Электронно-лучевая сварка

12.07.2018
В конце 50-х гг. прошлого столетия в Институте электросварки им. Е.О. Патона приступили к сварке металлических материалов концентрированным потоком электронов в вакууме.

Вопрос промышленного применения электронно-лучевой сварки тогда еще был достаточно дискуссионным, далеко не все сварщики поддерживали идею применения и развития этого процесса. Так, многие английские и американские специалисты задавались вопросом: зачем необходима вакуумная защита, если стоимость аргона достаточно низка, а стоимость традиционной сварочной аппаратуры по сравнению с электронно-лучевой в среднем в 100 раз ниже и при этом не предъявляются столь жесткие требования к квалификации персонала?

В 1957 г. Б.Е. Патон принял решение о необходимости скорейшего развития электронно-лучевой сварки. Под его непосредственным руководством в Институте электросварки началось изучение технологических возможностей электронно-лучевой сварки и принципов построения оборудования. Тогда же в ИЭС была создана первая лабораторная установка и продемонстрирована сварка различных небольших изделий. Параллельно такие работы велись в Московском энергетическом институте под руководством Н.А. Ольшанского.

Очень скоро положительные результаты позволили институту предложить предприятиям атомного машиностроения новые технологии и оборудование ЭЛС для изготовления тепловыделяющих элементов из химически активных металлов.

В последующие годы применение электронно-лучевой сварки расширялось, в первую очередь в атомной технике и в производстве жидкостных реактивных двигателей.

Для специализированных участков ЭЛС требовалось создание вакуумных камер, транспортирование которых к месту эксплуатации было затруднено, а иногда и невозможно из-за больших габаритов. Отдельные потребители имели возможность изготовить вакуумную камеру собственными силами. Требовалось лишь оснастить изготовленную камеру энергетическим блоком: сварочной пушкой, высоковольтным источником питания и системой управления. По инициативе ИЭС в Украине на базе специализированного предприятия — Сумского завода электронных микроскопов и электроавтоматики (СЭЛМИ) было организовано серийное производство энергетических блоков для сварки металлов, преимущественно средних и больших толщин. По исходной технической документации Института объединение СЭЛМИ обеспечило производство и поставку более 1000 комплектов таких блоков — СП-30, У-250А, ЭЛА-60 и ЭЛА-120.

Подтверждением успешного применения ЭЛС в производстве изделий космической техники служат факты расширения номенклатуры изготавливаемых изделий на специализированных установках, а также реализация идеи Б.Е. Патона об организации специальных цехов электронно-лучевой сварки. Освоение ЭЛС в производстве космической техники осуществлялось при тесном взаимодействии коллективов ИЭС, отраслевого научно-производственного объединения «Техномаш» и самих заводов.

Во время посещения Борисом Евгеньевичем производственного объединения «Северное машиностроительное предприятие» в г. Северодвинск Архангельской области возникла идея промышленного освоения электроннолучевой сварки при создании новых поколений атомных подводных лодок. И уже по истечении двух лет объединенными усилиями ИЭС, ПО «Северное машиностроительное предприятие» и отраслевого ЦНИИ «Прометей» были созданы и введены в эксплуатацию уникальные установки ЭЛС. Установка УЛ-189 была создана для ЭЛС продольных швов — так называемых пазов — на обечайках из толстостенных высокопрочных сталей. Установка УЛ-214 предназначалась для сварки кольцевых швов на конструкциях из титановых сплавов диаметром до 8 м с толщиной стенок 100...200 мм. Введенная в эксплуатацию в 1980-х гг., эта установка успешно эксплуатируется и в настоящее время. Внутренние размеры вакуумной камеры: диаметр 10,4 м, высота 9,6 м; объем составляет 860 м3. Это оборудование и технология не имели аналогов в мире.

В октябре 1969 г. сварочный электронный луч был опробован в открытом космосе на космическом корабле «Союз-6» (бывш. СССР): впервые в мире на околоземной орбите выполнены технологические работы по электронно-лучевой сварке и резке металлов.

В последние годы Борис Евгеньевич уделяет большое внимание компьютерному управлению ЭЛС с многокоординатной системой перемещений, реализующему визуальный способ программирования вместо традиционно используемой в мировой практике системы записи программ в виде G-кодов.

Сохраняя ориентацию на использование высокоточных CNC-систем, в конце 1990-х гг. Институт электросварки совместно с Институтом проблем математических машин и систем НАНУ разработали встраиваемые в CNC-системы инструментальные программные средства, которые позволяют оператору пользоваться так называемым визуальным методом проектирования программ электронно-лучевой сварки сложных конструкций.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: