CC BY
17ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА И РАЗРАБОТКА МЕТОДА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ РАЗНОТОЛЩИННЫХ ДЕТАЛЕЙ
В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1 2 Куковякин Н.И. , Куковякина А.М.
'Куковякин Николай Иванович - аспирант, кафедра машиностроительных технологий и оборудования; 2Куковякина Анастасия Михайловна - магистрант, кафедра биомедицинской инженерии, Юго-Западный государственный университет, г. Курск
Аннотация: в статье представляется разработка обобщенного показателя качества сварки.
Ключевые слова: контроль качества, математическая модель, обобщенный показатель.
Непрерывно совершенствуются известные и создаются новые методы контроля качества соединений, выполненных контактной точечной сваркой. Однако в электротехнической промышленности до настоящего времени недостаточно широко применяются перспективные неразрушающие методы контроля вместо малоэффективных методов - выборочного разрушающего контроля и внешнего осмотра сварных соединений.
Характерным примером этого является применяемый в производстве выборочный контроль сварных соединений. Он характеризуется низкой достоверностью и связан с разрушением достаточно большого количества готовых изделий. Кроме того, испытание выборки и внешний осмотр всех соединений изделия требуют значительного времени, что существенно снижает эффективность производства и имеет следующие недостатки:
- применяемый выборочный контроль не обеспечивает высокую достоверность;
- разрушение выборки связано со значительными материальными и трудовыми затратами;
- внешний осмотр сварных соединений требует значительной части штучного времени изготовления сварного узла.
Основным резервом повышения эффективности производства является применение высокопроизводительного метода контроля качества, свободного от вышеуказанных недостатков.
Анализ существующих неразрушающих методов контроля качества точечных сварных соединений показывает, что с точки зрения повышения эффективности производства в электротехнической промышленности наиболее целесообразно контроль осуществлять по параметрам процесса сварки. Такой метод контроля подразумевает разработку однофакторных или многофакторных математических моделей процесса сварки, в которых устанавливается количественная связь между выбранными показателями качества и наиболее информативными параметрами процесса.
Качество сварных узлов характеризуется одновременно несколькими показателями. Оценка сварных соединений одновременно по нескольким показателям качества связана с определенными трудностями. Главная из них заключается в том, что само понятие качества в этом случае является комплексным и его трудно определить, т.к. отдельные составляющие имеют различный физический смысл и размерность. Поскольку показатели взаимосвязаны между собой, ухудшение одного из них может привести к изменению в худшую сторону другого.
| 17 | Современные инновации № 6(28) 2018
Указанные трудности можно преодолеть при использовании обобщенного показателя качества, связывающего отдельные его составляющие между собой с учетом доли их влияния на качество сварного соединения.
Разработка обобщенного показателя качества возможна с использованием известных методов, применяемых при планировании экспериментов. С этой целью необходимо ввести для каждого показателя безразмерную шкалу, что позволит сравнивать их между собой, несмотря на различный физический смысл. Исходя из того, что шкала должна быть однородной, удобно пользоваться простым стандартным аналогом - шкалой, на которой имеется только два значения: «0» - брак, «1» - годный.
После введения безразмерной шкалы для получения обобщенного показателя качества остается выбрать правило комбинирования его составляющих. Сварные соединения считаются негодными, если хотя бы один из показателей оказывается неудовлетворительным. При таком подходе доля участия каждого показателя в обобщенном критерии качества принимается одинаковой и равной единице.
В результате анализа существующего на производстве выборочного разрушающего метода контроля качества сварных узлов установлено, что повышение эффективности контроля возможно с применением 100% неразрушающего метода контроля показателей качества (прочности и внешних дефектов) сварных соединений по параметрам процесса. Такой метод контроля позволяет снизить материальные и трудовые затраты и повысить достоверность контроля.
Проведенными экспериментами показано, что внешние дефекты (выплески, вмятины и др.) связаны с большим объемом металла, расплавленного и выдавленного из зоны сварки. Объем выдавленного металла характеризуется «шириной выдавленного металла», который можно принять за критерий количественной оценки наличия или отсутствия внешних дефектов
С использованием методов математической статистики установлено, что ширина выдавленного металла связана с величиной конечного перемещения подвижного электрода. Эта связь описывается однофакторной линейной математической моделью, коэффициент парной корреляции которой составляет 0,89.
Проведен анализ взаимосвязи прочности сварных соединений на отрыв с рядом параметров процесса для оптимальной области режимов.
Установлено, что наиболее информативными, имеющими коэффициенты корреляции от 0,85 до 0,95, являются следующие параметры процесса:
- величина интенсивного сближения электродов;
- максимальные значения сварочного тока;
- падения напряжения между электродами и мощности.
Разработана многофакторная математическая модель для оценки прочности сварных соединений, связывающая прочность с максимальной величиной сварочного тока, усилием сжатия и перемещением подвижного электрода в начальной стадии процесса.
Разработан обобщенный показатель качества, представляющий собой математическое выражение для оценки качества сварного соединения по альтернативному признаку в виде логической «1» (качественное соединение) или логического «0» (некачественное соединение).
Список литературы
1. Технология и оборудование контактной сварки. / Под ред. Б.Д. Орлова. М.:
Машиностроение, 1986. 352 с.
2. Контроль качества сварки / Под ред. В.Н. Волченко. М.: Машиностроение, 1975.
328 с.
3. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер,
Е.В. Грановский и др. М.: Наука, 1976. 278 с.
Современные инновации № 6(28) 2018 | 18 |
