Научная проблематика БФУ им. И. Канта представлена на конференциях в Санкт-Петербурге и Севастополе
Физики Калининграда, Санкт-Петербурга и Севастополя разрабатывают способы применения лазерной сварки для производства труб специального назначения из нержавеющей стали и жаропрочных сплавов.
В сентябре исполнители проекта ФЦП по теме «Организация в Калининградской области нового экологически сбалансированного наукоемкого инновационного промышленного производства сварных труб специального назначения из нержавеющих марок сталей, титановых и жаропрочных сплавов с применением высокоскоростной лазерной сварки и последующей высокопроизводительной термической и химико-термической обработки» (уникальный идентификатор: RFMEFI57817X0252; руководитель проф. Валерий Савин) презентовали свои достижения на профильных международных конференциях. Валерий Савин, д. физ.-мат. н., проф., представил доклад на конференции «Лучевые технологии и применение лазеров 2018» (BTLA2018, Санкт-Петербург, 17-19 сентября 2018 г.). Людмила Савина, к.т.н., доц., с.н.с., представила доклад н конференции «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении» (CMTMTE2018, Россия, Севастополь, 10-14 сентября 2018 г.).
Доклады презентуют результаты разработки программного комплекса по расчету формообразования (энергетических параметров и калибровки) трубных заготовок для лазерной сварки на самых современных автоматизированных сварочных станах. Проект осуществлен совместно с НИТУ «МИСиС». Как отмечают разработчики БФУ им. И. Канта, программа не имеет отечественных аналогов и конкурентоспособна с зарубежным аналогом - комплексом программ немецкой компании Data M Software GmbH «COPRA RF».
Валерий Савин, доктор физ-мат. наук., профессор БФУ им. И. Канта, руководитель проекта ФЦП №14.578.21.0252:
«В отчетном году программный комплекс был апробирован для оборудования индустриального партнера ООО «Техно Тюб» (Калининградская обл., пос. Озерки, сварочный стан Olimpia 80) и показал очень хорошие результаты. Данный факт был признан научным сообществом на обеих конференциях».
Тематика IX Международной конференции «Лучевые технологии и применение лазеров 2018» (ЛТиПЛ2018) была сфокусирована на современных разработках в таких областях, как физические основы и математическое моделирование лучевых технологий. На конференции Валерий Савин представил доклад «Математическое моделирование непрерывной лазерной сварки и локальной термообработки сварочного шва труб из нержавеющих и жаропрочных хромоникелевых сталей».
Валерий Савин: «Мною сформулирован ряд принципиально важных и практически значимых выводов для производства отечественных лазеросварных прямошовных труб из нержавеющей стали и жаропрочных сплавов. Они разрабатываются для применения в атомной энергетике и химической промышленности».
Речь идет о математическом моделировании и теоретических расчетах теплового поля и гидродинамического состояния среды сварочной ванны. Было доказано, что для реализации непрерывной прямошовной лазерной сварки со скоростью до 3 м/мин трубных заготовок с толщиной стенки до 10 мм достаточно применять твердотельные оптоволоконные лазеры с мощностью до 6 кВт. Полученные методом математического моделирования расчетные технологические параметры лазерной термической обработки позволяют утверждать, что достигаемое температурное поле в зоне воздействия лазерного излучения полностью укладывается в диапазон, рекомендуемой ГОСТом термической обработки для нержавеющей стали. Показана принципиальная возможность реализации в производственном цикле условий для проведения непрерывной локально-объемной лазерной термической обработки со скоростью до 3 м/мин прямого стыкового сварочного шва на трубах из нержавеющих сталей аустенитного класса с диаметром до 320 мм и толщиной до 3 мм. Для достижения требуемого уровня свойств, повышения качества и надежности лазеросварных труб, работающих под давлением, допустимо применять поверхностную лазерную термическую обработку. Применение разработанного физиками БФУ им.И.Канта программного комплекса позволяет управлять величиной остаточных напряжений в трубной заготовке и целенаправленно формировать в сварной трубе неоднородное по толщине остаточное суммарное напряжение, что обеспечивает повышенное качество и надежность лазеросварной трубы.
Валерий Савин: «Наше участие в столь представительном научном Форуме открывает серьезные перспективы взаимовыгодного сотрудничества с Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом, АО «Объединенная судостроительная корпорация», АО «Центр судостроения и судоремонта», Баварским лазерным центром, Международной Лазерной Ассоциацией и Национальной технологической платформой «Фатоника». Партнеры ждут от университета реальных предложений о сотрудничестве. И как минимум, готовы поддержать инициативу создания на базе БФУ им. И. Канта Калининградского отделения Международной лазерной ассоциации. В этой инициативе университет готов поддержать наш Индустриальный партнер и его головная организация ГК «Специальные стали и сплавы». Доказательством тому является решение Ученого Совета БФУ им. И. Канта о создании на базе Индустриального партнера ООО «ТЕХНО ТЮБ» (Калининградская обл., пос. Озерки) Ресурсного Центра».
Людмила Савина - исполнитель проекта ФЦП, к. т. н., доц., с.н.с. лаб. физического материаловедения МНИЦ ИФМНиИТ:
«Нами был представлен доклад по теме «Разработка и подготовка чертежей калибровок валков с помощью компьютерной программы при производстве гнутых профилей и формовке прямошовных труб для лазерной сварки». Он касался прикладных научных исследований по теме ФЦП. В рамках выполнения проекта совместно с НИТУ «МИСиС» (проф. Осадчий В.А.) создана компьютерная программа для выбора маршрута профилирования, расчёта калибровки валков при производстве гнутых симметричных и несимметричных профилей практически любых реальных конфигураций с выдачей полного комплекта чертежей».
Алгоритм программы базируется на математической модели процесса профилирования полосы, позволяющей рассчитывать геометрические и энергосиловые параметры. Для создания алгоритма проектирования калибровок валков при производстве гнутых профилей предложено унифицированное описание формы профиля. Это позволяет составить общий алгоритм для расчёта калибровок валков практически любых профилей, и не разрабатывать алгоритм для каждого профиля или группы профилей. Программы зарегистрированы Федеральной службой по интеллектуальной собственности № 2018614644 и 2018614645. Созданный компьютерный программный комплекс в виде Web-приложения в среде Visual Studio на языке C# с современным интерфейсом, реализующий разработанные расчётные методики, размещён в образовательной среде “Dist” на портале econom.misis.ru.
Разработанная методика и программы были опробованы при расчёте процесса производства сварных прямошовных труб на технологической линии фирмы Olimpia 80 по заказу Индустриального партнера ООО «ТЕХНО ТЮБ» (Калининградская обл., пос. Озерки). Расчеты легли в основу разработки экспериментального образца многофункциональной универсальной лазерной системы сварки, термообработки и полировки сварного шва.
Сегодня по полученным результатам исследователи БФУ им.И.Канта готовят материалы для оформления РИД на полезную модель предложенного метода обработки. Материалы доклада будут опубликованы в рейтинговом научном издание базы данных Scopus.
Партнёр:
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта