главное научное

направление кафедры – «Сварные

конструкции». Уже в тридцатые

годы им были выпущены первые

книги по проектированию сварных

конструкций. В них изложены

логические алгоритмы решения

всех основных

задач по оценке

напряженного

с о с т о я н и я ,

т о ч н о с т и

изготовления и

конструктивной

прочности сварных конструкций и их

узлов. Разрабатывая свои идеи, уже

в 50-х Окерблом вместе с учениками

создает теорию расчета сварочных

напряжений и деформаций, в

которую не входит ни одного

СПбГПУ, «ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ» СВАРКА И ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

(Со статьи об истории и современности кафедры «Теория и технология сварки» - одной из первых в стране кафедр, на ко-торой готовились специалисты и исследовалась сварка – мы начинаем серию материалов о наиболее авторитетных кафе-драх сварки в стране).

Значимость достижения определя-ется рецензией англичан: «Как рус-ские могли до этого додуматься?»

Н. О. Окерблом, д.т.н., проф., заслу-

женный деятель науки и техники

(зав. кафедрой 1937 – 1965 гг.)

Г. Л. Петров, д.т.н., проф.


К. А. Кочергин, д.т.н., проф.

КАФЕДРА СВАРКИ 57

эмпирического параметра. Значимость достижения определяется рецензией

англичан: «Как русские могли до этого додуматься?».

Последующая работа была посвящена разработке математического описания и

созданию расчетных методов определения различных аспектов влияния свароч-

ной технологии на напряженное состояние сварных конструкций, их форму, хи-

мический состав и механические свойства сварных соединений. На основании

этих разработок был сформулирован принцип «конструктивно-технологического

проектирования», позволяющий одновременно создавать оптимальный проект

конструкции с оптимальным техпроцессом ее изготовления.

Металлургические процессы при всех видах сварки определяют заданный

комплекс свойств сварного соединения. Сотрудники кафедры занимались

исследованиями металлургических процессов при сварке, начиная с тридцатых

годов. Георгий Львович Петров еще в 1940 году на основании общих положений

физической химии и имеющегося в науке и технике опыта разработал и

исследовал различные стадии взаимодействия материала электродного стержня

с покрытием при ручной дуговой сварке. Результатом деятельности ученого стало

возникновение целой научной школы, которую можно назвать «Металлургия

сварочных процессов». Но его научные интересы были чрезвычайно широки и

охватывали теорию сварочных процессов жидкой и твердой фазы, сварочные

материалы, поведение водорода в металле, неоднородность в сварных

соединениях, проектирование технологии изготовления работоспособных

сварных конструкций. Петров и сегодня известен своими работами в области

металлургии и металловедения. Он является основным автором действующего

учебника для вузов.

В 60-е годы в промышленности начали развиваться специализированные мето-

ды сварки, использующие для нагрева металла новые методы: электронный луч,

сжатая дуга, позже – лазерный луч. На кафедре это направление получило разви-

тие с приходом к.т.н. (а сегодня – д.т.н., профессора и заслуженного деятеля на-

уки РФ) Всеволода Владимировича Башенко. Подробные и многолетние иссле-

дования электроннолучевой технологии позволили быстро освоить и другие лу-

чевые методы: лазерную, плазменную технологии, выявить наиболее рациональ-

ные методы их применения, принципы создания оборудования. Развитие изуче-

ния лазерных технологий, применения их в промышленности позволили органи-

зовать новую кафедру «Лазерная технология».

Продолжая развивать научное направление «Сварные конструк-

ции», созданное Н.О. Окербломом, в 60-70 года профессора О. А. Бакши и

Р. З. Шрон создали теорию «мягких» прослоек, позволившую анализировать точ-

ность существенно механически неоднородных сварных соединений. Профессор

Петров создал теорию расчета химической неоднородности сварных соединений.

Профессор Д. И. Навроцкий разработал методы расчета сварных соединений на

усталость, учитывающие реальную форму сварных швов; профессор В. Н. Земзин –

методы оценки работоспособности химически и механически неоднородных свар-

ных соединений при их эксплуатации в области высоких температур; профессор

Л. А. Копельман – теорию хрупкого разрушения сварных конструкций при низ-

ком уровне напряжения.

В девяностые годы толчок работам во всех направлениях конструктивно-

технологического проектирования дала вычислительная техника. В числен-

ной постановке стали разрешимы многие задачи, которые ранее были доступ-

ны только для качественных теоретических исследований. Ведущим специали-

Л. А. Копельман, д.т.н., проф.

В. В. Башенко, д.т.н., проф,

заслуженный деятель науки РФ


В. П. Демянцевич, д.т.н., проф.

Н. А. Соснин, д.т.н., проф.


стом в этом направлении является профессор Виктор Акимович Кархин,

создавший математические алгоритмы и программное обеспечение для ре-

шения основных задач по кинетике развития сварочных деформаций и на-

пряжений при сварке. Им разработаны численные решения для анали-

за перераспределения водорода при сварке, анализа концентрации на-

пряжений при различных формах сварных соединений и многое другое.

НА КОНЕТерриториальная принадлежность университета и его тесная связь с исто-

рией города накладывает определенные обязательства на сотрудников.

В 1976 году на адрес университета пришло письмо. По просьбе Ленгори-

сполкома, были составлены комиссии ученых-металлургов Политехническо-

го института, куда входили и работники кафедры сварки. Работа комиссий

требовалась для обследования бронзовых скульптур Петра I («Медный всад-

ник»), Николая I, скульптур на кровле Исаакиевского собора, а также фигур

на стенах Малого Эрмитажа, выполненных из цинковых сплавов.

Коренные петербуржцы помнят, как однажды утром Медный всадник ока-

зался отгорожен от прохожих лесами и к нему был приставлен милицио-

нер. В это время у ног скульптуры, на спине коня и даже внутри него обо-

сновались сотрудники кафедры сварки СПбГТУ (Кто не знает, памятник вну-

три пуст. На крупе коня над хвостом расположен люк, благодаря которому

можно проникнуть внутрь. Опытным путем установлено, что в тело коня сво-

бодно помещается три профессора специалиста по сварке одновременно).

В скульптурах Петра и Николая наибольшие дефекты комиссией были вы-

явлены в ногах коней. С течением времени и под действием сильного ветра

в бронзовом покрытии образовались трещины, наиболее глу-

бокие из которых достигали 20-25 мм. При этом интересно,

что стальные стержни, служащие опорой для скульптуры и

встроенные в ноги и хвост коня, не были подвержены де-

формации. Причина тому кроется в технологии их произ-

водства: во время изготовления памятника металл выплав-

лялся на древесном угле.

Обследованием выполненных из металла скуль-

птур кафедра занималась не единожды. Одна из

последних работ в этом направлении – защи-

та от коррозии скульптур на Аничковом мосту

в 2001 году и Александрийском столпе – в

2003 году.

Комиссия под руководством

профессора кафедры д.т.н. В.С.

Клубникина разработала и

применила технологию

п л а з м е н н о г о

напыления медного

сплава, сохранив тем

самым памятники.

А. М. Левченко, доцент, к.т.н.

В. А. Лопота, проф., член-кор. РАН

(зав. кафедрой с 2004 года)

В. А. Кархин, д.т.н., проф.

Г. А. Туричин, д.т.н., проф.

бокие из которых достигали 20-2

что стальные стержни, служащие

встроенные в ноги и хвост коня

формации. Причина тому кроет

водства: во время изготовления

лялся на древесном угле.

Обследованием выпол

птур кафедра занима

последних работ в

та от коррозии ску

в 2001 году и Ал

2003 году.

Комиссия

профессора

58 КАФЕДРА СВАРКИ Мир сварки 2010 №10

Вопросник:1. Прием по специальности на первый курс:Бюджет – 12 мест, коммерческие – 3-5 мест.

Сравни: до перестройки 50 студентов на дневном и 75 на

вечернем.

2. Преподавательский состав кафедры:Профессора: Лопота В. А., Баранов Г. А., Туричин Г. А., Сен-

чик К. Ю., Башенко В.В., Соснин Н.А., Кархин В.А., Копельман

Л.А., Шарапов М. Г.

Доценты: Цыбульский И.А., Григорьев Б. Л., Левченко А. М.,

Федотов Б. В., Тополянский П. А. Ермаков С. А.

Ассистенты: Земляков Е. В., Григорьев А. М., Матюшин И. В.,

Соловьев В. В., Валдайцева Е. А., Карасева С.М., Хомич П.Н.

3. Дисциплины раздела ОПД.В - общепрофессиональ-ные дисциплины, вузовский раздел:

«Перспективные технологии обработки материала»,

«Теория сварочных процессов»,

«Металлургические основы сварки»,

«Сварочные деформации и напряжения»,

«Теория прочности сварных и паяных конструкций»,

«Основы теплопередачи при сварке и пайке»,

«Электросварочное оборудование».

4. Места проведения производственной практики:

заводы металлургические, машиностроительные, судостро-

ительные, предприятия электроники.

5. Оснащенность кафедры новым оборудованием:Кафедра имеет необходимое количество ПК, технологи-

ческого оборудования (аппараты для разных видов дуговой

сварки, лазерное оборудование и др.)

6. Число студентов, обучающихся по договору с пред-приятием: 5 человек.

7. Возможность получения студентами рабочей спе-циальности.

Студенты пятого курса проходят обучение рабочей специ-

альности и получают документ, по которому они имеют право

работать сварщиками 2-3 разрядов.

8. Количество аспирантов на текущий момент:6 человек (Сравни: до перестройки – 27)

9. Специфика научно-исследовательской деятельно-сти кафедры:

разработка материалов и технологий сварочного произ-

водства: сварочные материалы для судостроения; технологи-

ческие процессы электронно-лучевой сварки, лазерной обра-

ботки.

10. Участие в конференциях: внутриуниверситетские, региональные, международные:

«Лучевые технологии и применение лазеров», «Электротех-

ника и электроника», «Инновационные технологии в сварке»,

конференция НИР студентов.

11. Есть ли при кафедре совет по защите докторских и кандидатских наук?

Есть. Совет при вузе, объединяет 4 специальности.

12. Количество докторских диссертаций, защищенных сотрудниками кафедры: 12.

13. Внедрения (вклад в развитие сварочного произ-водства).

Разработаны специальные электроды ЛПИ-1, ЛПИ-2;

технологии для сварки различных изделий: гребные винты

подводных лодок, двигатели ориентации и специальные дат-

чики давления космических аппаратов;

технология плазменной резки при хирургических операци-

ях;

под руководством профессора Клубникина В.С. проведена

защита скульптур на АМ и АС с помощью плазменного напы-

ления медного сплава.

14. Процент выпускников, работающих по специально-сти: 62%

АТТЕСТАЦИОННЫЙ ЦЕНТРВ совсем недавний период отечественной истории, когда

складывалось впечатление, что наука в стране не нужна никому,

кроме самих ученых, сотрудники кафедры упорно искали воз-

можности и средства для продолжения своей деятельности.

Известно, что сварщиков нужно не только обучать, но и кон-

тролировать уровень их знаний, проводя независимую атте-

стацию. Национальный аттестационный комитет по свароч-

ному производству России и Госгортехнадзор поручили кафе-

дре организовать эту работу в своем регионе. Вскоре сотруд-

никами кафедры был организован и межотраслевой аттеста-

ционный центр, головной в Северо-Западном регионе. (Пре-

зидент совета центра В.В. Башенко, генеральный директор

А. М. Левченко) Коллектив кафедры занимается как прове-

дением аттестации всех четырех уровней квалификации, так

и обеспечением аттестуемых методической информацией.

СЕГОДНЯ Общее развитие сварки – конструктивно-технологическое

проектирование – интенсивно разрабатывается в следую-

щих научных направлениях кафедры: сварные конструк-

ции, металлургия сварочных процессов, сварка высокон-

центрированными источниками и плазменные технологии.

Каждое из них сложилось в научную школу и охватывает

научные коллективы целого ряда организаций.

Более подробная оценка современной деятельности ка-

федры отражена в представленном ниже вопроснике. От-

веты на вопросы, единые для всех кафедр, о которых мы бу-

дем писать, помогут читателям составить собственное мне-

ние о современном уровне высшего инженерного образо-

вания.

КАФЕДРА СВАРКИ 59

В предлагаемом очерке отражены личные воспомина-

ния о выдающемся ученом, основателе и руководителе

Ленинградской школы инженеров-сварщиков Н. О. Окер-

бломе, у которого автор учился, и которого называет

Учителем в смысле, придаваемом этом слову в странах

Востока.

История знакомстваЯ знал Николая Оскаровича Окерблома (далее Н.О. - его

так часто на зывали на кафедре, а аспиранты и лаборанты

кафедры звали его «Папа Окер») только 13 последних лет

его жизни - с 1951 по 1964 год. В эти годы я был его сту-

дентом, аспирантом, младшим и старшим научным сотруд-

ником.

В 1951 году я с отличием окончил техникум и получил

возможность без экзаменов поступить в любой вуз. Но

Гор ный институт в приеме мне отказал (как сыну «врага

народа»). Шепотом мне было сказано, что можно посту-

пать только в ЛПИ, так как «там с этим свободнее».

Встал вопрос о выборе профессии. Обратился к своим

родственникам. Они сказали: «Не важно, чему учиться,

важно - у кого учиться!»

Я поспрашивал на этот предмет людей в ЛПИ. При-

шел к заключению: нужно идти либо к Лурье на физико-

механический факультет, либо к Н.О., на сварку. На физ-

мех меня не пустили. Так я стал студентом у Н.О.

Меня сразу поразила рабочая атмосфера на кафе-

дре. Преподаватели, включая Н.О., вели себя со студен-

тами, как родственники. Никакого стрем ления быть на-

чальством. Никакого стремления показать, что они умнее!

Все гда только искреннее желание помочь молодому со-

товарищу.

Такую же атмосферу поддерживал в деканате замести-

тель декана Иван Николаевич Бондин, который одновре-

менно работал на кафедре у Н. О. преподавателем. Дека-

нат для нас был, как дом родной!

Н.О. всячески поощрял работу сотрудников по их соб-

ственной инициати ве. Каждый преподаватель, каждый

аспирант после первого года обучения должен был ра-

ботать по хоздоговору в промышленности. Всячески

поддер живалось, если он заключает этот договор само-

стоятельно, по предложенной им самим тематике. Н.О. не

боялся «мелкотемья», с которым в то время бо ролся рек-

торат и министерство. Наверное, боролись только потому,

что ЭВМ еще не было, и высоким чиновникам трудно было

показывать, что они руко водят всеми этими работами.

Н.О. всегда считал, что каждый предмет, излагаемый

студентам, дол жен быть подкреплен своей тематикой на-

учных исследований.

В то время на многих соседних кафедрах царствовал

«неспозавестит» по Паркинсону, когда неспособность и

зависть начальника достигают такой критической кон-

центрации, что происходит «химическая реакция». Если

та кой начальник - человек «третьего сорта», то он остав-

ляет среди своих под чиненных только людей «четверто-

го сорта».

Н.О. был общепризнанным главой ленинградских свар-

щиков. При До ме научной и технической пропаганды он

организовал ежегодные «Итого вые сессии», на которых

молодые исследователи могли доложить результа ты сво-

их работ. Из Москвы на эти сессии приезжал Н. Н. Рыка-

лин. Приезжа ли и другие известные ученые Киева и Мо-

сквы. Они внимательно слушали каждый доклад и дела-

ли записи.

К 110–летию Н.О. Окерблома редакция предлагает текст, ознакомиться с которым будет интересное только

специалисту-сварщику, но и самому широкому

кругу читателей.

НИКОЛАЙ ОСКАРОВИЧ

ОКЕРБЛОМПрофессор Л. А. Копельман

60 ИСТОРИЯ Мир сварки 2010 №10

Мне, как аспиранту, слишком «умному» смолоду, в пода-

вляющей мас се доклады казались скучными и бесцветны-

ми. Я спросил Н.О., для чего ему нужны эти сессии. Он от-

ветил: «А как же мы иначе узнаем о молодых та лантах, о

тех, с кем можно и нужно работать?»

Однако истинное наслаждение всем участникам сес-

сии доставляли заключительные выступления Рыкали-

на и Н.О., в которых они, перебирая свои записи, крат-

ко и четко формулировали все то, что было в докладах

дей ствительно интересным и новым. Они умели и любили

находить в докладах драгоценные зерна, о которых автор

часто не догадывался! Возможно, только поэтому сессии

были так многолюдны.

Логика Н.О.H. О. был, безусловно, самым сильным логиком из лю-

дей, встретив шихся в моей жизни. Вот несколько приме-

ров.

I. Помню свою первую пробную аспирантскую лек-

цию для студентов по теории прочности. Мне была зада-

на тема. Я к ней долго готовился, читая статьи в журналах.

В аудитории долго и путано излагал что-то. Студенты слу-

шали внимательно, силясь понять. Но я чувствовал: ниче-

го у них не вы ходит. Н.О. сидел и молчал. Когда я закон-

чил, Н.О. встал и за 5 минут четко сформулировал все то,

что я силился высказать почти за два часа.

II. На одном из заседаний кафедры сварки ЛПИ обсуж-

далась работа аспиранта Константина Алексеевича Ко-

чергина (доцента кафедры) в области контактной свар-

ки. С результатами ее категорически был не согласен про-

фессор Алексеев Алексей Алексеевич, бывший проректор

ЛПИ, бывший заведующий расформирован ной кафедры

электросварочного оборудования. Алексеев утверждал,

что та ких результатов не мо-

жет быть потому, что это-

го не может быть никогда.

Видна была ревность Алек-

сеева к молодому Кочерги-

ну, готовящему докторскую

диссертацию. Ожесточен-

ный спор, переходящий на крик, продолжался минут 10.

Н.О. молча слушал и, наконец, спросил: «Алексей Алек-

сеевич, при знаете ли Вы, что методика исследований у

аспиранта нова?». «Да, признаю» - нехотя ответил Алек-

сеев. «Почему же вы не признаете, что с новой мето дикой

могут быть получены новые результаты?». Алексеев мол-

чал.

Спор исчерпан. Н.О. переходит к обсуждению следую-

щего вопроса.

III. Н.О. мне рассказывал, что сразу же после Великой

Отечественной войны (а, может быть, это было в послед-

ние ее годы) впервые в СССР был заложен военный ко-

рабль, с корпусом из новой стали повышенной прочно сти.

Корпус сварили обычными руднокислыми электродами по

обычной технологии. Когда он был готов, обнаружились

многочисленные трещины в швах. Корпус не годен.

В МВД посчитали причиной трещин диверсию. Всех

крупных специа листов, имеющих отношение к этому, вы-

звали в Москву на ковер к Сталину. Надежда вернуться

домой для них была весьма призрачна. На встрече с во-

ждем все тряслись от страха, не зная причин трещин, не

могли ничего связно сказать. Положение спас Н.О. одной

фразой: «Новая более прочная сталь требует разработки

новой технологии ее сварки». Сталин согласился или по-

верил. Но всех отпустил.

Трещины были связаны с водородом в сварных швах.

Позже в судо строении появились электроды УОНИ-13, ко-

торые позволили решить эту проблему. И уже намного

позже ученые выяснили, что успех получен только потому,

что эти электроды оказались низководородными.

2. Александров, председатель Ленинградского Со-

вонархоза, в речи на похоронах Н.О. сказал: «Когда на

совещаниях Технического Совета Совнар хоза присутство-

вал Н. О., решения принимать было так легко!». На одном

из этих совещаний Н.О. получил фатальный инсульт, по-

сле которого уже не приходил в сознание.

Требования к высшему образованиюВ 2000 году на мемориальной конференции в СПбГТУ

дочь Н.О. Мариана Николаевна рассказала, что, когда она

поступала в институт в Том ске, Н.О., осваивая тонкости

выращивания капусты на своем огороде, ей го ворил:

«Только человек, не окончивший вуз, становится специ-

алистом. Выс шее образование должно быть таким, чтобы

человек, его получивший, умел бы справить-

ся с любой работой».

Я уверен, что если высшее образование

не направлено исключительно на развитие у

студентов логики решения практических ин-

женерных задач, оно не может быть таким, о

каком говорил Н.О. своей дочери на огоро-

де в 1943 году!

Стиль изложения лекцийКогда я аспирантом начинал читать студентам пробные

лекции, Н.О. говорил мне:

«Излагать материал нужно спокойно и так, чтобы сту-

денты были в со стоянии, близком ко сну. Не следует де-

лать резких движений».

На первый взгляд, эта рекомендация глупа. Что же хо-

рошего в том, что студенты почти спят?! Значит, лекция

им скучна!

«Только человек, не окончивший вуз, становится специалистом. Выс шее об-разование должно быть таким, что-бы человек, его получивший, умел бы справиться с любой работой».

ИСТОРИЯ 61

Но я не слышал, чтобы кто-нибудь назвал бы лекцию

Н.О. скучной. Интуитивно и на собственном опыте я по-

нял верность этой рекомендации Н.О.. Я пользовался ею

в своей работе. Но только, когда мне уже было за пять-

десят лет, и когда я стал доктором и профессором, тогда

я после этого осоз нал, что окружающий меня материаль-

ный Мир неизмеримо сложнее, чем я о нем думал раньше.

Только тогда я понял, что мне снова нужно идти учиться, и

не в школу, а в детский сад! Только после этого, мне ка-

жется, что я могу выразить словами смысл этой рекомен-

дации Н.О.

Студентов на лекции нужно погрузить в состояние,

близкое к медита ции. Нужно добиться, чтобы ни одна

не связанная с лекцией мысль не могла проникнуть в их

сознание во время лекции. Нужно убрать всякую турбу-

лентность из пространства аудитории, выгладить и очи-

стить его. Именно та кое состояние студенческой аудито-

рии наблюдается как состояние, близкое ко сну.

Только в этом состоянии студенты способны восприни-

мать не только слова, но и мысли лектора. Только в этом

состоянии лекция для слушателя становится объемной,

многомерной.

Записывать-то студенты должны не слова, а мысли! За-

писывать только своими, личными словами.

Это же положение распространяется и на процесс чте-

ния научных ста тей. Думаю, что без воздействия лекций

Н.О. я никогда бы не научился чи тать текст научных статей

между строк, где спрятано основное содержание любого

хорошего первоисточника. Где видно, о чем думал автор,

работая над статьей.

Учителя Н.О.После всего сказанного выше у меня, естественно, по-

явился вопрос, откуда появился этот человек, научивший

меня столь многому. Я обратился к архиву Политехниче-

ского института и из личного дела Н.О. установил сле-

дующее.

ДетствоН.О. получил прекрасное воспитание и образование. Он

родился в се мье «кассира-инкассатора государственных

учреждений». По анкете отец был «финляндского про-

исхождения». Но фамилия Окерблом – шведская. И род-

ственники Н.О. говорят, что отец его – швед по нацио-

нальности, живший в Финляндии до приезда в Петербург.

До революции финны славились честностью. Там рань-

ше за воровство отрубали правую руку, которая воровала.

Безукоризненная честность фин ских молочниц из окрест-

ных деревень, которые разносили молоко по квар тирам

ленинградцев вплоть до финской войны, была известна

всем жителям города. Эту наследственную честность про-

стых крестьянок не смогла испор тить советская власть в

течение 23 лет! Думаю, что профессия отца толь ко усили-

ла это качество у Н.О..

Вспоминаю по этому поводу семейный анекдот. Мои ро-

дители до ре волюции жили в Эстонии. Как-то приехала к

ним из Финляндии пожилая родственница. В воскресенье

она пошла с их хутора в новых туфлях в цер ковь. До церк-

ви было несколько километров по проселку. Новые туф-

ли на терли ноги. Она сняла туфли, положила их на обочи-

ну дороги. Положила на туфли прутик и спокойно боси-

ком пошла дальше. Возвращается из церкви - нет ее но-

вых туфель на обочине дороги. Приходит домой и плачет:

«Ну, как же так можно! Я ведь даже прутик на них поло-

жила!». Уже в то время в Эстонии эта история была очень

смешной.

Может быть, поэтому Н.О. попал в очень смешную, по

мнению окру жающих, историю, о которой рассказывал

Алексей Семенович Тумарев, де кан металлургического

факультета ЛПИ.

В 1942 году, когда сотрудники факультета ехали в Томск,

в эвакуацию, на одной из железнодорожных станций Н.О.

было поручено разливать суп. Ему было сказано, что каж-

дому полагается по одной поварешке супа. Когда Н.О.

кончил разливать, оказалось, что для него супа уже нет.

Всем это было смешно. Профессор Г.Л. Петров расска-

зывал, что в то время ОРС (Общество Рабочего Снабжения)

повсеместно расшифровывалось тремя фразами: 1.«Обе-

спечь Раньше Себя!» 2.«Обеспечь Родственников Своих!»

3.«Остальное Раздай Сослуживцам!».

ГимназияК 1918 году, когда не все еще развалилось, Н.О. успел

закончить ре альное отделение одной из двух самых пре-

стижных гимназий Петербурга – училище при лютеран-

ской церкви св. Анны. Мои родственники с великим по-

чтением называли его «Аниеншуле». Это старейшее учи-

лище было созда но самыми просвещенными иностранца-

ми столицы для своих детей. Препо давание – на немец-

ком языке. Давалось очень приличное знание француз-

ского языка. Моя мать, которая кончила далеко не такую

престижную гимназию в Эстонии, до самой смерти могла

читать немецкие и французские романы.

Английский язык Н.О. выучил самостоятельно к 1933

году. Знание трех главных в науке языков открыло перед

Н.О. большие возможности. Его книги пестрят ссылками

на иностранную литературу.

Думаю, что именно в Аниеншуле, помимо получения до-

бротных зна ний по естественным наукам, Н.О. закрепил

навык к свободе мысли, навык к проверке своих мыслей

62 ИСТОРИЯ Мир сварки 2010 №10

и действий на точность, навык к личной ответствен ности

за них.

ВузС инженерным образованием Н.О. тоже повезло. Хотя,

как считать? Махатмы Востока утверждают, что каждому

человеку, если ему действи тельно и осознанно это нужно,

всегда дается достойный учитель. Трудности у них воз-

никают только из-за нечувствительности многих людей к

этому.

В 1918 году Н.О. поступил в петроградский Политех-

нический инсти тут на инженерно-строительный фа-

культет. Там с 1914 г. преподавал извест ный профессор-

мостостроитель Георгий Петрович Передерий. Мне Н.О. с

гордостью называл его своим Учителем.

К началу XX века крупнейшими авторитетами было точ-

но установле но, что в мостостроении уже все, что необ-

ходимо, изобретено и выдумано. Появились сторонники

того, чтобы предмет по проектированию мостов на звать

«Мостоведение». В соответствии с этой традицией про-

тотип нового моста (материал, конструкцию) выбирал из

числа уже построенных мостов только главный «Мосто-

вед». Поэтому считалось, что молодого ин женера сле-

дует обучать лишь стандартным методам привязки этого

прототи па к конкретной местности и нагрузкам.

Г.П. Передерий восстал против этой традиции. Студен-

ту, который при ступил к изучению курса «Мосты» у Пе-

редерия, сразу же выдавали задание на проект, содер-

жащее только параметры русла реки и ее течения, пара-

метры ледохода, ветра, температуры, полезные нагруз-

ки на мост. Изучая курс, сту дент должен был сам предло-

жить несколько возможных вариантов этого моста (раз-

ные схемы, разные материалы). Он должен был самостоя-

тельно сопоставить полученные варианты, выбрать из них

оптимальный вариант. При завершении курса «Мосты»

студент должен был довести работу до эс кизного проекта.

Такой подход очень не понравился «Мостоведам», и Уче-

ный Совет петро градского института путей сообщения в

1914 году уволил профессора Г.П. Передерия.

Передерий тут же был принят профессором в Политех-

нический инсти тут к князю Гагарину. Только в 1918 году

под давлением студентов Передерий был снова пригла-

шен на работу в институт инжене ров путей сообщений

(позднее - ЛИИЖТ), где он осуществил свою систему вос-

питания инженеров-мостостроителей.

Но он не прекратил преподавание в Политехническом

институте.

Г.П. Передерий утверждал:

«Творческая способность есть самая дорогая способ-

ность человека Ей он обязан всей техникой, наукой, куль-

турой, современное состояние ко торых дает лишь сла-

бый намек на то, что будет в недалеком будущем. Этой

способностью природа наделяет людей в разной степе-

ни, но никого не лишает. Правильно поставленное пре-

подавание сильно развивает эту способ ность.

Неправильное преподавание может ее угасить, погу-

бить великие воз можности».

«Задачи правильного преподавания:

1) Дать студенту необходимый набор знаний и навы-

ков для дальнейшей ра боты.

2) Развить творческие способности студентов, поо-

щряя их попытки ори гинальных решений, помогая приво-

дить их замыслы к правильному оформлению.

3) Приучить студентов по всем крупным и мелким во-

просам становиться на путь научного исследования»

Все это я перечисляю потому, что эти установки проф.

Передерия ста ли позднее характерными для научной

школы ленинградских сварщиков, созданной Н.О., и для

всей его инженерной деятельности.

Передерий был инициатором внедрения железобето-

на и сварки в мос тостроение. В начале 1930 годов он был

руководителем всех проектных, сборочно-сварочных и

монтажных работ по сооружению первого сварного мос-

та СССР – моста Лейтенанта Шмидта через Неву в Ленин-

граде.

Заповеди Н. О.Ниже я попытаюсь перечислить некоторые мысли вы-

сказывания, которые я воспринял, как заповеди школы

Передери – Н.О. и которым стараюсь по мере сил следо-

вать в жизни.

Инженер«Не думайте, что инженер умнее техника или рабоче-

го. Не думайте, что инженер знает больше, чем знают они.

Эти квалификации отличаются только способом восприя-

тия окружающего. Рабочий воспринимает Мир на уровне

конкретных вещей, работ и операций. Техник – через при-

зму элементарной математики. Инженер должен воспри-

нимать Мир через призму высшей математики».

«Форма представления результатов инженерного тру-

да – это проект. Только дипломным проектом с обязатель-

ным экономическим обоснованием нужно завершать об-

учение инженера».

«Инженер обязан доводить свою мысль до числа. Про-

ект обязательно должен заканчиваться числами, которые

показывают насколько прочнее, долговечнее, экономиче-

ски эффективнее предлагаемое решение по сравнению со

всеми другими возможными решениями».

Продолжение в следующем номере

ИСТОРИЯ 63

ПОЖАР НА ПОДЛОДКЕ

В 1978 году в одном из отсеков подводной лодки, стоявшей у пир-

са завода «Звездочка» в Северодвинске, произошел пожар, причину

которого долго не удавалось установить.

В комиссию по расследованию причин пожара были привлечены

ведущие специалисты отраслевых институтов и, конечно, соответ-

ствующие органы.

Одним из членов комиссии, старшим научным сотрудником ФГУП-

ЦНИИ ТС (ныне ОАО «ЦТСС») Чубуковым А.С., была выдвинута гипо-

теза о «сварочной» причине возникновения пожара.

Обследование подволочной (потолочной) части отсека (пред-

ставляло собой полотно из углеродистой стали толщиной 4 мм, к

которому с верхней стороны угловым швом ручной дуговой свар-

кой приваривались ребра жесткости – угольники высотой 40-50

мм, предназначенные для крепления ящиков с инструментом и др.)

показало следующее.

Во-первых, при сварке была завышена величина катетов свар-

ных швов до 8 мм вместо предусмотренных чертежами 3-5 мм, что,

по-видимому, явилось следствием завышения режимов сварки.

Во-вторых, угловые швы были смещены на нижнюю поверхность

сварного соединения, что привело (вместе с завышенными режима-

ми) к сквозному проплавлению (не «прожогу»)полотна (рис.1,2,3)

и, соответственно, к падению капель расплавленного металла вниз

на промасленную поролоновую изоляцию. Это и стало причиной

возгорания всего, что в тот момент находилось в отсеке: бочки с

маслом, кислородные регенерационные плитки и проч. – со значи-

тельным повышением температуры, о чем свидетельствовал почти

полностью расплавившийся металлический трап. Подтверждение

гипотезы о возникновении возгорания по вине сварки затрудняло

то обстоятельство, что в местах проплавления отсутствовали явно

видимые прожоги. Проведенный следственный эксперимент под-

твердил достоверность выдвинутой гипотезы.

Следует также отметить, что сварка выполнялась рабочим, не

имеющим допуска к сварке, не прошедшим инструктаж на рабочем

месте и не обладающим достаточной квалификацией. Кроме того,

в нарушение правил пожарной безопасности при выполнении ра-

бот не был выставлен наблюдательный пост.

Данный случай еще раз подтвердил пожароопасность свароч-

ных работ и необходимость скрупулезного выполнения всех про-

тивопожарных мероприятий, таких как уборка горючих и взрывоо-

пасных материалов из района сварки и нижерасположенных поме-

щений (или их закрытие ширмами из негорючих материалов), про-

ведение с исполнителями инструкций по пожарной безопасности,

соблюдение технологических режимов сварки, соответствие ква-

лификации исполнителей требованиям и т.д.

2

64 ОХРАНА ТРУДА Мир сварки 2010 №10

Чубуков А.С.

ОХРАНА ТРУДА 65

Сварочный трансформатор от индийского производителя. Ручная сборка

66 ФОТО НОМЕРА Мир сварки 2010 №10

Documents

Mir svarki 2010_1