Инновационные методы сварки алюминия на Weldex 2022
Компания: Алюминиевая Ассоциация
VI Научно-практическая конференция по сварке алюминия состоялась в Москве в ходе работы международной выставки Weldex 2022.
Конференция с аншлагом
В Москве с 11 по 14 октября состоялась ежегодная конференция по сварке, наплавке при производстве изделий из алюминия и алюминиевых сплавов. Мероприятие, организованное Алюминиевой Ассоциацией при поддержке ОК РУСАЛ, ИЛМиТ и ITE Group, посетило более 170 человек. Инновационные технологии и креативные решения в области сварки алюминия представили эксперты ведущих российских компаний и отраслевых научных учреждений.
Одной из главных тем дискуссии стала возможность применения современных способов сварки для производства продукции из алюминия в машиностроении, транспортной, авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности. Своими наработками поделились представители РМ Рейл, Сеспель, S7 Space, Опытного завода "Авиаль" и Технологического центра "ТЕНА". Об инновационных способах сварки и особенностях новейших алюминиевых сплавов участникам конференции рассказали делегаты ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей", Московского политехнического университета, Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ), Владимирского государственного университета (ВлГУ), Института теоретической и прикладной механики (ИТПМ СО РАН), Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ).
Сделано в России
Сразу несколько участников Алюминиевой Ассоциации представили уникальные проекты в области сварки алюминия. Так, компания РМ Рейл разрабатывает образец контейнеров для перевозки СПГ и вагонов-цистерн для перевозки концентрированной азотной кислоты.
"Аналогичных проектов с алюминиевым сосудом в России нет. Алюминиевый сплав позволяет значительно увеличить срок службы, а также внутренний объем сосуда. На предприятии выделена отдельная площадка с производственной мощностью в 180-200 единиц в год", - рассказал Виктор Шмаков, руководитель департамента управления проектами РМ Рейл. Он отметил, что компания обладает самым современным сварочным оборудованием: комплексом СТП с максимальной длиной свариваемого листа в 12 000 мм при максимальной толщине 25 мм и установкой плазменной сварки для работы со сплавами 1407 и 1581 толщиной до 16 мм без разделки кромок шва.
Главный инженер Чебоксарского предприятия "Сеспель" Андрей Николаев Главный инженер Чебоксарского предприятия "Сеспель" Андрей Николаев отметил, что компания первой в России разработала установки сварки трением с перемешиванием СТП-14 и СТП-4ПЛ. Данный тип сварки применяется в целом ряде проектов "Сеспель" - при производстве полуприцепов-цистерн, ресиверов для сжатого воздуха, а также в вагоностроении и мостостроении. Благодаря инженерам компании в России произведены: установка СТП с ультразвуковым воздействием (Томский политехнический университет), комплекс СТП для изготовления вагонов (АО "РУЗХИММАШ"), установка СТП для кольцевых и продольных швов обечаек (РКЦ "Прогресс"), Мобильный комплекс "ГАБАРИТ- А" в габарите 40-футового контейнера (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей").
Сплав 1565ч и его характеристики при аргоновой сварке и СТП стали основной темой доклада директора по развитию бизнеса и новых технологий Арконик СМЗ Александра Дрица. Он отметил, что 1565ч относится к высокопрочным, термически неупрочняемым, свариваемым сплавам и обеспечивает оптимальное сочетание прочности, пластичности и специальных характеристик - в зависимости от области его применения. Данный сплав используется в судостроении, мостостроении, а также для производства элементов кузовов грузового подвижного состава ж/д транспорта. Полуфабрикаты из сплава 1565ч (листы, прутки, профили, плиты и др.) свариваются всеми способами сварки: MIG, TIG, СТП. При сварке плавлением прочность сварного соединения составляет более 0,95 от прочности основного металла.
О развитии новой линии волочения для мягких сплавов рассказал Андрей Жигунов, директор по развитию ООО "Опытный завод "Авиаль". В своем выступлении он отметил, что в России локализовано производство проволоки и прутков для разных видов сварки, включая уникальные сплавы для аддитивных технологий - 1587 и 1575.
Еще один участник Алюминиевой Ассоциации, технологический центр ТЕНА, представил оборудование для плазменно-дуговой сварки на токе переменной полярности (VPPAW) и сварки на постоянном токе обратной полярности (DC+). Инженер отдела автоматизированного оборудования "ТЦ ТЕНА" Николай Кудряшов сообщил, что на производственной площадке центра внедрены технологические процессы сварки листовых деталей из алюминиевых сплавов АМг-6, АМг-5, АМg4,5Mn толщиной до 10 мм. Отдельное внимание эксперт уделил процессу Acerios, направленному для подготовки, очистки и активации поверхности деталей перед сваркой. Технология Acerios применяется для очистки от органических загрязнений и пленочных примесей и активации поверхности.
А судна - кто?
Уже к 2025 году потребление алюминия в судостроении может увеличиться до 6550 тонн. Об этом в ходе конференции рассказал руководитель направления "Судостроение" Алюминиевой Ассоциации Виктор Иваненко. Он отметил, что уже сегодня металл является ключевым при создании судов на подводных крыльях "Метеор-120Р" и "Комета 120Р", электросудах "Синичка" и "Экокрузер", а также в малогабаритном судостроении и надстройках пассажирских теплоходов "Петр Великий" и "Мустай Карим".
Увеличение потребления алюминия напрямую связано с развитием производства скоростных, пассажирских, маломерных судов, а также надстроек для пассажирских, промысловых и транспортных судов. Кроме того, к уже применяемым сплавам АД35Ч, 1561, 1581, АмГ5 и 5083 добавляются новые, например, 1581.
Разработанный в ИЛМиТ, сплав 1581 обладает улучшенными механическими свойствами и при сохранении пластичности и коррозионной стойкости заметно прочнее аналогов. При этом конструкции из этого сплава соединяются всеми видами сварки. Производство полуфабрикатов на основе сплава 1581 освоено в Белой Калитве (Алюминий Металлург Рус) и Каменск-Уральском металлургическом заводе (КУМЗ). Совместно с участником Алюминиевой Ассоциации - Заводом водного транспорта BRO на основе данного сплава отработана технология производства лодки с длиной корпуса 4,7 м, проводятся испытания с целью уточнения конкурентных преимуществ.
Навстречу звездам
Алюминий используется в строительстве космических кораблей и спутников с самого зарождения космической отрасли и продолжает оставаться для нее ключевым материалом. Начальник отдела технологий сварки S7 Space Антон Линник поделился с аудиторией информацией о разработках российской частной космической компании. На базе промышленного робота KUKA был создан комплекс сварки трением с перемешиванием. Для слежения за сварным швом и корректировки траектории в реальном времени используется искусственный интеллект, распознающий изображения. В систему управления роботом также установлен позиционер и гидравлическая оснастка для сварки кольцевых швов.
В S7 Space спроектировали и изготовили промышленные установки для СТП, включая комплекс для продольных швов тонкостенных обечаек (толщина листа до 8 мм), а также двусторонней сварки, что позволяет проводить сварку полых прессованных профилей по двум замкам с синхронным перемещением двух шпинделей.
Технология метаL’ла
Руководитель проектов департамента деформируемых сплавов и композиционных материалов ИЛМиТ Анна Иванова К теме перспектив развития алюминиевых сплавов и технологий сварки металла обратились представители научного сообщества. Руководители проектов департамента деформируемых сплавов и композиционных материалов ИЛМиТ Руслан Алиев и Анна Иванова рассказали о свариваемости сплавов 1581 и 1407, продемонстрировав их поведение при разных видах сварки - TIG, MIG, аргонно-дуговой и СТП.
Теме влияния режима лазерной сварки на структуру и механические свойства листового проката алюминиевого-кальциевых сплавов посвятил свое выступление инженер-исследователь Владимирского государственного университета Павел Палкин. Он отметил, что среди задач проведенного университетом исследования было определение влияния режимов сварки на сварные швы и оценка их качества в соответствии со стандартами ISO. Докладчик также представил лазерный роботизированный комплекс сварки, наплавки и термоупрочнения (ЛРК).
Результаты исследования показали высокий потенциал внедрения подобных технологий в России. Трехкоординатный роботизированный модульный комплекс позволяет заметно повысить производительность процесса формирования сварных соединений, в том числе по сравнению с автоматизированными видами сварки. При этом получаемые формы сварного шва недостижимы конвенциональными методами. Внедрение технологий позволит осуществлять лазерную сварку без использования присадочной проволоки и разделки кромок, сохраняя структуру и механические свойства листового проката алюминиево-кальциевых сплавов.
Гибридное аддитивное производство изделий из алюминиевых сплавов позволяет снизить стоимость их производства до 50%. При этом коэффициент использования материала повышается в три и более раз, а срок изготовления снижается более чем на треть. Об этом сообщил научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем "материал-технология-конструкция" ПНИПУ Глеб Пермяков. Он представил установку гибридного производства, а также методики исследования и механические характеристики синтезированного материала.
О работе лаборатории легких материалов и конструкций (ЛЛМК) на базе СПбПУ рассказал Олег Панченко. Он отметил, что лаборатория участвует в разработке ГОСТ, стандартов ISO и TC44. Материалы о деятельности лаборатории публиковались в престижных зарубежных журналах, например, Material&Design. Также эксперт представил первый отечественный 3D-принтер по технологии WAAM "ПРИЗМА" + СТП на промышленном роботе.
"С учетом сложившейся сейчас ситуации на рынке, растет интерес специалистов - и со стороны производителей полуфабрикатов, и со стороны алюмопотребляющих компаний - к процессам в области сварки, материалам и оборудованию, которые предлагают локальные игроки. Важно, что в конференции приняли участие и многие научные заведения, которые представили перспективное видение применения алюминиевых сплавов и новых технологий сварки. Интерес к подобным мероприятиям, где ведется такое специализированное погружение в техническую и технологическую экспертизу, будет только увеличиваться", - подчеркнул директор по развитию бизнеса и новых технологий Арконик Россия, руководитель сектора "Машиностроение" Алюминиевой Ассоциации Александр Дриц.
"Конференция по сварке алюминия позволила собрать на одной площадке ведущих специалистов в развитии технологий, алюминиевых сплавов и оборудования. Растущий интерес со стороны участников показывает, что данная конференция является уникальным местом встречи для обмена мнениями и установления прямых контактов. Ассоциация, как центр компетенций по сварке алюминия, продолжит стимулировать развитие методов сварки и импортозамещения оборудования", - отметила директор по координации и обеспечению взаимодействия с рынком Алюминиевой Ассоциации Елена Асанова.
Ассоциация "Объединение производителей, поставщиков и потребителей алюминия" (Алюминиевая Ассоциация) создана при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ в декабре 2015 года. Деятельность Ассоциации направлена на создание оптимальных условий для развития алюминиевой промышленности и смежных с ней отраслей. В Ассоциацию входят 128 компаний, в том числе крупнейшие предприятия алюминиевой отрасли России. На долю этих компаний приходится более 67% всего объема производства алюминиевой продукции высоких переделов.