Автоматическая сварка, 2013, №01



2013 №01 (03)

2013 №01 (05)

---

«Автоматическая сварка», 2013, № 1, с. 16-22
 

АЛГОРИТМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКИ МИГ/МАГ ИЗДЕЛИЙ С ПЕРЕМЕННОЙ ШИРИНОЙ РАЗДЕЛКИ КРОМОК

Т. Г. СКУБА, В. В. ДОЛИНЕНКО, В. А. КОЛЯДА, Е. В. ШАПОВАЛОВ

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Реферат
Область исследований — автоматизация процессов многопроходной сварки МИГ/МАГ толстостенных изделий в нижнем положении. Цель исследований — получение сварного шва заданной ширины и усиления, не имеющего непроваров и подрезов при наличии внешних возмущающих воздействий в виде изменений геометрических параметров разделки кромок стыка (выборки). Задача исследований — разработка алгоритма технологической адаптации, который обеспечивает заданную высоту свариваемого слоя. Методика исследований — синтез математической модели на базе уравнений, содержащих как феноменологические описания процессов, так и регрессионные зависимости. Предложен алгоритм технологической адаптации разделки кромок стыка на базе средств технического зрения для многопроходной сварки МИГ/МАГ. Алгоритм обеспечивает в режиме реального масштаба времени на основе текущих геометрических параметров разделки кромок, расчет режима автоматической сварки (напряжения, тока и скорости сварки). В алгоритме используется разработанная математическая модель «источник питания – дуга установившегося процесса сварки МИГ/МАГ». Для проверки алгоритма выполнены сварочные эксперименты, в которых на стальную пластину наплавляли слой металла постоянной толщины 0,2 см с изменяющейся при этом шириной 2,0...3,3 см. Диапазон изменения погонной энергии сварки — 4,0...8,5 кДж/см, частота коротких замыканий — 5...54 Гц. Обрывов дуги не наблюдалось, дефекты макроструктуры наплавленного слоя отсутствовали. Предлагаемый алгоритм технологической адаптации можно рекомендовать к применению в АСУТП многопроходной сварки. Библиогр. 21, рис. 8.
 
 
Ключевые слова: многопроходная сварка МИГ/МАГ, технологическая адаптация, слой постоянной высоты, математическая модель, режим сварки


Поступила в редакцию 26.07.2012
Опубликовано: 26.12.2012


1. Березовский Б. М. Математические модели дуговой сварки: В 3 т. Т. 2. Математическое моделирование и оптимизация формирования различных типов сварных швов. — Челябинск: ЮУрГУ, 2003. — 601 с.
2. Разработка высокоэффективных способов дуговой сварки и их применение / Н. Киндзи, К. Кобаяси, Д. Исии, Х. Ямяока // Автомат. сварка. — 2003. — № 10/11. — С. 59–63.
3. Дослідження та розробка технології електродугового зварювання рейкових закінчень залізничних хрестовин стрілочних переводів / В. Д. Позняков, В. М. Кір’яков, О. А. Гайворонський та ін. // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин: Зб. наук. — К.: ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАНУ, 2009. — С. 579–584.
4. Ремонтная сварка корпусных деталей турбин из теплоустойчивых сталей без последующей термообработки / А. К. Царюк, В. Д. Иваненко, В. В. Волков и др. // Там же. — 2009. — С. 519–524.
5. Memhard D., Pfeiffer W., Siegele D. Determination of residual stress in multipass weldments of high strength steels with experimental and numerical techniques// Intern. conf. «WELDS-2005», GKSS Research Centre Geesthacht, 8–9 Sept., 2005. — P. 1–14.
6. Гладков Э. А. Управление процессами и оборудованием при сварке: Учеб. пособие для вузов. — М.: Академия, 2006. — 429 с.
7. Srimath N., Murugan N. Prediction and optimisation of weld bead geometry of plasma transferred arc hardfaced valve seat rings // Europ. J. Sci. Res. — 2011. — 51, № 2. — P. 285–298.
8. Choteborsky R., Navratilova M., Hrabe P. Effects of MIG process parameters on the geometry and dilution of the bead in the automatic surfacing // Res. Agr. Eng. — 2011. — 57. — P. 56–62.
9. Muligan S. J. Development of laser vision-based adaptive control of robotic multipass MAG welding. — TWI Ltd., Granta Park, Greate Abington Cambridge, May, 2007. — 49 p.
10. Moon H. S., Beattie R. J. A fully automated adaptive pressure vessel welding system // American Welding Society AWS conf., Orlando, Florida, 17–18 Sept., 2002. — P. 1–6.
11. Moon H. S., Beattie R. J. Development of adaptive fill control for multitorch multipass submerged arc welding // Int. J. Adv. Manuaf. Technol. — 2002. — P. 867–872.
12. Lipnevicius G. Robotic shop // Moder Steel Construction. — May, 2009. — P. 1–3.
13. Бельчук Г. А., Гатовский К. М., Кох Б. А. Сварка судовых конструкций: Учебник. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Судостроение, 1980. — 448 с.
14. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов по Т33 спец. Оборудование и технология сварочного производства / В. Н. Волченко, В. М. Ямпольский, В. А. Винокуров и др.; под ред. В. В. Фролова. — М.: Высш. шк., 1988. — 559 с.
15. Сварка и свариваемые материалы: В 3 т. Т. 1. Свариваемость материалов: Справ. изд. / Под ред. Э. Л. Макарова. — М.: Металлургия, 1991. — 528 c.
16. Рыкалин Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. — М.: Машгиз, 1951. — 292 с.
17. Маришкин А. К., Попков А. М., Постаушкин В. Ф. Плавление электродной проволоки при автоматической сварке с систематическими замыканиями дугового промежутка // Автомат. сварка. — 1970. — № 4. — С. 9–11.
18. Сварка в машиностроении: Справочник в 4 т. / Г. А. Николаев и др. — М.: Машиностроение, 1978. — Т. 1. — 1978. — 504 с.
19. Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. Ч. 1. Сварка в активных газах. — 2-е изд., перераб. — Киев: Екотехнологія, 2007. — 192 с.
20. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. — М.: Мир, 1985. — 509 с.
21. Очков В. Ф. Mathcad 14 для студентов и инженеров. — СПб.: BHV, 2009. — 362 c.