Разработка научных основ автоматизированного проектирования технологии сварки в защитных газах стальных конструкций

• Автор: Бабкин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 405 с. : 42 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И АББРЕВИАТУР

ВВЕДЕНИЕ

1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

1.1 Анализ современного производства и особенностей технологической подготовки сварочного производства

1.2 Место ТПП и САПР в системе управления качеством

1.3 Анализ задач и объектов проектирования САПР ТП

1.4 Анализ рынка программных продуктов, применяемых при ТПП

1.5 Анализ задачи расчета оптимальных параметров режима сварки

1.5.1 Оптимизация параметров режима сварки по скорости сварки

1.5.2 Оптимизация параметров режима сварки по структурному составу ЗТВ
1.6 Анализ проблемы автоматизированного проектирования технологического маршрута и
последовательности сборки сварной конструкции
Выводы по главе
Цель и задачи работы
2 ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ
2.1 Разработка методики экспериментальных исследований и вывод критериев
подобия
2.2 Исследование и моделирование размеров сварных швов в углекислом газе
2.2.1 Исследование и моделирование размеров швов при наплавке
2.2.2 Определение некоторых констант формирования швов при сварке в углекислом газе
2.2.3 Исследование формирования швов при сварке с зазором
2.2.4 Исследование формирования корневого прохода
2.3 Исследование и моделирование влияния защитной атмосферы на формирование сварного шва
2.4 Исследование и моделирование формирования подрезов и несплавлений
2.4.1 Экспериментальное исследование
2.4.2 Изыскание критериев, описывающих магнитогидродинамические процессы в сварочной ванне
2.4.3 Моделирование распределения сварочного тока и напряженности магнитного поля в сварном изделии
2.4.4 Расчетно-экспериментальные исследования
2.4.5 Моделирование области качественного формирования сварных швов
2.5 Исследование и моделирование формирования структуры ЗТВ
2.5.1 Разработка модели сварочного источника теплоты
2.5.2 Моделирование структурных превращений в сталях
2.5.3 Верификация моделей сварочного источника теплоты и структурных превращений..156 Выводы по главе

3 ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ НА ПЛАВЛЕНИЕ, ИСПАРЕНИЕ И ПЕРЕНОС ЭЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛЛА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ
3.1 Исследование и моделирование параметров процессов воздействия сварочной дуги на электродный металл
3.1.1 Экспериментальное исследование температуры плазмы столба дуги
3.1.2 Исследование потерь металлов со свободной поверхности капли электродного металла
испарением
3.1.3 Расчетно-экспериментальное определение потерь металлов испарением с поверхности
анодного пятна
3.2 Исследование и моделирование особенностей процесса плавления и переноса электродного металла в различных газовых средах
3.2.1 Разработка методики исследований
3.2.2 Исследование и описание областей переноса электродного металла
3.3 Исследование и моделирование скорости плавления электродной проволоки
3.3.1 Вывод критериев, описывающих процесс
3.3.2 Экспериментальное исследование и моделирование скорости плавления
3.4 Исследование и моделирование частоты переноса электродного металла
3.4.1 Вывод критериев, описывающих процесс
3.4.2 Экспериментальное исследование и моделирование
3.5 Исследование и моделирование величины потерь электродного металла на разбрызгивание
3.6 Исследование и моделирование величины критического тока при сварке в аргоносодержащих смесях газов
3.6.1 Вывод критериев, описывающих процесс
3.6.2 Вывод зависимости для расчета величины критического тока
Выводы по главе
4 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ
4.1 Постановка задачи расчета оптимальных параметров режима
4.2 Определение критериев оптимальности и управляемых параметров
4.3 Разработка и применение методики решения оптимизационных задач сварочного производства
4.3.1 Применение метода для рсшсния технологических задач
4.3.2 Верификация методик
4.4 Разработка алгоритмов поисковой оптимизации
4.4.1 Определение функции цели
4.4.2 Определение управляемых параметров
4.4.3 Разработка математических моделей расчета параметров режима сварки
соединений
4.4.5 Разработка алгоритма расчета оптимальных параметров режима сварки многопроходных соединений
4.4.6 Верификация моделей
4.4.7 Экспериментальное сравнение известных методик расчета режима сварки с предлагаемыми моделями и алгоритмами
4.4.8 Оптимизация технологии сварки закаливающихся сталей
Выводы по главе
5 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ СОЗДАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
5.1 Разработка алгоритмов синтеза маршрута технологического процесса
5.1.1 Разработка алгоритма с использованием ИЛИ-деревьев
5.1.2 Разработка алгоритма с использованием бинарных отношений
5.2 Разработка моделей ССЕ и алгоритмов синтеза последовательности сборки-
сварки
5.2.1 Графовые модели сварных конструкций
5.2.2 Разработка алгоритма синтеза последовательности сборки и сварки
5.2.3 Примеры применения алгоритма
5.3 Разработка алгоритма назначения сварочных материалов
5.4 Разработка методов формирования текстов переходов
Выводы по главе
6 РАЗРАБОТКА СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ
6.1 Экономическое обоснование эффективности применения САПР ТП
6.2 Цели и принципы САПР технологических процессов сварки
6.3 Метод создания математического обеспечения САПР ТП сварки
6.4 Алгоритм работы САПР ТП и ее информационное обеспечение
6.5 Примеры применения разработанных САПР ТП
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Параметрический синтез, например, для операции сварки заключается в определении: силы сварочного тока, напряжения на дуге, скорости сварки, диаметра и вылета электродной проволоки, температуры подогрева.
Кроме того, необходимы данные о сварочных материалах (марке электродной проволоки и газа) и их нормах расхода.
3. Составление документального описания ТП по нормам ЕСТД. При этом план ТП уточняется и оформляется в соответствии с требованиями конкретного предприятия; цеха, участка, а также назначением изделия, ситуацией в материально-техническом снабжении и т.п. В процессе заполнения форм маршрутной, операционной и других технологических карт в них вносится сопутствующая информация (номера и коды цехов, участков, операций; изделий оснастки-и др.).
Автоматизированное оформление технологической документации (ТД) заключается в получении на определенном носителе информации (бумаге, экране дисплея; магнитной диске и т.д.) описания ТП в юридически установленном представлении (по стандартам ЕСТД, отрасли или предприятия).
Стандартами установлены различные типы описаний ТП и виды образующих эти описания технологических документов.
Предусмотрено три основных типа описаний: маршрутное, операционное и маршрутно-операционное. Маршрутное описание в качестве элементов использует описания операций, операционное — описания переходов, маршрутно-операционное — описания как операций, так и переходов: Наиболее структурно сложным является маршрутно-операционное описание ТП, включающее полный" перечень последовательно выполняемых операций и выборочное описание некоторых технологических переходов: Степень детализации описаний операций и переходов может быть различной- это зависит от наличия и полноты описаний аналогичных приемов в других -ссылочных технологических документах.
В дальнейшем под описанием ТП будем понимать именно маршрутнооперационное описание, так как помимо общности с точки зрения