CC BY
29
тока и эффективности этого процесса можно воспользоваться величиной отношения концентраций восстановленного элемента при ЭШП на постоянном и переменном токе
[Ме]пост
-= К (4)
[Ме]пер 3 v '
Например, для ванадия и магния этот показатель при (МеаОь) = 20 мас.% в шлаке составляет соответственно 1,7 и 3,0, то есть при восстановлении магния наложение постоянной составляющей должно быть более эффективным, хотя абсолютная концентрация [V] на порядок превышает [Ме]. Поэтому при оценке целесообразности дополнительного наложения постоянного тока следует учитывать и эффект влияния осаждаемого элемента на физико-механические и эксплуатационные свойства переплавляемого металла.
При изучении влияния величины плотности составляющей постоянного тока на восстановление ванадия получена зависимость (рис. 3), которая, на первый взгляд, противоречит известным положениям (флюс АНФ - 6 + 10 мас.%). Однако, сопоставляя ее с полученными ранее поляризационными кривыми для расплава этого состава, можно установить достаточно четкую корреляцию экспериментальных данных. Линейность зависимости [V] = f(ik) на начальном участке обусловлена течением процесса перезарядки ионов ванадия
у3+ + е у2+ (5)
в этом диапазоне i и Т|. Более высокие значения i
при электрошлаковом процессе, в сравнении с ¡^ , полученными в электрохимической ячейке, обусловлено достаточно интенсивным движением взаимодействующих фаз.
Дальнейшее увеличение плотности тока постоянной составляющей повышает [V] до 0,72% при последующей стабилизации, свидетельствующей об исчерпании возможностей электролитического восстановления ванадия в данных условиях (ЭШП на постоянном токе обратной полярности на этом шлаке-электролите обеспечивает близкие значения (0,8%) концентрации ванадия в слитке).
Таким образом, полученные сведения свидетельствуют о том, что выбор состава шлака-электролита и режима электролиза должен осуществляться с учетом электрохимических параметров в электрошлаковой системе.
Список литературы
1. ЛаташЮ.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав.-М.: Метал-
лургия, 1970,- 240с.
2. Электрошлаковая сварка и наплавка /Под ред. Б.Е.Патона. - М.:
Машиностроение, 1980.-511с.
3. Сущук-Слюсаренко И.И., Лычко И.И., Козулин М.Г. и др. Электрошла-
ковая сварка и наплавка в ремонтных работах. - Киев: Наукова думка, 1989. - 192с.
4. Клюев М.М., Каблуковский А.Ф. Металлургия электрошлакового
переплава. - М.: Металлургия, 1969. - 256с.
5. Пастухов ЭЛ., Мусихин В.И., Ватолин H.A. Электрические свойства
нестехиометрических оксидных расплавов. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. - 112с.
6. Торопов H.A., Барзаковский В.П., Бондарь И.А. и др. Диаграммы
состояния силикатных систем: Справочник,- Л.: Наука, 1970,- 371с.
7. СытникН.М., Лиханосов В.Н. Оценка возможности восстановления
из оксидов, фторидов и силицидов металлов - сфероидизаторов графита для получения синтетического чугуна в наплавленном металле // Сварочное производство. - 1990. - №3. - С.35-37.
8. ДудкоД.А., Рублевский И.А. Влияние рода и полярности тока на
металлургические процессы при ЭШС//Автоматическая сварка,-1958. - №3. - С.69-78.
9. Миронов Ю.М., Лоскутов В.И., Иодковский С.А.и др. Регулирование
химсостава металла при ЭШП с помощью постоянной составляющей тока // Тезисы докладов. Ill Всесоюзная конференция по современным проблемам электрометаллургии стали. -1977. - С. 78-79.
10. Соловьев Г.И. Электрохимическое модифицирование легированных
сталей при электрошлаковом переплаве//Дисс.... канд.техн.наук. -Курган, 1982. - 155с.
11. Гончаров А.Е., Манаков А.И., Соловьев Г.И. и др. Электрохимическое восстановление магния и ванадия из шлака при ЭШП по бифиляр-ной схеме // Специальная электрометаллургия. -1981,- Вып. 47. - С.29-32.
С.И. Казаков, Д.Б. Калашников, Л.Н. Лапшин
Курганский государственный университет, г.Курган
ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА «НИКА» - ИНСТРУМЕНТ СОЗДАНИЯ ЭНЦИКЛОПЕДИИ ПО ВОПРОСАМ СВАРКИ И СОЕДИНЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
На основе актуальной информации, опубликованной в последние 10-15 лет, создана ИПС «НиКа». Информация структурирована по разделам и содержит 65000 документов. Развитая система поиска позволяет быстро найти информацию как по названию, так и по содержимому статьи. На основе собранных материалов составлены и изданы «Справочник инженера-сварщика» и «Сварка полимеров и склеивание материалов. Справочник».
В области сварки, пайки, наплавки, склеивания металлов, пластмасс и резки конструкционных материалов объемы накопленных знаний весьма большие, поскольку имеет место широкий диапазон свариваемых сталей и сплавов, включающих в самых различных сочетаниях практически все элементы таблицы Менделеева, и при этом свариваются или подвергаются резке сплавы широкого диапазона толщин, начиная от фольги до метровых значений. Все вышесказанное отражается в разнообразии способов и приемов сварки и резки, и даже краткая справочная информация по этим вопросам уже 25 лет назад составила 4-х томное издание [1]. Это говорит о том, что назрела объективная потребность создания современных энциклопедических изданий для обучения инженерных кадров в области сварки и для практического использования накопленных знаний на рабочем месте проектировщика и исследователя, используя компьютерные информационные технологии. Однако собрать все публикации по вопросам сварки и родственных технологий практически невозможно, поэтому необходимо определить необходимый и достаточный период прошлых лет, за который целесообразно собирать статьи, рефераты и другие печатные издания, которые в полной мере могли бы отразить современный уровень науки и практики в области сварки. Из теории информатики известно, что имеет место старение публикаций [2]. Это старение заключается в том, что они (публикации) с увеличением своего "возраста" теряют ценность как источники информации и все меньше используются специалистами. Для измерения скорости старения публикаций американские ученые Р Бартон, Р Кеблер, Д. Прайс [3] предложили меру, названную "периодом полужизни" публикаций по аналогии с периодом полураспада радиоактивных веществ. Период полужизни публикаций - это время, в течение которого была опубликована половина всей используемой в настоящее время литературы по какой- либо отрасли или предмету. Например, если этот период равен 5, то это значит, что 50 % всех процитированных в текущем
году по данному предмету работ не старше 5 лет Период полужизни публикаций в отрасли металлургии и машиностроения составляет соответственно 4,6 и 5,2 [2]. Следовательно сварка как раздел металлургии и машиностроения имеет период полужизни публикаций на уровне 5. Для полного же отражения достижений в области сварки, которые будут изучаться и использоваться в дальнейшем, необходимо иметь публикации и их рефераты не менее чем за последние 10 лет. Для реализации такого подхода на кафедре технологии и автоматизации сварочного производства (ТАСП КГУ) с 1996 года ведутся активные работы по созданию электронной информационной системы в области сварки и родственных технологий. В настоящее время разработан банк данных в области сварки, включающий специализированную систему управления документальными базами данных (СУБД), - «Информационно-поисковая система «НиКа», которая зарегистрирована в Государственном координационном центре информационных технологий [4], а также разработан ряд баз данных [5, 11] документов по различным вопросам сварки, пайки, наплавки, резки металлов и пластмасс, опубликованных в промышлен-но-развитых странах мира в период с 1992 по 2003 гг.
При разработке СУБД «НиКа» использован современный язык программирования Borland Delphi под управлением Windows с использованием технологии баз данных (БД). Программный комплекс ИПС «НиКа» при пуске программы создает первоначально пустую оболочку будущей базы. В объеме этой оболочки, ограниченной только ресурсами персонального компьютера, проектировщик-пользователь создает иерархическую структуру своей предметной области знаний или деятельности, присваивая каждому разделу соответствующее имя и цифровой рубрикатор (по подобию УДК), что и позволяет создать виртуальное хранилище с однозначно поименованными ячейками, в которые и будут в дальнейшем отправляться на хранение соответствующие документы.
Для пополнения БД очередной документ может быть подготовлен редактором Microsoft Word в формате RTF или редактором Windows WordPad или Notepad, а также могут быть использованы и DOS-редакторы. Кроме того, система обладает встроенным редактором, позволяющим вводить текстовый документ непосредственно с клавиатуры в формате RTF или редактировать ранее введенный документ, а также имеется возможность вводить, просматривать и удалять из документов рисунки в формате ВМР Система предусматривает и автоматизированный ввод в БД группы специально подготовленных документов в соответствии с их рубрикаторами. Наличие рубрикатора во второй строке подготовленного к вводу документа позволяет автоматизировать ввод группы документов в различные разделы структуры (допускается ввод до 500 документов по одной команде) и проводить поиск по значению рубрикатора.
Система «НиКа» предоставляет различные варианты быстрого поиска документов по интересующей теме. Поиск может быть проведен по одному или нескольким ключевым словам названия или текста документа, по значению рубрикатора, в пределах всей базы или отдельного указанного раздела. Названия найденных документов выводятся на экран для просмотра и дальнейшей уточняющей фильтрации. Документы, представляющие дальнейший интерес, могут быть выведены на печать или в отдельный каталог с необходимыми рисунками.
С использованием программного комплекса «Информационно-поисковая система "НиКа"» на кафедре ТАСП созданы следующие документальные БД:
1. Электронный марочник сталей и сплавов содержит информацию по химическому составу, видам постав-
ки металла, назначению, свариваемости, эксплуатационным и технологическим свойствам российских сталей 500 марок с указанием соответствующих им зарубежных сплавов. Отдельно приведен сортамент проката стального холоднокатаного и горячекатаного. Содержится также информация по алюминиевым, медным, титановым, никелевым сплавам и чугунам. Количество таблиц в марочнике > 700. База занимает объем ~ 500 Мбайт [5].
2. Словарь-справочник инженера сварщика от "А" до "Я"[11] - это энциклопедический справочник по вопросам техники и соединения конструкционных материалов содержит в алфавитном порядке ~11000 статей по объяснению понятий и терминов по различным отраслям техники и некоторым естественным наукам (математике, физике, химии и др.). Составлен на основе изданий [6- 10].
В справочнике содержатся:
- краткая характеристика всех элементов таблицы Д.И. Менделеева;
- краткая характеристика минералов и газов, используемых в промышленности и сварочном производстве;
- основные термины металлургии, металловедения и термообработки, рекомендуемый вид термообработки и уровень твердости для типовых деталей машин и инструментов, перевод значений твердости по шкале НВ, НУ HRC, HRCэ, HRA, HRB;
- основные термины и понятия физики, электротехники и электроники;
- основные термины и понятия теории сопротивления материалов и строительной механики;
- справочные данные по свариваемости сталей различных классов;
- справочные данные по наплавке и наплавочным материалам:
электроды для наплавки - 40 марок;
порошковые проволоки - 20 марок;
проволоки для наплавки - 40 марок;
прутки для наплавки - 10 марок.
- справочные данные по пайке, припоям (70 марок) и свойствам паяных соединений;
- справочные данные по видам и свойствам пластмасс (30 видов);
- справочные данные по склеиванию металлов, пластмасс и работоспособности клеевых соединений (33 марки клея);
- справочные данные по электродам для ручной дуговой сварки (150 марок), сплошным и порошковым сварочным проволокам (40 марок), флюсам (20 марок) и газам.
Справочник содержит методики расчета различных соединений (56 вариантов сварных соединений и расчетных схем их нагружений), а также методику расчета клеевых соединений с 10 вариантами соединения и на-гружения, рекомендации по рациональному конструированию сварных, паяных и клеевых соединений. Справочник содержит краткий марочник сталей и чугуна, а также сплавов алюминия и титана, меди и никеля.
Приведен классификатор изделий и конструкторских документов машиностроения, который содержит в 42 - х классах подклассы, группы, подгруппы и виды (всего 406 разделов), рекомендуемые для обозначения сборочных единиц и деталей машиностроения.
Количество рисунков (таблиц) ~ 2000. Объем справочника ~ 680 Мбайт.
3. Изобретения в области сварки. Эта база содержит около 11000 кратких описаний патентов, авторских свидетельств и заявок на изобретения в области сварки, резки, пайки, наплавки, склеивания металлов и пластмасс, опубликованных в промышленно-развитых странах
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 1
71
мира за последние 10 -12 лет. Документы размещены в 820 разделах иерархической структуры. Поиск может быть проведен по автору (авторам), названию изобретения, классу, номеру авторского свидетельства (патента). Общий объем базы ~ 45 Мбайт.
Программный продукт «Изобретения в области сварки» зарегистрирован в Государственном координационном центре информационных технологий Министерства образования и науки РФ 23.08.2004 г. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 3808.
4. Сварка полимеров и склеивание материалов База содержит разделы:
1. Сварка пластмасс.
2. Склеивание материалов.
3. Словарь-справочник по сварке пластмасс и склеиванию материалов.
Разделы 1 и 2 содержат каждый по 1200 документов (статьи, рефераты, патенты, авторские свидетельства и заявки на изобретения), которые были опубликованы в промышленно-развитых странах мира за последние 12 -14 лет по различным вопросам сварки пластмасс и склеиванию материалов.
В разделе 3 собрано около 1,4 тыс. терминов по сварке и склеиванию материалов; сведения по 500 маркам российских клеев с краткой характеристикой их эксплуатационных свойств, технологии склеивания с указанием разработчиков (поставщиков) клеящих материалов; информация о 145 российских фирм разработчиков (поставщиков) клеящих материалов и оборудования; около 600 торговых названий зарубежных клеев с кратким описанием их свойств или применения клея.
Вся информация на CD оформлена в виде информационно-поисковой системы (ИПС), позволяющей пользователю найти интересующие его данные, введя в окне поиска ключевое слово, словосочетание или набор символов. Это позволит читателю узнать новейшие достижения по интересующему его вопросу в области сварки полимеров и склеивания материалов, которые достигнуты в мире, избежать ошибок, найти партнеров и тем самым сократить сроки и издержки освоения новых технологий сварки пластмасс и склеивания материалов, за которыми большое будущее.
Программный продукт «Сварка и склеивание полимеров» зарегистрирован в Государственном координационном центре информационных технологий Министерства образования и науки РФ 11.03.2004 г. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 3265.
5. Все о сварке. Эта база содержит более 40000 рефератов и статей по самым различным вопросам сварки, резки, пайки, наплавки, склеивания металлов и пластмасс, опубликованных в промышленно-развитых странах мира за последние 10 -12 лет. Документы размещены в 820 разделах иерархической структуры базы. Основные (корневые) разделы базы и количество документов в них:
- газовая сварка и резка ^ 400 документов;
- дуговая сварка и резка ~ 6500 документов;
- контактная электросварка ^ 1200 документов;
- лучевые способы сварки и резки ~ 2750 документов;
- наплавка ^ 1200 документов;
- общие вопросы сварки ^ 6100 документов;
- пайка ^ 2500 документов;
- сварка давлением. ^ 1500 документов;
- сварка пластмасс ~ 700 документов;
- вопросы изготовления сварных конструкций по отраслям промышленности ~ 5000 документов;
- склеивание металлов и пластмасс ^ 1100 документов;
- вопросы теории сварочных процессов ^ 6400 документов;
- вопросы технологии и оборудования сварочного производства ^ 3200 документов.
Количество рисунков (таблиц) ~ 500. Объем базы ~ 320 Мбайт.
Общий объем ИПС «НиКа» с базами данных составляет ~ 1,5 Гбайт. Распечатка всех текстовых документов составила бы около 100 тысяч страниц.
В процессе проектирования, отладки и тестирования системы «НиКа» исследовались различные варианты хранения и обработки графической информации, в результате анализа был выбран как наиболее качественный вариант оформления рисунка в формате ВМР и с указанием на соответствующий файл в последней строке текстового документа, к которому рисунок прикреплен.
Информационно-поисковая система «НиКа», с использованием которой созданы указанные выше базы, позволяет хранить и обрабатывать документы большого объема. В качестве примера представлена книга Ю.А.Денисова, содержащая большое количество рисунков и таблиц (более 100) [13] .
За весь период создания и совершенствования ИПС "НиКа" показала себя как удобный и надежный программный комплекс, пригодный для практической работы по созданию и обработке документальных баз данных в любой области знаний и деятельности. Собранная с ее помощью информация по вопросам сварки объемом более 1,5 Гбайт позволяет говорить о создании энциклопедии по сварке и соединению конструкционных материалов.
На основе собранных материалов составлен и издан «Справочник инженера-сварщика» [14] и «Сварка полимеров и склеивание материалов. Справочник» [15].
Список литературы
1. Сварка в машиностроении: Справочник: В 4т./ Под ред.
Г.А. Николаева и др. - М.: Машиностроение, 1978.
2. Гиляревский Р.С. Основы информатики.- М.: Изд-во «Экзамен», 2003.-
320с.
3. Price D. General theory of bibliometrical and other cumulative processes //
Journal of the American Society for Information Science. - 1976. - Vol. 29.- N 5 - P. 292.
4. Никитин В. М., Казаков С. И. Информационно-поисковая система
«НиКа». Регистрационный номер 50200100433. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования Российской Федерации, 2001.
5. Казаков С. И. Электронный марочник сталей и сплавов. № ОФАП -
1882. № госрегистрации - 50200200118. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования Российской Федерации, 2002.
6. Политехнический словарь /Под ред. А.Ю. Ишлинский и др.-3-е изд.,
перераб. и доп.-М.: Советская энциклопедия, 1989.-656 с. (этот источник в БД обозначен [*]).
7. Физический энциклопедический словарь /Гл. ред. А. М. Прохоров. - М.:
Сов. энциклопедия, 1984. - 944 с.
8. Словарь-справочник по сварке /Под ред. К. К. Хренова. -Киев:
«Наукова думка», 1974. - 194 с.
9. Сварка и свариваемые материалы: В 3 т.- Т. 1: Свариваемость
материалов. Справ. изд. /Под ред. Э. Л. Макарова. - М.: Металлургия, 1991.- 528 с.
10. Сварка и свариваемые материалы: В 3 т.- Т. 2: Технология и
оборудование. Справ. изд. /Под ред. В. М. Ямпольского. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997.- 574 с.
11. Казаков С.И., Калашников Д.Б. Энциклопедический словарь от "А"до
Я". Свидетельство об отраслевой регистрации № 2968 Государственного координационного центра информационных технологий Министерства образования Российской Федерации 12.11.2003 г.
12. Марочник сталей и сплавов /М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко,
Ю.В. Каширский и др.; Под общ. ред. А.С. Зубченко.- М.: Машиностроение, 2001.- 672 с.
13. Денисов Ю. А. Проектирование металлических пролетных строений
железнодорожных мостов с решетчатыми фермами: Учебное пособие. - Курган: Курганский гос. ун-т, 2001.- 205 с.
14. Казаков С. И., Штенников В. С., Бабушкина Н. В. Справочник
инженера-сварщика. - М.: Центр промышленного маркетинга, 2003.- 415 с.
15. Казаков С.И., Лапшин Л.Н., Григорьев С.М. Справочник. Сварка
полимеров и склеивание материалов. - М.: Центр промышленного маркетинга, 2004.-403 с.
