Диссертация (1024714), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Полоскова, В.А. Ерофеева, Э.А. Гладкова,А.С. Куркина, С.Н. Гончарова, коллег по работе А.Ю. Мельникова, А.М.Фивейского, Д.С. Бузориной, М.Н. Разикова, за что автор им всем искреннеблагодарен.16Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИТРУДА И ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕКОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ1.1.Современное состояние сварочного производства конструкцийспециальной техники из высокопрочных сталейВоеннойдальнейшеедоктринойповышениеРоссийскойэффективностиФедерациипредусматриваетсяфункционированиясистемыэксплуатации и ремонта вооружения, военной и специальной техники [1].Исходяизопытаконтртеррористическихведенияисовременныхмиротворческихбоевыхопераций,действий,характернойтенденцией в развитии вооружения и военной техники, является повышениеее мобильности, скорости, точности и избирательности воздействия. В этойсвязи специальной технике, предназначенной как для непосредственногоучастия при ведении боевых действий, так и для выполнения специальныхопераций уделяется исключительное внимание.
Специальная техника,предназначенная для непосредственного участия при ведении боевыхдействий - это танки, бронетранспортеры, десантные бронемашины [2].Задачи, которые они решают - это перемещение на местности, ведениебоевых действий и защита экипажа и систем вооружения от противодействияпротивника. Назначение техники для выполнения специальных операцийможно определить по ее названию: ремонтно-эвакуационные машины,инженерные машины, танковые мостовые укладчики, минные заградители иустановки разминирования, колесные транспортеры и специальные машинына их базе, сочлененные машины, самоходные паромы [2]. Отличительнойособенностью подобной техники является наличие брони, обеспечивающей17защиту людей, вооружения и функциональных устройств от поражающихэлементов - пуль и осколков боеприпасов.
В настоящее время в Российскуюармию поступают образцы современной (рис. 1.1) специальной техники.абвРис. 1.1. Образцы специальной техники Российской армии: а – танк Т90[3]., б - БМП-3 [4], в – универсальная землеройная машина [5]Требуемыетехнические18характеристикиподобнойтехникиобеспечивает ее основа - корпусные конструкции, при изготовлении которыхшироко применяют высокопрочные стали. Высокие эксплуатационныесвойстватакихсталейдостигаютсялегированиемэлементами,упрочняющими феррит, при надлежащей термической обработке. Поэтомуброневыелисты,идущиенаизготовлениекорпусныхконструкцийспециальной техники, предварительно проходят термообработку на низкуюили высокую твердость.В настоящее время для производства броневой защиты специальнойтехники используют сталь типа СП 28-43, СПС43, ВКС-1, ХНМС (хромникель-марганец-кремний), ВП30 и ВП25 (высокопрочные) [6].
Длясниженияэффективностиподкалиберныхикумулятивныхснарядов,пробивающих такую броню, применяют сталь 40Х (сверх тугоплавкую исверхпрочную) или же цементированную типа 38ХН3МФА (пружинную идемпфирующую) [7].Металлоемкость, долговечность и другие технико-экономическиепоказатели сварных конструкций зависят от величины прочности основногометалла и степени равноценности свойств сварных соединений с основнымметаллом. Для получения требуемых механических свойств высокопрочныестали, применяемые для изготовления спецтехники, подвергаются весьмасложным технологическим переделам.
Выплавка и разливка производится,как правило, с применением технологии электрошлакового переплава [8].Это позволяет получить стали с низким содержанием вредных примесей(серы, фосфора, водорода, кислорода и др.), значительно ослабитьмакроскопическую ликвацию в слитках (табл. 1).Данныесталидолжныгарантироватьвыполнениетребованийживучести техники и выдерживать без пробития попадание поражающихэлементов, а также обеспечивать требования свариваемости соединений приизготовлении. Поэтому высокопрочные стали для изготовления корпусныхконструкций дополнительно проходят обработку катанием или ковкой [9].19Таблица 1.Система легирования и механические свойства Российских броневыхсталей [9]СистемалегированияТолщина,мм4–7Углерод,вес.
%8 – 14Si-Mn-Mo≤ 0,2915 – 221400138041550444 – 5141500429 – 5141450388 – 4951400375 – 4951900477 – 5321880452 - 530≤ 0,248 – 1315 – 228 - 20Si-Cr-Mo-V1450Твердость, ОсобенностиHBизготовления444 – 514Внепечная388 – 495обработка363 – 495S ≤ 0,010%352 - 48024 - 425–6Si-Cr-Ni-MoσВ, МПасредний1550≤ 0,3722 - 42То жеЭШПCr-Ni-Mo-V8 - 20≤ 0,422000495 – 540ЭШПSi-Cr-Ni-Mo-V2 - 15≤ 0,472100511 – 555ЭДП, ЭШПДля обеспечения требуемых свойств, листовой прокат и заготовкиизделийподвергаютсложнойтермическойобработке(отжигу,нормализации, закалке с последующим отпуском и т.п.) и поставляются напредприятия в состоянии термического улучшения (закалки и высокогоотпуска) на твёрдость 280-388 НВ.
Броневые листы контролируются потвёрдости и ударной вязкости по Шарпи при пониженных температурах итребуемому уровню противоснарядной и противопульной стойкости. Кромеэтого, в России применяют еще ряд дополнительных требований по защитеот различных средств поражения [10, 11]. При обстреле снарядами наскорость пробития используется снаряд 100 мм, а при обстреле пулямиопределяется не скорость пробития, а угол непробития снарядом калибра 20мм.Такжекромеударнойвязкостиконтролируетсявидизломатехнологической пробы.Кроме перечисленных в табл.
1 сталей, при производстве корпусных20конструкций специальной техники применяются и высокопрочные сталимарок20ХГСНМи25ХГ2С2НМА,прошедшиепредварительнуютермообработку [12]. Механические свойства сталей марок 20ХГСНМ и25ХГ2С2НМА приведены в табл. 2.Таблица 2.Механические свойства высокопрочных сталей [12]σ s,МПаδ, %ψ, %a n,кДж/см2HV1500-13001400-125010-1350-585-9510-36525ХГ2С2НМА 1500-13001400-12507-1030-404-7525-380Марка стали20ХГСНМσв,МПаИз-за габаритных размеров и толщин используемого металла наиболеетрудоемким в изготовлении специальной техники является производствокорпусных конструкций, особенно с учетом применения в них сталей,предъявляющих особые требования к технологической обработке [13].Проведенный анализ показал, что сварка, занимающая до 50% отобщего объема работ при изготовлении корпусных конструкций являетсяодной из наиболее сложных и трудоемких операций.Сравнительная диаграмма трудоемкости основных операций припроизводстве корпусных конструкций показана на рис.
1.2.Рис. 1.2. Диаграмма сравнительной трудоемкости производствакорпусных конструкций21С помощью сварки изготавливают как сами корпусные конструкции,так и их элементы: сборочные единицы.Характерные образцы сварных конструкций специальной техникипоказаны на рис. 1.3.абРис. 1.3. Корпусная конструкция специальной техники: а - корпуссварной в стапеле; б - сборочная единица (колпак)22Используется сварка (рис. 1.4) и для такой важной технологическойоперации при изготовлении специальной техники, как укрупнение броневыхлистов перед раскроем на сборочные единицы и детали.Рис.
1.4. Укрупнение броневых листов с помощью сваркиИз-за значительного объема сварочных работ при производствекорпусных конструкций специальной техники на многие годы актуальнойпроблемой стало обеспечение производительности применяемых процессовсварки и стабильно высокого качества сварных соединений.Применениесваркиприпроизводствекорпусныхконструкцийспециальной техники имеет богатую историю [14]. Ручная электродуговаясваркадлясоединенияброневых конструкцийпривлеклавниманиеотечественных танкостроителей еще в 1930 году, и сразу же новаятехнология показала свои преимущества по сравнению с креплениемброневых листов на уголках с помощью заклепок.
Поэтому уже к 1935 годуэлектросварка серийно применялась при производстве корпусов и башентанков Т-26, а с начала 1937-го года и танков БТ. Однако помимонеудовлетворительной свариваемости применяемых материалов, ручнаяэлектродуговаясваркане23могла обеспечитьпоточно-конвейерноепроизводство танков, как в силу недостаточной производительности, так и попричине острой нехватки высококвалифицированных сварщиков. Решениемвозникших проблем стала автоматизация применяемых способов сварки.Инициатором освоения автоматической дуговой сварки стал Институтэлектросварки АН УССР под руководством Е.О. Патона. В результатепроведенных к 1940 году комплексных работ для сварки протяженных швовбыла рекомендована технология автоматической сварки под слоем флюса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
