|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
ПРИОРИТЕТЫ ЯПОНИИ В ОБЛАСТИ СВАРКИСовременная Япония - крупнейший в мире экспортер капитала, вторая промышленная держава мира. Валовой внутренний продукт Японии (в 2000 г. - 4749,6 млрд. долларов США) составляет половину ВВП США и превышает ВВП Германии, Франции и Великобритании вместе взятых. На сегодня Япония вместе со США и Западной Европой входит в ведущую тройку важнейших экономических регионов мира, которые играют определяющую роль в глобализации мировой экономики. Из 500 крупнейших транснациональных компаний 141 японская. Япония устойчиво занимает также одно из ведущих мест в мировом сварочном производстве. В конце XX в. ежегодное производство современного сварочного оборудования (без роботов и лазерных систем) превышало 120 тыс. шт. на сумму свыше 420 млн. долл. США, а выпуск сварочных материалов составлял 320-350 тыс. т. Об объемах применения, в частности, электродуговой сварки в Японии можно судить и по объему наплавленного металла, который в 1999 г. составил 236 тыс. т. Для сравнения этот показатель в том же 1999 г. для Западной Европы составил 422 тыс. т, а для США 344 тыс. т. Наиболее характерная тенденция в японском производстве сварочных материалов — это непрерывное снижение доли покрытых электродов для ручной сварки и устойчивая тенденция к постоянному росту доли производства порошковой проволоки. Начиная с 1994 г. производство порошковой проволоки в Японии опережает по объему выпуск покрытых электродов и в 1996 г. достигло 90 тыс. т. Японское сварочное производство имеет один из самых высоких в мире уровней механизации сварочных работ. В этом существенную роль играет непрерывно возрастающий объем применения промышленных роботов (UP). В 1999 г. общий парк эксплуатируемых ПР всех типов превышал 400 тыс. шт., что составляет почти половину общемирового парка ПР. Большая часть ПР (238,2 тыс. шт.) установлена и эксплуатируется в японском сварочном производстве для выполнения таких технологических операций, как, например, сборка, резка, сварка, напыление, неразрушающий контроль, транспортировка заготовок на сварочных линиях. Устойчивые позиции в сварочном производстве Японии занимают следующие технологии сварки плавлением: электродуговая (MIG/ MAG, TIG), сварка под флюсом, электрошлаковая (ЭШС), электронно-лучевая (ЭЛС) и лазерная (ЛС). Из различных технологий сварки под флюсом в Японии наиболее широкие разработки ведутся в области совершенствования и применения односторонней сварки на высокопогонной энергии. Растущие объемы применения характерны для сварки в защитных газах порошковой проволокой с использованием инверторных источников питания. Масштабы ЭЛС увеличиваются вследствие ее применения для соединения толстолистовых материалов, особенно когда необходимо обеспечить высокую ударную вязкость сварных швов. За последние 20 лет лазерная сварка еще не нашла достаточного применения в промышленном производстве, несмотря на огромный объем выполненных научных исследований в этой области. Расширение использования этой прогрессивной технологии все же ожидается в ближайшие годы, и в первую очередь в автомобилестроении, судо- и мостостроении. Большой практический интерес для сварочного производства Японии в настоящее время и на ближайшее будущее представляют два перспективных способа сварки: ATIG — электродуговая сварка с применением активирующих флюсов, разработанная в ИЭС им. Е. О. Патона; FS W - сварка трением с перемешиванием металла на стыке соединений, разработанная в Британском институте сварки (TWI). Процесс FSW, сопровождающийся незначительными тепловложением и остаточной деформацией сварного соединения, намечается исследовать и развить применительно к стыковой сварке тонких листов высокопрочных алюминиевых сплавов. В последнее десятилетие японская сварочная наука сделала наиболее серьезный вклад в разработку таких направлений, как сварочные процессы, материалы и явления, свариваемость и усталость сварных конструкций, а промышленность на базе этих исследований создала одну из самых эффективных в мире систем гарантии качества. Промышленность активно реализует новую научную продукцию для оптимизации, механизации, автоматизации и роботизации технологических процессов. Более трети общего объема исследований приходится на долю высокотемпературной пайки, диффузионной сварки и других способов соединения давлением. С каждым годом расширяется объем исследований в области газотермического нанесения покрытий и лазерного напыления для модификации поверхности. Другим немаловажным направлением является исследование процессов, происходящих на поверхности раздела при соединении керамики и композиционных материалов; особенно интенсивно с 1996 г. исследуются процессы на границе раздела фаз. Приоритетным определено направление изучения природы соединения цветных металлов с керамикой. Наиболее перспективным на ближайшее время принято такое научное направление, как изучение свариваемости новых функциональных материалов, ориентируемое на создание производственных технологий. Это обширная тема, в которую входит разработка процессов соединения, автоматизация технологического процесса, создание высокомеханизированного оборудования с обратными связями и многое другое. Направление нацелено на решение проблемы выпуска полностью готовой сварной продукции с гарантированным качеством, не нуждающейся в последующей обработке. Кардинальные проблемы, стоящие перед человечеством и мировой экономикой в начале XXI в., могут быть сгруппированы по следующим направлениям: энергетика, сырье и другие ресурсы, человеческий фактор, экология. Все эти проблемные направления в той или иной мере относятся и к сварочной науке, технике и производству, ибо сварка и родственные ей технологии являются базовым технологическим процессом материального производства современного общества. Имеет место тенденция к экономному и эффективному использованию электроэнергии и сырьевых ресурсов для сварки. Человеческий фактор для сварочного производства — это совершенствование системы профессионального обучения и аттестации инженерно-технического и производственного персонала. Квалификация специалистов и рабочих-сварщиков в обеспечении качества сварных конструкций и изделий приобрела решающую роль после повсеместного введения системы менеджмента качества (ISO 9000) в мировое промышленное производство. Япония, испытывающая хронический дефицит в высококвалифицированных рабочих сварщиках, намерена переходить на систему обучения и аттестации по международным стандартам и нормам. Сварочное производство не без оснований относится к довольно вредным производствам, влияющим на здоровье рабочего персонала и на окружающую среду. Японские ученые и разработчики сварочных технологий и присадочных материалов в качестве приоритета ставят их экологическую безопасность и минимальное воздействие на рабочее пространство и персонал. О внимании к экологии сварочного производства косвенно свидетельствует устойчивая тенденция японских производителей к сокращению выпуска покрытых электродов для ручной сварки. Не менее актуальны в сварочном производстве проблемы сокращения и утилизации отходов, повышения объема рециклинга сварных конструкций и изделий после завершения срока их эксплуатации. Следует заметить, что в решении данной проблемы Япония заняла ведущее место в мире уже в конце прошлого века. На новом этапе развития производства высоконадежных и экономичных сварных конструкций в различных отраслях промышленности и строительства, по мнению ученых Осакского университета, по-прежнему остается основополагающей и приоритетной проблема свариваемости, и в первую очередь-уточнение причин образования сварочных трещин. Такие исследования необходимы для нахождения путей улучшения свариваемости существующих сталей и для создания новых хорошо свариваемых сталей, в частности высокопрочных сталей, нержавеющих и других специальных сталей и сплавов цветных металлов. Сюда же относится задача разработки конструкционных материалов, способных сохранять высокие свойства в ЗТВ при высокой и низкой погонной энергии сварки. К приоритетному направлению в разработке конкретных сварочных технологий отнесено компьютерное моделирование процесса сварки и образования сварного соединения. Такой современный методический подход позволит создать системы выбора оптимальных сварочных параметров, оперативного управления процессом и активного контроля. Особенно в этом нуждаются контактная точечная сварка и TIG-процесс. Не менее сложна и проблема моделирования капельного переноса металла в сварочной дуге в зависимости от химического состава проволоки, состава защитной среды и формы кривой сварочного тока. Также актуальна задача электронного моделирования и имитирования процессов в ванне жидкого металла и ее последующего затвердевания при ЭДС, ЭЛС и ЛС. Специалистами отмечена необходимость комплексного подхода к выбору и отработке технологии сварки плавлением, включающего подбор оптимальной комбинации основного и присадочного материалов, состава защитных газов или их смеси, экономичного источника питания и эффективной системы управления процессом образования соединения. В области автоматизации сварочного производства Япония продолжает курс на роботизацию сварки и родственных технологий как в крупномасштабном производстве (автомобиле-, судостроение и др.), так и в условиях средних и малых предприятий. Растет конструктивное разнообразие роботов и расширяется их технологическая функциональность. Предстоит создание роботизированных поточных линий, комплексов и сварочных ячеек. Начата замена сварочных роботов первых поколений на более прогрессивные, типа ROBUDEX-2Q00, оснащенных сверхсовременным программным обеспечением, сенсорами, системой самообучения и обладающих большой производительностью. В ближайшей перспективе парк роботов должен пополниться роботами, управляемыми голосом оператора и способных к аналитической оценке хода технологического процесса. Большинство специалистов по сварке отводят определяющую роль компьютеризации в научных исследованиях на всех этапах сварочного производства. Есть основания полагать, что в XXI в. большая часть научных и производственных проблем может быть решена на основе соответствующих компьютерных моделей. Этому должно способствовать создание универсального программного обеспечения и умение извлекать из сети Internet необходимые БД и другую информацию. Конечная цель моделирования направлена на сокращение трудовых затрат при исследованиях и при разработке сварочных технологий и материалов. С повышением уровней модели, как правило, сокращается объем необходимых теоретических и экспериментальных исследований. Утверждается, что как моделирование технологического процесса, так и проектирование сварочных материалов и сварных конструкций, независимо от характера и параметров объекта моделирования, будут основываться на применении нейронных сетей. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |