Системы управления формированием шва в процессах сварки с плавящимся электродом с колебаниями относительно стыка

• Автор: Корниенко, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Требования к формироваию свароч iix швов

1.2 Влияние режима сварки ii форму и состав шва.

1.3 Системы программного управления параметрами сварочного процесса

1.4 Системы управления, оснащенные датчиками.

1.5 Компьютерные средства моделирования в области сварки.

1.6 Постановка задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СВАРОЧНОГО ПРОЦЕССА

2.1 Математическая модель свароч юго процесса.

2.2 Преобразование матиметической модели для целей управления

2.3 Экспериментальные исследования процесса сварки и адекватность модели

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СВАРНОГО ШВА С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
3.1 Разработка метода измерения горизонтального смещения сварочного стыка и
ширины разделки кромок.
3.2 Разработка метода измерения заполнения сварочной ванны.
4. РАЗРАБОТКА СТРУКТУР АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ СВАРНОГО ШВА С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ .
4.1 Разработка структуры автоматической системы формирования сварного шва с
заданными параметрами с учетом коротких замыканий
4.2 . Разработка структуры автоматической системы формирования сварного шва с
заданными параметрами с учетом криволинейности стыка
4.3 Разработка структуры автоматической системы формирования сварного шва с
ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ С УЧЕТОМ КРИВОЛИНЕЙНОСТИ СТЫКА И КОРОТКИХ замыканий
4.4 Разработка структуры автоматической системы управления сварочным током при
многопроходной сварке
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ШВА С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
5.1 Выбор среды моделирования.
5.2 Создание динамической модели в ii
5.3 Визуализация модели с помощью Vi i x.3

5.4 Результаты испытаний и внедрение автоматической системы управления
ФОРМИРОВАНИЕМ СВАРНОГО ШВА С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Однако существующие датчики конструктивно очень громоздки, состоят из сложных высокотехнологичных элементов и являются дорогостоящими, поэтому их использование зачастую оказывается экономически не оправдано. В зависимости от типа и назначения изделия видоизменяются и конкретизируются требования, предъявляемые к сварным соединениям, регламентированный гостами. Поэтому их нельзя сформулировать в общем виде. Можно лишь утверждать, что любому сварному соединению должна быть обеспечена достаточная работоспособность при минимальной трудоемкости его изготовления. Для стыковых швов в подавляющем большинстве случаев должны быть обеспечены полный провар соединяемых элементов и форма усиления с плавным переходом от основного металла к металлу шва. Для угловых швов необходимо выдерживать определенные расчетом размеры шва или минимальные размеры, назначаемые по технологическим соображениям. Плавное очертание поверхности шва предопределяет снижение концентрации напряжений, в результате чего существенно повышается выносливость при вибрационных нагрузках. Выпуклая форма поверхности шва нежелательна из соображений прочности, а также и по экономическим соображениям. При выпуклом шве нерационально расходуется дополнительный металл . Наиболее целесообразно выполнять стыковые швы в один слой. Конфигурация однослойного стыкового шва характеризуется следующими параметрами рисунок 1. Н глубина провара Ь ширина провара Ь максимальная высота усиления а. Рисунок 1. Сварку однослойных швов можно вести без зазора, в этом случае максимальная величина зазора определяется точностью подготовки кромок и колеблется в пределах мм с обязательным зазором или со скосом кромок рисунок 1. Хорошее формирование шва обеспечивается при сечении разделки или зазора, равном сечения вводимого в шов электродного металла. Если сечение разделки или зазора равно сечению вводимого в шов электродного металла, то шов формируется без усиления, заподлицо с основным металлом рисунок 1. Если сечение разделки или зазора больше се
Рисунок 1. Исходя из принятого режима сварки, при котором обеспечивается необходимая глубина проплавления основного металла, рассчитывают сечение вводимого в шов электродного металла при односторонней или двусторонней сварке по формуле
СВ
где Га7 сечение электродной проволоки, мм Га7 скорость подачи электродной проволоки, мч Усв скорость сварки, мч. Сечение разделки определяют по формуле
где ку коэффициент, учитывающий усиление шва, обычно равный 1,,6. По площади сечения разделки, задаваясь углом раскрытия кромок в зависимости от ширины шва, определяем ее глубину. Глубина разделки должна быть меньше глубины провара. При односторонней сварке п равно толщине свариваемого металла при двусторонней сварке п равно 0,7 этой толщины. Однослойная сварка под флюсом наиболее целесообразна для соединения металла толщиной 5 мм. Если проплавляющая способность источника теплоты не обеспечивает возможности провара основного металла с одной или двух сторон на всю толщину, то производят специальную подготовку свариваемых кромок. В этом случае между соединяемыми элементами оставляют пространство, позволяющее приблизить источник теплоты к самой отдаленной от поверхности точке основного металла. Достигается это за счет скоса кромок с оставлением небольшого нескошенного участка притупления, которое проплавляется в процессе сварки рисунок 1. Рисунок 1. При малом угле разделки кромок трудно обеспечить провар и при многослойном шве. Параметры различных видов разделки и выбор способов подготовки кромок для различных методов дуговой сварки регламентированы ГОСТ , 1 и . Однако эти рекомендации не всегда бывают оптимальными, и поэтому следует продолжать работы по уточнению существующих и созданию новых вариантов подготовки кромок. Производительность процесса при выполнении многослойных швов определяется скоростью сварки, которая зависит от величины притупления, сечения разделки, количества вводимого в шов за единицу времени дополнительного металла и коэффициента использования установки. Уп и скорость перемещения источника теплоты, мч. Рисунок 1.