CC BY
80
УДК 621.791.052
B.Ф. Демченко, д-р. техн. наук, проф.,
+(380)5258118, dvfies@paton.kiev.ua,
C. С. Козлитина, инж., ssvetasem@gmail.com
(Украина, Киев, Институт электросварки им. Е.О.Патона НАНУ)
БАНК ДАННЫХ РЕЖИМОВ ДУГОВОЙ СВАРКИ В СО2 ,
ПОД ФЛЮСОМ И В СРЕДЕ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ
Приведены структура, состав и схема функционирования банка данных режимов дуговой сварки в СО2, под флюсом и в среде инертных газов. В базе данных содержится обширная экспериментальная информация о режимах сварки конструкционных сталей. В составе информационной системы имеется подсистема подготовки и хранения технологических карт в банке технологий сварки изделий.
Ключевые слова: информационная система, режимы сварки, банк данных, технологическая карта, конструкционные стали.
Введение. Основная цель настоящей разработки - создать компьютерную систему информационной поддержки сварочного производства, ориентированную на специфику производства сварных конструкций в цехах машиностроительных предприятий. Идея этой разработки принадле-
жит проф. [Петеру Зайффарту, замечательному ученому и человеку, многогранная научная деятельность которого в области сварки хорошо известна во всем мире, в том числе в России и Украине. Авторы посвящают свой доклад светлой памяти П. Зайффарта, с которым их связывало многолетнее плодотворное сотрудничество и дружеские отношения. Работа банка опирается на базу данных режимов сварки под флюсом, в С02 и в среде инертных газов, в наполнение которой обширной фактографической информацией значительный вклад внес П. Зайффарт. В базе данных содержится достоверная экспериментальная информация о режимах одно- и многопроходной сварки, обеспечивающих требуемую конструкционную прочность сварного соединения и качественное формирование сварного шва. Режимы сварки приведены для стыковых (одно- и двухсторонних) и тавровых (односторонних) швов при сварке в различных пространственных положениях. В совокупности в банке данных содержится информация
о 660 режимах сварки.
При разработке банка авторы ориентировались на технологов-сварщиков, работающих в службе главного сварщика машиностроительных предприятий. Был разработан модуль подготовки технологических карт сварных изделий. Подготовленные компьютерной системой технологические карты накапливаются в банке данных технологических карт, который имеет удобные средства поиска технологической карты требуемого изделия. Банк технологических карт, непрерывно пополняемый и по мере необходимости корректируемый специалистами завода, может служить в
качестве банка технологий сварки изделий из номенклатуры сварочного производства данного предприятия.
Структура информационной системы WeldSteel.
В состав компьютерной системы WeldSteel входят две подсистемы (рис. 1): банк режимов сварки и банк технологических карт, который включает модуль подготовки технологических карт. Подсистема «Банк режимов сварки» позволяет в зависимости от способа сварки, вида сварного шва, его пространственного положения, толщины основного металла и формы разделки шва предоставить информацию о режимах сварки, содержащуюся в базе данных режимов сварки.
Рис. 1. Структура компьютерной системы WeldSteel
Полученные рекомендации о режимах сварки пользователь может либо принять к сведению, распечатав полученную информацию на принтере, либо передать ее в блок подготовки технологической карты, где данные о режиме сварки заносятся в отдельные позиции шаблона технологической карты и дополняются технологом другими данными, необходимыми для подготовки сварочного производства. Сгенерированная компьютером и технологом-сварщиком технологическая карта может быть сохранена в базе технологических карт.
Банк данных режимов сварки. При создании базы данных режимов сварки была собрана экспериментальная информация о режимах сварки конструкционных сталей для следующих способов сварки: сварка под флюсом одной проволокой; сварка под флюсом двумя проволоками; полу-
автоматическая сварка в СО2; автоматическая сварка в СО2; полуавтоматическая сварка в среде инертных газов (72 % Аг + 18 % С02).
Режимы сварки систематизированы относительно таких видов сварных швов, как стыковой односторонний, стыковой двухсторонний, тавровый односторонний, относительно различных пространственных положений шва (РА, РС, РЕ, РБ, РО - для стыковых швов; РА, РВ, РБ, РБ, РО - для тавровых швов) и различных толщин основного металла. В таблице приведены данные о толщинах основного металла для различных способов сварки и видов швов, имеющих в базе данных соответствующую информацию.
Способы сварки, виды швов и толщины основного металла
Способ сварки Вид сварного шва Толщина основного металла, мм Количество записей в базе данных
Сварка под флюсом одной проволокой Стыковой 10 62
Тавровый 3...14 62
Сварка под флюсом двумя проволоками Стыковой 4...14 16
Полуавтоматическая сварка в СО2 Стыковой 2 2 О 492
Тавровый 2.16 92
Автоматическая сварка в СО2 Стыковой 2 2 о 761
Тавровый 3.16 87
Полуавтоматическая сварка в среде инертных газов Стыковой 3.12 80
Тавровый 3.8 15
Дополнительно к информации о режимах сварки собраны данные о параметрах разделки кромок, скорости подачи проволоки, а также (при сварке в смеси газов тавровых швов) графическая информация о микрошлифах сварных швов.
Для различных условий сварки, определяемых её способом, видом шва, его пространственным положением, формой разделки кромок и толщиной металла, имеется альтернативная информация для проволок различного диаметра. Применительно к многопроходной сварке данные о режимах сварки включают информацию о количестве проходов и режимах выполнения корневого, заполняющих и декоративных швов. Для двухсто-
ронней сварки эти данные даются отдельно для нижней и верхней разделки шва. Рекомендуемые информационной системой режимы сварки обеспечивает качественное формирование шва и необходимое для обеспечения конструктивной прочности количество наплавленного металла. Указанная информация актуализирована в базе данных режимов сварки. База данных содержит 1667 записей. Количество записей, введенных в базу данных для различных способов сварки, представлено в последнем столбце таблицы.
Работа подсистемы «Банк режимов сварки» ведется в режиме диалога с пользователем. Основная цель диалога - создать запрос к базе данных (рис. 2).
Рис. 2. Формирование запроса к базе данных
В зависимости от выбранного способа сварки компьютерная система формирует список видов сварных швов и предлагает доступные варианты пространственного положения шва. В зависимости от выбранных способа сварки, вида и пространственного положения сварного шва система предлагает пользователю выбрать толщину основного металла из указанного диапазона, а также способ разделки кромок шва.
Проиллюстрируем работу системы на отдельных примерах для различных способов сварки. На рис. 2 представлено окно формирования запроса, а на рис. 3 - рекомендуемые режимы сварки под флюсом для стыкового двухстороннего шва.
Предлагаются два варианта режима сварки для проволок диаметром 4 и 5 мм, указывается количество проходов и дается информация о параметрах разделки и погонной энергии.
Рис. 3. Рекомендуемые режимы сварки под флюсом одной проволокой
Аналогичным образом даются рекомендации режимов сварки под флюсом для таврового шва (рис. 4). В этом случае в отличие от рис. 3 информация о режимах дается для одного диаметра проволоки с различными вариантами сочетания сварочного тока и напряжения. Работу системы для полуавтоматической сварки в СО2 проиллюстрируем (рис. 5) на примере сварки стыкового двустороннего шва в горизонтальном положении для толщины основного металла, равной 120 мм. В этом случае режимы сварки даются для трех диаметров проволоки: отдельно для корневого, заполняющих и декоративных швов верхней и нижней разделок.
Способ сварки
сварка под флюсом одной проволокой Вид сварного шва тавровый, односторонний Положение шва РА Толщина металла (I) 14 мм
Режимы сварки обеспечивают качественное формирование шва и условие свариваемости
сі пр. [мм]| Кол-во слоев ПА] им V [см/мим] о, ° Ь [мм] Погонная энергия [и/ст]
2 1 360 31 20 90 <2 33480
1 380 34 І20 90 <2 38760
1 400 37 І20 90 <2 44400
1 420 40 20 90 |<2 50400
Печать | Подготовка технологической карты | | -О Назад
Рис. 4. Рекомендуемые режимы сварки под флюсом одной проволокой для таврового шва
В таблице режимов (рис. 5) дополнительно указываются три параметра разделки шва, а также скорость подачи проволоки. Аналогично представляется информация о режимах для других способов сварки в СО2. Для сварки в смеси газов для одного и того же диаметра проволоки пользователь получает информацию о возможных для стыкового двухстороннего шва вариантах режимов сварки, отличающихся различным сочетанием сварочного тока, напряжения и скорости подачи проволоки.
Рис. 5. Рекомендуемые режимы полуавтоматической сварки в СО2
Для выбора наиболее рационального режима сварки пользователь может запросить дополнительную информацию о микрошлифе сварного шва, хранящуюся в графической базе данных. Имеется возможность получить печатную копию информации о параметрах режимов сварки, которая визуализирована на экране монитора.
Подготовка технологической карты. Параметры выбранного режима сварки вместе с сопутствующими режиму сварки данными могут быть представлены в виде технологической карты. Эта работа выполняется модулем подготовки технологической карты. Данные, полученные в результате работы компьютерной системы по выбору режима сварки, передаются в поля технологической карты автоматически. Отдельные поля технологической карты заполняются пользователем.
При подготовке технологической карты на экран последовательно вызываются два окна редактирования (рис. 6, 7). Все поля технологической карты, которые отображаются в окнах её редактирования, разрешается изменять, в том числе и те, которые были подготовлены банком режимов сварки. Заполненную (отредактированную) технологическую карту можно сохранить в базе данных технологических карт.
Рис. 6. Подготовка технологической карты (формуляр 1)
Процесс заполнения шва и режимы сварки
Шов Сварочный процесс Положение сварки Сварочный материал Диаметр, Вылет электр.,мм Ток, А Напряжение, В Газ, л/мин Скорость сварки, м^мин
корень (верх) РА 1.2 230 25 0.58
заполн. 23 (верк] 1.6 375 32 0.22 _
декор. 1 (верх) 1.6 360 32 0.35
заполн. 23 (низ) 1.6 375 32 0.23
<і і _іГ
Іримечание:
Контроль ОТК Удаление корня шва Состав газа Аттестация сварщиков
Начальник лаборатории свар
Разработал: | ки:|
Печать технологической карты | ®ч Просмотр | ИЦ Сохранить документ
<Ь Назад | X Выход |
Рис. 7. Подготовка технологической карты (формуляр 2)
Конкатенации полей «Заказ №» и «Чертеж №» базы данных технологических карт являются уникальными идентификаторами технологической карты, которые используется поисковой системой банка технологических карт для поиска требуемой карты. После завершения редактирования технологической карты можно перейти в режим ее просмотра как цельного документа. В режиме просмотра технологической карты пользователю предоставляется возможность напечатать технологическую карту, изменить установки принтера, сохранить документ в виде отдельного файла (для передачи в другое приложение).
Банк технологических карт. Банк предназначен для хранения технологических карт, подготовленных компьютерной системой WeldSteel. Для поиска технологической карты требуемого сварного изделия в банке имеется поисковая система, использующая различные варианты составления запроса к базе технологических карт. Поиск документа (технологической карты) может быть проведен по одной из двух схем:
1 - поиск требуемой технологической карты по номерам заказа и чертежа;
2 - технологическая карта ищется в зависимости от способа сварки, толщины металла, типа соединения и основного металла. Имеется возможность отредактировать документ, записать новую версию вместо предыдущей, сформировать на основе выбранной технологической карты новый документ и сохранить его в базе данных. Выбрав в начале работы с системой модуль «Банк технологических карт», пользователь имеет возможность просмотреть всю базу данных, отобрать технологическую карту по заданным критериям, редактировать отдельные позиции, удалять или сохранять в базе данных технологическую карту, используя блок подготовки технологической карты. Функция редактирования технологической карты может быть распространена на случай подготовки новой (оригинальной) технологической карты. Для этой цели из базы технологических карт выбирается наиболее близкий прототип требуемой карты, на основе которого генерируется новая технологическая карта при информационной поддержке со стороны «Банка режимов сварки».
Выводы. Компьютерная система WeldSteel является системой информационной поддержки сварочного производства, ориентированной на производство сварных конструкций из конструкционных сталей при сварке под флюсом, в CO2 и в среде инертных газов. Модуль подготовки технологических карт, встроенный в банк данных, позволяет специалистам службы главного сварщика создавать компьютеризированный банк технологий сварки для номенклатуры изделий, характерных для данного машиностроительного предприятия.
V. Demchenko., S. Kozlitina
Databank of welding conditions for arc welding in СО2, submerged arc welding and in the environment of inert gases
The structure, composition and the operation scheme of the data bank of CO2, submerged arc welding modes in inert gases are presented. The database contains extensive experimental information on the modes of structural steel welding that is used to design the modes of structural steel welding by the technicians of chief welder service at the mechanical engineering enterprises. The structure of the data bank includes the subsystem intended for preparation and storage of the process chart flowsheets in the bank of welding technologies which are applied to the products that are typical for a certain enterprise.
Key words: information system, welding modes, data bank, process chart flowsheet, structural steels.
Получено 28.12.10 г.
