Валерий Мелюков: новое слово в электронно-лучевой сварке

  • 30 апреля 2011, 10:23
  • Автор: admin
  • Просмотров 3204

При полном или частичном цитировании гиперссылка на сайт www.vyatsu.ru обязательна!

Свыше полутора десятков изобретений и на счету заведующего кафедрой сопротивления материалов В.В.Мелюкова, и многие из них так или иначе касаются научных исследований в области разработки новых способов и устройств электронно-лучевой сварки.

Для большинства из нас познания в описываемой области огра­ничиваются именами изобретателей электросварки русских инжене­ров Н.Н.Бенардоса и Н.Г.Славянова. Да еще знаем, что в Киеве есть институт Патона, неизмеримо двинувший вперед сварочное дело.

Электродуга - это вчерашний день. Сейчас в технике применяет­ся сварка пучком электронов, ионов, излучением лазера, световыми лучами. В каждой отрасли свои требования к источнику энергии и к технологии.

Валерий Васильевич Мелюков определился со своей научной на­правленностью еще на 3-м курсе Горьковского политехнического, ког­да познакомился с трудами в области технологии сварки академика Н.Н.Рыкалина из Института металлургии им. А.А.Байкова АН СССР. Особенно привлекла его проблема обработки новых, неизученных ма­териалов, тугоплавких и высокопрочных.

С этой же проблемой столкнулись в свое время и постоянно ра­ботали над ее наилучшим решением производственники с Чепецкого механического завода в г. Глазове, предприятия, где выпускается обо­рудование для атомных электростанций: от стационарных, вроде Белоярской или Сосновоборской, до станций, идущих на оснащение атомных подводных и надводных кораблей.

Потому что там постоянно имели дело с цирконием, металлом высоких температур и потрясающих мощностей. В частности, его ту­гоплавкость, прочность, а главное, нейтронная инертность делали этот светлый, с легким "загаром" металл незаменимым материалом для деталей атомных двигателей. Он был совершенно "прозрачным"для низкоскоростных нейтронов, и это обусловило его приоритетное применение в устройстве технологических каналов атомных станций - грубо говоря, широких тонкостенных труб, куда вставляются рабо­чие ядерные стержни, испускающие нейтроны.

Каналы эти многометровые, и чтобы получить трубу нужной длины, прибегали к сварке. Представляете, каким ответственным был процесс этой сварки? Да еще если учесть, что цирконий показал себя довольно капризным металлом.

Атомщики из Глазова в своих поисках пришли в Научно-иссле­довательский конструкторский институт энерготехники (НИКИЭТ). И В.В.Мелюков, к тому времени уже кандидат технических наук, при­шел туда же. Они нашли друг друга - проблема и человек, жаждущий ее решить с помощью милой его сердцу электронно-лучевой сварки.

Начал Валерий Васильевич, конечно, с теории. На основе вы­числительного эксперимента, выполненного на ЭВМ, он разработал метод численного определения оптимальных режимов сварки. Нашел, как получать новые по форме пятна нагрева. Определил оптималь­ные комбинации источников, действующих одновременно, если того требуют условия. Получил алгоритм непрерывного управления мощ­ностью источника. Выходило само собой, что управление это дол­жен бы осуществлять автомат, и Мелюков привлекает к сотрудничеству двух доцентов, кандидатов наук с кафедры радиоэлек­тронных средств ФАВТа А.Г.Корепанова и В.П.Медведева. Вместе с уже работающим по проблеме доцентом кафедры теоретической и строительной механики Б.Л.Тимофеевым и доцентами кафедры со­промата Д.И.Василевичсм и В.Н.Дубровым образуется слаженный коллектив. Следующим шагом была разработка программного обес­печения для ЭВМ, позволяющая строить температурные поля, терми­ческие циклы и изотермы.

Наконец, окончательно разработан технологический процесс сварки, оптимальные режимы ее и конкретные устройства, осуществ­ляющие процесс. Решена была и проблема автоматического управле­ния. Забегая вперед, скажем, что блок программного управления сваркой БПУ-2 был впоследствии отмечен на ВДНХ серебряной ме­далью.

На этом дело не кончилось. Тут была еще одна тонкость. Дело в том, что в зоне сварки портился металл: структура его под темпера­турным воздействием менялась и становилась уязвимой для процес­са коррозии. Ведь циркониевые каналы-трубы внешней своей стороной постоянно контактировали с перегретой водой, средой до­статочно агрессивной. Структуру необходимо было восстанавливать. В Глазове для этого применяли длительный отжиг швов - процесс, занимающий без малого сутки и не очень надежный. В.В.Мелюков со своей группой предложил новинку: термоциклическую обработ­ку, осуществляемую с помощью все того же электронного потока. Схе­матически, это многократный нагрев-охлаждение по особой программе. Нововведение значительно ускорило и улучшило дело; кировчане явились в данном вопросе первооткрывателями в миро­вой практике. Вообще, предложенные учеными ВятГУ способы и устройства были разработаны в мире впервые.

В 1990 году группой под руководством Д.И.Василевича и В.Н.Дуброва были разработаны метод и аппаратура контроля качества диффузного соединения циркониевого сплава уже не с себе по­добным металлом, а со сталью. Таких соединений не избежать в пе­реходниках, технологических каналов. Сконструирована и изготовлена уникальная установка по оценке динамических характе­ристик диффузного слоя контакта сталь-цирконий.

Способы и установки электронно-лучевой сварки защищены ав­торскими свидетельствами и внедрены в НИКИЭТ. Подсчитан и эко­номический эффект от применения кировских разработок. Он немал, но главное не в нем. Главное - в повышении надежности оборудова­ния будущих атомных станций.

По результатам этой научной работы В.В.Мелюковым в 1993 году была защищена докторская диссертация. Он с благодарностью вспо­минает имена ученых, наставников, тех, кто помогал ему ступенька за ступенькой идти к вершине: профессоров В.Н.Тюрина из НИКИЭТа, А.А.Углова из Института металлургии, конечно, уже упомянуто­го академика Н.Н.Рыкалина и других.

Сейчас на кафедре в числе других открыта аспирантура по спе­циальности "Технология и оборудование сварочного производства". У Мелюкова - семь аспирантов и один соискатель. Идет работа над созданием нового, усовершенствованного сварочного комплекса на базе современных средств вычислительной техники.

 

Из книги В.Шишкина «ВятГУ: страницы биографии»

Версия для печати