Почему роботы не скоро заменят в металлургии человека

О творческом начале в инженерном деле размышляют начальник конструкторско-технологического отдела технического управления дирекции по ТОиР Уральской Стали Валерий Сергеев и ведущий специалист по сварке и наплавке Алексей Шестаков.

Больше, чем ремесло

Чтобы раззадорить собеседников, начинаю беседу с небольшой провокации.

— Разве в сварке есть место творчеству? — излагаю я распространённое мнение. — Это обычное ремесло. Сварщик накладывает шов, чтобы соединить два стальных листа в одно целое. Для этого нужен навык — и ничего больше. Зачем тут нужен инженерный подход?

Будут ли возражать такой точке зрения специалисты по сварке?

— Обязательно, — Сергеев настроен полемически. — Когда проектируют металлоконструкции, в первую очередь заботятся о том, чтобы её фрагменты хорошо сваривались друг с другом и подбирают подходящие для этого низколегированные, низкоуглеродистые марки стали. Но их износостойкость оставляет желать лучшего.

— А пример можете привести?

— Смотрите, в агломерационном цехе есть агрегат — самобалансный грохот. Его рама сконструирована и изготовлена из хорошо свариваемой низколегированной стали. Но в цехе — тяжёлые условия эксплуатации. Вибрация провоцирует на элементах рамы появление трещин, которые угрожают работоспособности агрегата. Чтобы её восстановить, мы после заваривания трещин внимательно изучаем причины их появления. И ищем способы противодействия — укрепляем раму рёбрами жёсткости или листовыми накладками. Тут важно усилить конструкцию так, чтобы снять напряжение в ключевых точках. А это уже инженерная работа!

Другой способ, который Валерий с коллегами использует, чтобы увеличить срок службы металлоконструкций из низкоуглеродистых сталей, — наплавка. На рабочую поверхность детали электродами наносят защитный слой, который придаёт ей повышенную жаропрочность и хорошее противостояние абразивному износу.

Сложный случай

Впрочем, порой конструктор сразу ставит во главу угла износостойкость. В таком случае в дело идут высокоуглеродистые легированные стали, которые обладают ограниченной или плохой свариваемостью. Инженерам комбината в этой ситуации приходится вести поиск в другом направлении — менять технологию сварки. Чаще всего это предварительный подогрев стыков: он нужен для предотвращения деформации и снижения вероятности образования трещин по шву и в околошовной зоне.

Специалисты рассчитывают ключевые для успешной сварки параметры: температуру предварительного подогрева и, что важно, время послесварочного охлаждения. Шов на детали из высокоуглеродистых сталей нельзя остужать быстро, иначе растрескивание неизбежно. Для замедления остывания используют асбестовое «одеяло» — термоизолирующий укрывной материал.

Ещё эффективнее (но не всегда возможно) охлаждать в печи, контролируя температуру остывания детали. А в крайнем случае опытный сварщик зароет изделие в песок.

— Для меня инженерное творчество начинается в момент создания технологической карты, — признаёт Шестаков. — Это универсальный гид по процессу, который незаменим на производстве при капремонтах или в ходе создания новых видов продукции — например, биметаллического листа для нужд нефтегазовой отрасли. Создавая технологическую карту, ты попадаешь в ситуацию выбора оптимального способа сварки и её режимов: температуры, тока и напряжения. Эти сугубо технические выкладки позволяют с хорошим приближением ещё до создания первого образца предсказать, каким он будет. Интуиция тут тоже важна, хотя, когда разговор идёт о серьёзном деле, я стараюсь её отключать.

Вкалывают роботы…

—Промышленные роботы сегодня умеют выполнять идеальный по качеству сварочный шов. Может, студентам, выбирающим эту профессию, есть основания беспокоиться за своё будущее?

— Промышленным роботам пока нужны тепличные условия, которые можно создать только на поточном производстве, где по конвейеру идут с заданным интервалом стандартные детали. Инженер там нужен для настройки повторяющихся операций, — не разделяет опасений Валерий Сергеев. — На металлургическом комбинате специфика сварочных работ другая: строительство и ремонт. Сегодня ты работаешь в одном конце предприятия, завтра — на противоположном, да и условия, скорее всего, будут разные: жара, холод или труднодоступные места. Прибавьте сюда необходимость зачастую работать на высоте и накладывать сварные швы на неподвижные детали в трёх плоскостях, ведь мы делим швы на горизонтальные, вертикальные и потолочные. Думаю, ручная сварка будет жить вечно.

Его мнение разделяет и Алексей Шестаков:

— Пока человек лучше робота выполняет сварные швы высокого качества, наша профессия будет востребована. Я интересуюсь этой темой и понимаю: учёные и конструкторы пока далеки от создания аналога такого уникального инструмента, как человеческая рука. А вот для перспективного направления — поточной подготовки заготовок из биметалла — робот-сварщик наверняка рано или поздно пригодится. Было бы интересно решить эту задачу…