История создания лаборатории
Научно-исследовательская лаборатория «Материаловедение и сварка» (ЛМС) создана на базе хозрасчетной лаборатории многоэлектродной наплавки при научно-исследовательском секторе (НИС) Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта (ТашИИТ) Акционерного общества «Узбекистон темир йуллари» (АО «Узбекистон темир йуллари») приказом Председателя правления № 586-Н от 27 декабря 2012 г.
ЛМС является структурным подразделением ТашИИТа и входит в отдел научных исследований и подготовки научно-педагогических кадров. В своей деятельности ЛМС руководствуется законодательством и техническими нормативными правовыми актами Республики Узбекистан, приказами, распоряжениями руководства АО «Узбекистон темир йўллари», Уставом института.
Задачи и функции лаборатории
В условиях рыночной экономики проблема повышения долговечности машин и оборудования, является одной из актуальнейших народнохозяйственных задач. Статистика показывает, что 80-90% деталей машин и оборудования преждевременно выходят из строя вследствие износа рабочих поверхностей. Решение проблемы износа – главной причины ремонта – позволит не только повысить работоспособность машин, но и обеспечить экономию материальных и денежных ресурсов, связанных с восстановлением и дополнительным приобретением новых деталей.
В связи с эти основной задачей ЛМС является увеличение работоспособности деталей машин до срока службы, установленным заводом изготовителем при одновременном повышении качества и снижении затрат на их восстановление. Решение данной задачи в ЛМС осуществляется за счет разработки износостойких сплавов для наплавки, а также разработки технологии и оборудования позволяющие наносить эти сплавы на рабочие поверхности деталей. Наплавка является одним из перспективных способов ремонта и упрочнения деталей машин и оборудования за счет восстановления чертежных размеров и улучшения эксплуатационных свойств металла рабочей поверхности.
В своей деятельности лаборатория изучает, обобщает, анализирует мировые достижения и опыт по повышению износостойкости деталей и узлов подвижного состава и верхнего строения пути современными технологическими методами. Проводит собственные исследования по повышению технического уровня, производительности и качества сварочно — наплавочных работ с применением многоэлектродного способа. Многоэлектродный способ обеспечивает высокую производительность процесса и качество наплавленного металла, снижение удельного тепловложения и как следствие, уменьшение проплавления и коробления деталей.
Научные разработки лаборатории
С начала 60-х годов прошлого столетия выполнено ряд научных разработок, широко внедренных в производство: техноло¬гия автоматической многоэлектродной наплавки плавящимися элек¬тродами под флюсом и в среде углекислого газа, по слою легирующей шихты, порошковой проволокой. Впервые в мировой практике были продемонстрированы технология и оборудование автоматической многоэлектродной наплавки и сварки тонкостенных деталей десятью электродными проволоками диаметром 2 и 3 мм. Особое место среди разработок занимает конструкция надежного безотказного оборудования для многоэлектродной сварки и наплавки, позволяющая наплавлять практически любые детали — от валиков рессорного подвешивания локомотивов до прокатных валков, диаметром 900 мм, металлургических комбинатов. Результаты исследований дважды выставлялись на Выставке достижений народного хозяйства в Москве и были получены одна малая золотая и одна серебряная медали.
В настоящее время разработано и сдано производству 33 технологических решения связанных с восстановлением и продлением срока службы быстроизнашиваемых деталей железнодорожного транспорта, горно-металлургического оборудования, строительно-дорожных и сельскохозяйственных машин. К некоторым из них можно отнести:
1. Железнодорожный транспорт:
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки крестовин стрелочных переводов в стационарных условиях и в пути;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки поверхности катания и гребня колес грузовых вагонов;
— технология и оборудование для многоэлектродной ручной и автоматической наплавки корпуса и деталей автосцепки;
— технология и оборудование для автоматической электрошлаковой наплавки фрикционных стальных клиньев гасителей колебаний тележек грузовых вагонов.
2. Горно-металлургическое оборудование:
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки паллет агломерационных машин;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки линейных секций и рештаков транспортеров;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки пластин грохота.
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки зубьев ковшей экскаваторов.
3. Строительно-дорожные и сельскохозяйственные машины:
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки опорных катков тракторов и экскаваторов;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки броневых плит и бил щековых и роторных дробилок;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки бил углеразмольных мельниц;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки ножей бульдозеров, грейдеров и скреперов;
— технология и оборудование для автоматической многоэлектродной наплавки плужных лемехов.
Возможности разработанных технологий
Разработанные технологии позволяют увеличить срок службы деталей в 2 — 4 раза, при этом используется малоуглеродистая проволока, флюс марки АН60 или АН348А, а легирование ведется порошком ферросплавов, насыпаемым на поверхность деталей.
Применение автоматических многоэлектродных установок и износостойких сплавов в зависимости от задачи наплавки позволяют: увеличить производительность наплавки до 200 кг/ч; получить за один проход ширину наплавленного слоя более 100 мм при толщине до 12 мм; ограничить число технологических переходов, что повышает производительность процесса восстановления и уменьшает возможность появления сварочных дефектов; получить наплавленный металл твердостью до 65 НRС; сократить затраты на ремонт и время простоя оборудования.
Для повышения производительности труда ручной электродуговой сварки или наплавки за счет увеличения объема расплавляемого электродного металла ЛМС предлагает использовать кассетное устройство, работающее совместно со стандартным электродержателем для сварки. Кассетное устройство рассчитано на установку 4 электродов диаметром 3-4 мм. При этом появляется возможность установки электродов разных марок. Это позволит получить металл наплавки с разным комплексом свойств. Технология ручной многоэлектродной наплавки позволяет повысить производительность 4-5 раза по сравнению с одноэлектродной, уменьшить потери металла на разбрызгивание и угар, увеличить коэффициент использования сварочного поста и уменьшить удельный расход электроэнергии на 20—30%, улучшить качества наплавленного металла за счет уменьшения перерывов на смену электродов.
Деятельность лаборатории
При разработке научно-обоснованной технологии наплавки деталей, сотрудниками лаборатории проводятся исследования тепловых, металлургических, деформационных процессов наплавки, с последующим изучением их влияния на структуру и механические свойства материала восстанавливаемых деталей.
Сотрудники ЛМС принимают активное участие в международных и республиканских научно-технических конференциях, а также научно-практических семинарах по обмену опытом, информациями о достижениях в области металлургии, материаловедения, сварочном и литейном производствах и в Городских и Республиканских ярмарках инновационных идей, технологий и проектов.
Экспериментальные работы, связанные с разработкой, изготовлением сварочного и наплавочного оборудование ЛМС выполняется с использованием современного сварочного оборудования (стационарной сварочной установки с источником питания КИУ – 1201 (Украина); аппарата полуавтоматической воздушно – плазменной резки металлов ПУРМ-180М (Россия); электролизной газосварочной установки ЛИГА – 31 (Россия); полуавтомата с инверторным источником НОРМА – 200 (Россия)), а также Современного металлографического оборудования (абразивной резательной машины Brillant 250 Е (Германия); автоматической электролитической установки Kristall — 620 (Германия); металлографического микроскопа Nikon Eclipse LV 100D (Япония); прибора для определения твердости металла (Япония).
Имея современное оборудование, в ЛМС создана образовательная база для подготовки и защиты кандидатских и магистерских диссертаций. В лаборатории подготовлено 6 кандидатов наук и 25 магистров, выпущено 3 монографии и опубликовано более 200 работ. С 2016 года на базе имеющегося оборудования, сотрудники ЛМС ведут занятия в группах повышения квалификации сварщиков ремонтных предприятий АО «Узбекистон темир йуллари» по направлению «Оборудование и технология электрогазосварочных работ при ремонте и строительстве подвижного состава».
Сотрудники лаборатории систематически оказывают консультативную помощь предприятиям АО «Узбекистон темир йуллари» по технологиям сварки, наплавки и проведению работ по металлографическим исследованиям.
В ЛМС работают выпускники Московского института стали и сплавов, специализирующиеся в области черной металлургии. Направлением их работы является исследование влияния качества и количества шихтовых материалов при изготовлении литейных деталей из вторичных ресурсов и составление рекомендаций по их выбору для обеспечения наилучших комплексных свойств.
Направление возможного сотрудничества
Сотрудники лаборатории приглашают к сотрудничеству машиностроительные и горно-металлургические комбинаты Республики для создания участков по восстановлению и упрочнению многоэлектродной и электрошлаковой наплавкой быстроизнашиваемых деталей машин и оборудования. Обладая высокой производительностью, указанные способы наплавки позволяют реализовать на практике массовое получение биметаллических изделий, которые имеют мягкую, вязкую основу и твердую, износостойкую рабочую поверхность. Внедрения высокопроизводительных технологий наплавки износостойкими сплавами, позволят не только восстановить и упрочнить пригодные к ремонту детали, но и продлить срок службы деталей, отправленных в металлолом по предельному износу.
Другими вариантами сотрудничества могут быть:
— проведение исследовательско-экспертных работ в металлургии и металловедении;
— проведение металлографических и механических испытаний материалов;
— разработка научно-технической документации по металлургии и сварочному производству.