Первые специалисты Ракетно-космической корпорации «Энергия» прошли обучение в Томске по новой программе повышения квалификации, разработанной Томским политехническим университетом совместно с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН. В течение двух недель сотрудники РКК «Энергия» знакомились с передовым научным опытом разработки и применения оборудования для сварки трением с перемешиванием и контроля качества, чтобы внедрить эту технологию у себя на производстве.
По словам заместителя директора по развитию Инженерной школы новых производственных технологий Евгения Колубаева, программа повышения квалификации «Формирование неразъемных соединений методом сварки трением с перемешиванием» стала продолжением многолетнего сотрудничества между Томским политехом, РКК «Энерия» и ИФПМ СО РАН.
Это сотрудничество началось в 2013 году в ходе совместной работы, реализуемой в рамках 218-го постановления Правительства РФ по разработке технологии активно-пассивного контроля сварных соединений изделий, получаемых методом сварки трением с перемешиванием. В рамках проекта томские ученые разработали технологию контроля качества швов, получаемых сваркой трением с перемешиванием, комплекс оборудования для диагностики сварных соединений, а также стандарт предприятия для контроля таких сварных соединений.
«Сейчас РКК “Энергия” находится на стадии внедрения этой технологии.
Так, ракетно-космической корпорацией заказан станок по сварке трением с перемешиванием для изготовления перспективного космического корабля. Также на производстве ведется отработка технологии на опытных изделиях. Однако необходимо, чтобы у сотрудников РКК «Энергия» была базовая подготовка, глубокие знания по использованию современных технологий и оборудования. В связи с этим и возникла необходимость создания нашего нового курса повышения квалификации», — объясняет Евгений Колубаев.
Первыми слушателями курса стали восемь сотрудников РКК «Энергия» — это высококвалифицированные специалисты (технологи, инженеры, конструкторы), деятельность которых связана с разработкой новых технологий и современных конструкций на предприятии.
В течение двух недель на базе лаборатории динамического моделирования и контроля ответственных конструкций ТПУ и лаборатории контроля качества материалов и конструкций ИФПМ сотрудники РКК проходили обучение методике подбора режимов сварки, осваивали методы определения структуры и свойств СТП-соединений, проводили диагностику сварных соединений рентгеновским, ультразвуковым и вихретоковым методами при помощи уникального дефектоскопического оборудования.
Слушатели курса сами подбирали режимы сварки трением с перемешиванием и проводили собственные исследования.
Каждый из них выполнил выпускную квалификационную работу, в ходе которой должен был подобрать под определенный металл и инструмент режим сварки, сделать шов, а затем провести его диагностику методами неразрушающего и разрушающего контроля. Также сотрудники РКК «Энергия» получили опыт работы с нормативно-технической документацией и каталогами различных производителей оборудования, приобрели навыки анализа основных параметров технологических процессов, освоили методику проведения лабораторных испытаний.
Авторы курса отмечают, что все эти знания и навыки позволят специалистам работать на уникальном оборудовании для формирования неразъемных соединений методом сварки трением с перемешиванием, производить комплексную оценку качества СТП-соединений, выявлять дефекты, а также анализировать технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок в данной области.
«Предполагается, что в дальнейшем по этой программе будут проходить обучение и другие сотрудники РКК “Энергия”»,
— заключает Евгений Колубаев.
Добавим, сварка трением c перемешиванием (СТП) — относительно новый метод получения неразъемных соединений материалов. Это технология так называемой «холодной» сварки, которая отличается от стандартной сварки плавлением тем, что позволяет сваривать детали широкого спектра самых различных сплавов, зачастую не поддающихся температурной обработке. Происходит это за счет того, что между двумя свариваемыми деталями внедряется специальный инструмент, который вращается, создавая трение, за счет которого повышается температура металла, и он размягчается и перемешивается в соединении. В результате соединение деталей получается прочнее, чем при использовании обычного метода, ускоряется сам процесс сварки. Технология позволяет сваривать изделия толщиной до 130 мм за один проход.
Ученые ТПУ и ИФПМ СО РАН пошли еще дальше и разработали уникальный метод сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием.
Здесь используется уже не только сила трения, но и ультразвук. Ученые применяют вместе с рабочим инструментом ультразвуковой волновод, генерирующий ультразвуковые колебания, которые затем распространяются в свариваемое изделие. Большая мощность ультразвукового воздействия позволяет размягчить металл, но при этом он не нагревается до критичных температур. Это важно для алюминиевых и других сплавов, изменяющих свой структурно-фазовый состав при воздействии температур. Кроме этого, технология делает перемешиваемость свариваемых деталей еще лучше, повышает прочностные характеристики и структуру шва, снижает количество образуемых в процессе сварки трением с перемешиванием дефектов.