Разработка технологии и оборудования гибридной сварки металлов больших толщин с использованием мощных лазеров
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.527.11.9001
Организация
ООО "ЦЛТ"
Руководитель работ
Туричин Глеб Андреевич
Продолжительность работ
2007 - 2009, 25 мес.
Бюджетные средства
105 млн
Внебюджетные средства
105 млн
Разработка опытного образца лазерно-дугового технологического комплекса и технологии сварки больших толщин, обеспечивающей получение прочностных характеристик зоны сварного соединения на уровне основного металла.
Этапы проекта
1
24.09.2007 - 31.10.2007
Проведено моделирование процесса формирования стыковых и проплавных швов при лазерно-дуговой сварке металлов больших толщин.
Разработаны технические требования к оборудованию.
Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
Подготовлено соглашение с зарубежными партнерами.
Разработаны технические требования к оборудованию.
Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
Подготовлено соглашение с зарубежными партнерами.
2
01.11.2007 - 31.12.2007
Разработано Техническое предложение на ЛДТК.
Разработана модульная структура ЛДТК.
Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследования». Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
Заключено соглашение с зарубежными партнерами.
Разработаны принципы мониторинга процесса лазерно-дуговой сварки (Исполнитель зарубежный партнер)
Разработана модульная структура ЛДТК.
Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследования». Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
Заключено соглашение с зарубежными партнерами.
Разработаны принципы мониторинга процесса лазерно-дуговой сварки (Исполнитель зарубежный партнер)
3
01.01.2008 - 31.03.2008
В соответствии с календарным планом на третьем этапе были получены следующие результаты:
• Разработан эскизный проект.
В ходе работы над эскизным проектом были рассмотрены варианты компоновки сварочной головки для лазерно-дуговой сварки и было принято принципиальное решение о ее модульном построении.
В ходе работы над эскизным проектом было принято решение об объединении подсистем мониторинга, геометрической адаптации и системы автоматического управления в программно-аппаратный комплекс управления ЛДТК, который представляет собой распределенную вычислительную управляющую систему, выполняющую функции управления всеми компонентами сварочного комплекса.
Подтверждены предъявляемые к изделию требования (технические характеристики, показатели качества и др.), установленные техническим заданием.
• Изготовлен макет ЛДТК для сварки металлов больших толщин с учетом технических требований, сформулированных ранее.
• Закуплены материалы, комплектующие и оборудование
• Разработан эскизный проект.
В ходе работы над эскизным проектом были рассмотрены варианты компоновки сварочной головки для лазерно-дуговой сварки и было принято принципиальное решение о ее модульном построении.
В ходе работы над эскизным проектом было принято решение об объединении подсистем мониторинга, геометрической адаптации и системы автоматического управления в программно-аппаратный комплекс управления ЛДТК, который представляет собой распределенную вычислительную управляющую систему, выполняющую функции управления всеми компонентами сварочного комплекса.
Подтверждены предъявляемые к изделию требования (технические характеристики, показатели качества и др.), установленные техническим заданием.
• Изготовлен макет ЛДТК для сварки металлов больших толщин с учетом технических требований, сформулированных ранее.
• Закуплены материалы, комплектующие и оборудование
4
01.04.2008 - 31.07.2008
• проведены исследования технологических процессов лазерно-дуговой сварки металлов больших толщин
• разработаны рекомендации по ведению технологических процессов лазерно-дуговой сварки
• разработана базовая технологии лазерно-дуговой сварки металлов больших толщин
• изучено влияния системы мониторинга и управления на параметры проплавления при лазерно-дуговой сварке металлов больших толщин
• закуплены материалы, комплектующие и оборудование
• разработаны рекомендации по ведению технологических процессов лазерно-дуговой сварки
• разработана базовая технологии лазерно-дуговой сварки металлов больших толщин
• изучено влияния системы мониторинга и управления на параметры проплавления при лазерно-дуговой сварке металлов больших толщин
• закуплены материалы, комплектующие и оборудование
5
01.08.2008 - 31.12.2008
2.1. В соответствии с календарным планом на пятом этапе были получены следующие результаты:
• Разработан технический проект.
• Проведены патентные исследования.
• Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
• Разработана система сканирования лазерного излучения.
В ходе работы над техническим проектом были учтены результаты, полученные в ходе выполнения четвертого этапа по разработке технологии лазерно-дуговой сварки металлов больших толщин и внесены соответствующие изменения по сравнению с эскизным проектом, а именно:
• Особенности протекания процесса формирования сварного соединения по разработанной на четвертом этапе технологии лазерно-дуговой сварки позволили отказаться в базовой комплектации от привода, корректирующего угловое положение лазерной сварочной головки лазерно-дугового модуля.
• Определенные на четвертом этапе параметры газовой защитной среды и способы подачи защитного газа в зону сварки позволили откорректировать конструкцию блока подготовки и распределения газов. В ходе работы над техническим проектом разработан блок подготовки и распределения газов на основе электронных датчиков.
• В ходе работ по макетированию и испытанию системы наведения рабочего инструмента на свариваемый стык был сделан выбор в пользу триангуляционных лазерных датчиков белорусского производства фирмы «Рифтек», не уступающих по своим техническим характеристикам немецким аналогам, но более дешевых.
• На основании результатов по макетированию манипулятора на основе направляющих и драйверов фирмы «Isel» и испытаний в условиях сварочного процесса были уточнены требования к динамическим характеристикам приводов и были выбраны драйверы шаговых двигателей компании Geckodrive (США) серии G (G203V).
• В ходе работ по отладке работы (математическое описание подготовки свариваемых кромок и программирование) и испытанию системы наведения, системы автоматического управления и всего программно-аппаратного комплекса ЛДТК в целом были откорректированы требования к параметрам модуля центрального процессора в сторону увеличения его мощности. Модуль центрального контроллера и управляющий компьютер объединены. Выбран промышленный компьютер на основе двухядерного процессора.
Подтверждены предъявляемые к изделию требования (технические характеристики, показатели качества и др.), установленные техническим заданием.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Новизна и особенность разработки заключается в применении мощного волоконного лазера в технологии гибридной лазерно-дуговой сварки.
2.3. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На отчетном этапе создание объектов интеллектуальной собственности не планировалось.
• Разработан технический проект.
• Проведены патентные исследования.
• Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
• Разработана система сканирования лазерного излучения.
В ходе работы над техническим проектом были учтены результаты, полученные в ходе выполнения четвертого этапа по разработке технологии лазерно-дуговой сварки металлов больших толщин и внесены соответствующие изменения по сравнению с эскизным проектом, а именно:
• Особенности протекания процесса формирования сварного соединения по разработанной на четвертом этапе технологии лазерно-дуговой сварки позволили отказаться в базовой комплектации от привода, корректирующего угловое положение лазерной сварочной головки лазерно-дугового модуля.
• Определенные на четвертом этапе параметры газовой защитной среды и способы подачи защитного газа в зону сварки позволили откорректировать конструкцию блока подготовки и распределения газов. В ходе работы над техническим проектом разработан блок подготовки и распределения газов на основе электронных датчиков.
• В ходе работ по макетированию и испытанию системы наведения рабочего инструмента на свариваемый стык был сделан выбор в пользу триангуляционных лазерных датчиков белорусского производства фирмы «Рифтек», не уступающих по своим техническим характеристикам немецким аналогам, но более дешевых.
• На основании результатов по макетированию манипулятора на основе направляющих и драйверов фирмы «Isel» и испытаний в условиях сварочного процесса были уточнены требования к динамическим характеристикам приводов и были выбраны драйверы шаговых двигателей компании Geckodrive (США) серии G (G203V).
• В ходе работ по отладке работы (математическое описание подготовки свариваемых кромок и программирование) и испытанию системы наведения, системы автоматического управления и всего программно-аппаратного комплекса ЛДТК в целом были откорректированы требования к параметрам модуля центрального процессора в сторону увеличения его мощности. Модуль центрального контроллера и управляющий компьютер объединены. Выбран промышленный компьютер на основе двухядерного процессора.
Подтверждены предъявляемые к изделию требования (технические характеристики, показатели качества и др.), установленные техническим заданием.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Новизна и особенность разработки заключается в применении мощного волоконного лазера в технологии гибридной лазерно-дуговой сварки.
2.3. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе.
На отчетном этапе создание объектов интеллектуальной собственности не планировалось.
6
01.01.2009 - 30.04.2009
Определены диапазоны параметров сканирования, целесообразные для применения. Выяснено, что эти диапазоны зависят от толщины свариваемого материала и уровня мощности теплового источника.
7
01.05.2009 - 31.07.2009
Изготовлен опытный образец ЛДТК для предварительных испытаний.Разработана программа -методика (ПМ) предварительных испытаний ЛДТК.Проведены предварительные испытания ЛДТК.Проведена корректировка КД по результатам предварительных испытаний опытного образца ЛДТК.Доработан и подготовлен опытный образец ЛДТК для приемочных испытаний.Проведены работы по контролю качества сварных швов в соответствии с предъявляемыми требованиями. Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
8
01.08.2009 - 31.10.2009
1. Разработана программа -методика (ПМ) приемочных испытаний.2. Проведены приемочные испытания опытного образца ЛДТК.3. Проведена корректировка конструкторской документации по результатам приемочных испытаний опытного образца.4. Проведены патентные исследования и оформлен патентный формуляр.5. Закуплены материалы, комплектующие и оборудование.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
2.7 Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ по тематике, предлагаемой бизнес-сообществом
Продолжительность работ
2010 - 2011, 10 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2011, 15 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
13,5 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
200 млн
Организация
ЗАО "Псковэлектросвар"
профинансировано