Eng
Ukr
Rus
Печать

2017 №06 (11) DOI of Article
10.15407/as2017.06.12
2017 №06 (13)

Автоматическая сварка 2017 #06
Журнал «Автоматическая сваока», № 5-6, 2017, с. 72-82
 
Создание роботизированного комплекса для гибридной плазменно-дуговой сварки тонкостенных конструкций
 
Авторы
В. Н. Коржик1,2, В. Н. Сидорец1,2, Шангуо Хан1, А. А. Бабич1,2, А. А. Гринюк2,3, В. Ю. Хаскин1,2
1Гуандунский Институт сварки (Китайско-украинский институт сварки им. Е. О. Патона). 510650, Китай, Гуанчжоу, Тянхе, ул. Чапгкинг, 363.
2ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
3НТ У «КПИ им. Игоря Сикорского». 03056, г. Киев, просп. Победы, 37
 
Реферат
Целью данной работы является создание комплекса оборудования и технологии гибридной плазменно-дуговой сварки плавящимся электродом с коаксиальной подачей проволоки для конструкций из сталей и алюминиевых сплавов толщиной 5...12 мм с использованием промышленных роботов. Математическое моделирование процессов в дуге при гибридной плазменно-дуговой сварке явилось основой выбора параметров режима сварки с учетом взаимного влияния столба сжатой дуги неплавящегося электрода и дуги с плавящимся электродом, позволившей сформулировать технические требования к источникам питания сварочного тока. На основании математического и физического моделирования процесса гибридной сварки создан комплекс оборудования и базовые технологические процессы для роботизированной сварки тонкостенных конструкций из сталей и алюминиевых сплавов. Разработанная система управления комплексом позволила синхронизировать функционирование двух сварочных источников и вспомогательного оборудования с перемещениями антропоморфного промышленного робота для реализации устойчивого процесса гибридной плазменно-дуговой сварки плавящимся электродом. Применение данного процесса сварки позволило уменьшить расход электродного металла на 40 % по сравнению с импульсно-дуговой сваркой плавящимся электродом при сопоставимых скоростях. При этом уровень продольных прогибов сварных образцов при использовании гибридного процесса был в 3 раза меньше по сравнению с процессом сварки импульсной дугой с плавящимся электродом. Библиогр. 20, табл. 1, рис. 10.
 
Ключевые слова: роботизированный комплекс, плазма, дуга с плавящимся электродом, гибридный процесс, алюминиевые сплавы, стали, режимы сварки, качество соединений

Читати реферат українською


В. М. Коржик1,2, В. М. Сидорець1,2, Шангуо Хан1, О. А. Бабіч1,2, А. А. Гринюк2,3, В. Ю. Хаскін1,2
1Гуандунський Інститут зварювання (Китайсько-український інститут зварювання ім. Є. О. Патона). 510650, Китай, Гуанчжоу, Тянхе, вул. Чапгкинг, 363.
2ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03680, м. Київ-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
3НТУУ «КПІ ім. Ігора Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37
 
СТВОРЕННЯ РОБОТИЗОВАНОГО КОМПЛЕКСУ ДЛЯ ГІБРИДНОГО ПЛАЗМОВО–ДУГОВОГО ЗВАРЮВАННЯ ТОНКОСТІННИХ КОНСТРУКЦІЙ
 
Метою даної роботи є створення комплексу обладнання та технології гібридного плазмово-дугового зварювання плавким електродом з коаксіальною подачею дроту для конструкцій із сталей і алюмінієвих сплавів товщиною 5...12 мм з використанням промислових роботів. Математичне моделювання процесів в дузі при гібридному плазмово-дуговому зварюванні стало основою вибору параметрів режиму зварювання з урахуванням взаємного впливу стовпа стислої дуги, що не плавиться і дуги з плавким електродом, дозволила сформулювати технічні вимоги до джерел живлення зварювального струму. На підставі математичного і фізичного моделювання процесу гібридного зварювання створений комплекс обладнання і базові технологічні процеси для роботизованого зварювання тонкостінних конструкцій із сталей і алюмінієвих сплавів. Розроблена система управління комплексом дозволила синхронізувати функціонування двох зварювальних джерел і допоміжного обладнання із застосуванням антропоморфного промислового робота для реалізації сталого процесу гібридного плазмово-дугового зварювання плавким електродом. Застосування даного процесу зварювання дозволило зменшити витрату електродного металу на 40 % в порівнянні з імпульсно-дуговим зварюванням плавким електродом при порівнянних швидкостях. При цьому рівень поздовжніх прогинів зварних зразків при використанні гібридного процесу був у 3 рази меншим в порівнянні з процесом зварювання імпульсною дугою з плавким электродом. Бібліогр. 20, табл. 1, рис. 10.
 
Ключові слова: роботизований комплекс, плазма, дуга з плавким електродом, гібридний процес, сплави алюмінія, сталі, режими зварювання, якість з’єднань

Поступила в редакцию 11.05.2017
Подписано в печать 15.08.2017
 
Список литературы
  1. Схиртладзе А. Г., Бочкарев С. В., Лыков А. Н., Борискин В. П. (2013) Автоматизация технологических процессов. осква, ООО «ТНТ ».
  2. Водовозов В. М., Мядзель В. Н., Рассудов Л. Н. (1986) Роботы в судокорпусных производствах (Управление, обучение, алгоритмизация). Москва, Судостроение.
  3. Овчинников В. В. (2012) Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов. Практикум. Москва, Академия.
  4. Essers W. G., Jelmorini G. (1975) Method of plasma MIG-welding. U.S. Philips Corporation, New York, NY, USA, Пат. US3891824.
  5. Essers W. G., Liefkens A. C. (1972) Plasma-MIG welding developed by Philips. Machinery and Production Engineering, 12, 632–633.
  6. Essers W. G., Willemes G. A. (1984) Plasma-MIG – schweiben von Aluminium aufragschweiben und Zweielektadensschweiben, von autahl. DVS-Berichte, 90, 9–14.
  7. Дедюх Р. И. (2014) Особенности процесса плазменной сварки плавящимся электродом (Обзор). Сварочное производство, 5, 34–39.
  8. Tao Yang, Hongming Gao, Shenghu Zhang et al. (2013) The study on plasma-MIG hybrid arc behaviour and droplet transfer for mild steel welding. Rev. Adv. Mater. Sci., 33, 459–464.
  9. Sydorets V. N., Zhernosekov A. M. (2004) Numerical simulation of the system of power source–consumable-electrode arc. The Paton Welding J., 12, 9–15.
  10. Korzhyk V., Grynuk A., Khaskin V., Babych O. (2016) The Hybrid Plasma-Arc Welding of Thin-Walled Panels Made of Aluminum Alloy. First Independent Sci. J., 12-13, 28–36.
  11. Ton H. (1975) Physical Properties of the Plasma-MIG Welding Arc. J. Phys. D. Appl. Phys., 8, 922–933.
  12. Hertel M., Fussel U., Schnick M. (2014) Numerical Simulation of the Plasma-MIG Process – Interactions of the Arcs, Droplet Detachment and Weld Pool Formation. Welding in the World, 58, 85–92.
  13. Yang T., Xu K., Liu Y. et al. (2013) Analysis on Arc Characteristics of Plasma-MIG Hybrid Arc Welding. Trans. of the China Welding Ins., 34(5), 62–66.
  14. Kornienko A. N., Makarenko N. A., Granovskij A. V., Kondrashov K. (2001) A Universal Source for Plasma-MIG Surfacing and Welding. Svarochnoe proizvodstvo, 9, 25–26.
  15. Oliveira M. A. de., Dutra J. C. (2007) Electrical Model for the Plasma-MIG Hybrid Welding Process. Welding & Cutting, 6(6), 324–328.
  16. Pentegov I. V., Sidorets V. N. (1990) Energy Parameters in a Mathematical Model of a Dynamic Welding Arc. Welding International, 4(4), 272–275.
  17. Pentegov I. V., Sydorets V. N. (2015) Comparative Analysis of Models of Dynamic Welding Arc. The Paton Welding J., 12, 45–48.
  18. Pentegov I. V., Sydorets V. N. (1991) Quasistatic and Dynamic Volt-Ampere Characteristics and Time Constant of Blown and Moving Arcs. The Paton Welding J., 3, 361–364.
  19. Gao H.-M., Bai Y., Wu L. (2008) Comparison between PlasmaMIG and MIG Procedures on 5A06 Aluminum Alloy. Mat. Sci. Forum, 575-578, 1382–1388.
  20. Matthes K.-J., Kohler T. (2002) Electrical Effects and Influencing Quantities in the Case of the Hybrid Plasma-MIG Welding Process. Welding & Cutting, 2, 87–90.
 
>