Автоматическая сварка, 2013, №07



2013 №07 (05)

2013 №07 (07)

---

«Автоматическая сварка», 2013, № 7, с. 41-45  

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА МАГ СВАРКИ ПО ИСКАЖЕНИЮ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДУГИ

У. РЕЙСГЕН, Я. де ВРИС

Ин-т сварки и соединений Аахенского ун-та,
Германия, г. Аахен, Понтштрассе, 49, Д-52062
E-mail: office@isf.rwth-aachen.de)
 
Реферат
При дуговой сварке плавящимся электродом отклонение фактических параметров процесса от заданного режима приводит к появлению дефектов, снижающих качество сварного соединения. В настоящее время в условиях промышленного производства выявление такого рода отклонений непосредственно в процессе сварки фиксируется, в основном, путем анализа осциллограмм сварочного тока и напряжения. Метод корректировки параметров сварки, который используют в современных источниках питания, основан на измерении электрических параметров, например, сварочного тока и напряжения, по которым судят о длине дуги. При этом существенно снижаются возможности однозначной оценки длины дуги из-за сложения погрешностей измерения нескольких электрических параметров. В соответствии с планом НИР Института сварки и родственных технологий (Welding and Joining Institute) эта проблема была решена на основании установленной нами четкой зависимости между длиной дуги и параметрами акустических искажений, фиксируемых при использовании дуги в качестве источника звуковых колебаний. Для выявления отклонений сварочных параметров от установленных значений непосредственно в процессе сварки анализировали воспринимаемые специальным микрофоном аудиосигналы, генерируемые сварочной дугой при модулировании сварочного тока импульсами от внешнего источника синусоидальных колебаний в звуковом и ультразвуковом диапазоне. Коэффициент гармонических искажений ТНД (Total Harmony Distortion) и отношение сигнал–помеха, включая шумы и искажения SINAD (Signal-to-Interference ratio including Noise and Distortion) оказались наиболее надежными электроакустическими параметрами, однозначно и воспроизводимо фиксирующими изменения геометрии сварочной дуги. Из этого следует и обратный вывод о том, что в случае поддержания этих параметров в заданном диапазоне дуга не изменяет свои геометрические размеры. Модуляция сварочной дуги и анализ акустической информации представляет достаточно надежную альтернативу существующим методам, основанным на измерении электрических параметров. Данная статья посвящена исследованиям именно этого метода. Библиогр. 10, рис. 6.
 
Ключевые слова: дуговая сварка плавящимся электродом, контроль качества, акустическая эмиссия, управление длиной дуги, параметры искажения аудиосигнала, источник питания
 
Поступила в редакцию 15.06.2013
Опубликовано 18.06.2013
 
1. PlatzJ. Beitrag zur Verbesserung eines lichtbogengesteuerten Schweibkopf-fuеhrungssystems, Dissertation RWTH Aachen, 1986.
2. Duan Y., Jin H. Digital controller design for switchmode power converters // 14th APEC. — 1999. — Vol. 2. — P. 967–973.
3. Nowak S., Jaeschke B. Moderne Konzepte digitaler Schwei?maschinen, Fachtagung Elektrische Energiewandlungssysteme, Otto-von-Guericke-Universitaеt Magdeburg, 2002. — S. 207ff.
4. Jaeschke B. Digital gesteuerte Stromquellen fur das Lichtbogenschwei?en, Dissertation, Otto-von-Guericke-Universitaеt Magdeburg, 2003.
5. Tessmar V., Koppe K. Die Vielfalt des MSG-Verfahrens gewinnbringend nutzen. Blech Inform 1, Carl Hanser Verlag, Munchen, 2007.
6. Matthes K.-J., Richter E. Schwei?en von metallischen Konstruktionswerkstoffen, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2002. — S. 48.
7. Dilthey U. Schwei?technische Fertigungsverfahren I, Springer Verlag, 2006.
8. URL: http://www.lansche-audio.de/eng/start.html, abgerufen am 26.06.2013
9. Weinzierl S. (Hrsg.). Handbuch der Audiotechnik: Springer Verlag, 2008. — S. 1142.
10. Kestler W. Understand SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N, and SFDR, Analog Devices Proceedings MT-003, 2009.