ЛАЗЕР В ДЕЛЕ

ЦКБМ стало одним из первых предприятий Госкорпорации «Росатом», которое активно осваивает лазерные технологии. В статье расскажем, как лазер используют на производстве, и в чем его преимущества.

Еще прочнее

Впервые о лазерном термоупрочении сталей в ЦКБМ задумались в 2021 году. «Мы столкнулись с появлением брака — при сборке роторов насосов оставались задиры на поверхности валов и рабочих колес. Вместе с конструкторами искали пути решения проблемы и остановились на лазерном термоупрочнении, позволяющем увеличить поверхностную твердость сталей в 1,5-2 раза», — рассказывает первый заместитель генерального директора – директор по производству Алексей Кузьмин. Из-за задиров на валах и рабочих колёсах ЦКБМ несло потери финансовых средств, потраченных на повторное изготовление изделий. Технология лазерного термоупрочнения позволит полностью уйти от этих потерь, а также от потерь, связанных с рисками срыва заказов. В атомной промышленности технология лазерного термоупрочнения ранее не использовалась. ЦКБМ отработало ее в кооперации с новым партнером — Инжиниринговым центром использования лазерных технологий в машиностроении, созданным при Владимирском государственном университете. В 2023 году новую технологию успешно апробировали при термоупрочнении роторных частей насосов КЭН 1 и КЭН 2. Упрочненные детали собирались в изделие без задиров, царапин и заклиниваний. «На сегодняшний день отработаны технологии упрочнения сталей 40Х, 14Х17Н2, 20Х13, при этом технология позволяет регулировать как твёрдость, так и глубину упрочнённого слоя — в зависимости от требований к конструкции», — говорит начальник отдела кооперации Николай Воронцов.

К лазерной сварке

Еще одно перспективное направление — лазерная сварка. ЦКБМ уже начало опытные работы в этом направлении на установке лазерной сварки в лаборатории мехатроники и робототехники. Параллельно проведена научная работа — на установке Инжинирингового центра апробирована технология лазерной сварки труб теплообменников, изготовленных в ЦКБМ. «При проведении лазерной сварки швы получаются тоньше и прочнее, сокращается количество брака, упрощается технологический процесс. Сравнение технологий традиционной ручной аргонодуговой сварки и лазерной сварки показало снижение трудоёмкости работ минимум на 30%. При отработке технологии на серийных изделиях предполагается дальнейшее

снижение трудоёмкости», — говорит Алексей Кузьмин. Сейчас трубы теплообменников переданы в ЦНИИТМАШ. После изучения качества сварных швов будут разработаны отраслевые нормы и правила для проведения лазерной сварки. Затем новая технология может быть использована на всех производственных предприятиях «Росатома». В ЦКБМ уже обсуждают возможность использования лазера при сварке рабочих колес питательных насосов. Пока это трудоемкий процесс, занимающий более трех недель, но лазер позволит его сократить. В следующем году на кировской площадке ЦКБМ появится участок лазерной сварки и термоупрочнения. Планируется, что там установят уникальный и первый в России роботизированный лазерный станок с ЧПУ, который будет проводить термоупрочнение, лазерную наплавку и сварку. «Выбираем поставщика, способного создать такой станок. Уже сформировали большой пул работ, которые мы могли бы перевести на роботизированную лазерную сварку, разрабатывается совместно с Инжиниринговым центром техническое задание на установку — рассказывает Алексей Кузьмин. — Кроме того, на базе Владимирского государственного университета планируется обучить технологиям термоупрочнения, лазерной наплавки и сварки 20 сотрудников ЦКБМ».

Лазерное термоупрочнение (лазерная закалка) — это один из инновационных методов повышения механических свойств металлических материалов путем локального нагрева поверхности лазерным излучением. Этот процесс позволяет улучшить поверхностную твердость и износостойкость поверхностей металлических деталей без изменения их общей структуры.

Лазерная сварка — процесс, предполагающий соединение деталей при помощи лазерного излучения. На поверхности часть луча отражается, а часть проходит внутрь, что приводит к нагреву и плавлению материала, формированию сварного шва. В результате получается прочное соединение.