CC BY
7
individual elements on various process parameters, such as the speed of the air blown out of the cooling tower, its temperature, mixing of air from the cooling tower with the environment, and several other parameters. The purpose of the article is a comparative analysis of the parameters of several variants of computer simulations, which differ only in the finite element mesh. Specific values of the estimated values are given depending on the size of one element. The author comes to the conclusion about which option is the most preferable and optimal in terms of calculation error and its speed.
Key words: analysis, information, data, software, program, computer simulation,
ecology.
Bocharova Alena Mikhailovna, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.791
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-275-278
К ВОПРОСУ О СВАРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ВЫБОРЕ ОБОРУДОВАНИЯ
В.Г. Новиков
Сварка является распространенной операцией для изготовления различных деталей, в том числе и в машиностроительном производстве, которая сопровождается необходимостью в применении специализированного сварочного оборудования. Такое оборудование имеет различные свойства и характеристики, каждые из которых необходимы в своем конкретном случае применения сварки, поэтому вопрос о выборе сварочного оборудования является важным. В работе описываются основные виды оборудования, используемого в процессе сварки, которое применяется в различных условиях проведения операции, при сваривании различных видов материалов, для получения различного по качеству сварного шва. Приводятся наиболее распространенные виды оборудования с описанием их достоинств и недостатков. Делаются выводы о том, какое оборудование необходимо использовать в зависимости от нескольких факторов: качество сварного шва, возможность использования и доступ к источникам электрического питания, размеров получаемого изделия, стоимость оборудования и расходного материала, а также квалификации специалиста, которым проводится сваривание материалов.
Ключевые слова: сварка, оборудование, технологический процесс, черные металлы, цветные металлы.
Сварка является важной частью машиностроения и других отраслей промышленности. С ее помощью изготовляют большое разнообразие деталей как по форме, так и по габаритным размерам [1-4]. При этом для каждого свариваемого материала и для разных условий, при которых необходимо провести сваривание, необходимо различное оборудование [5-11].
Сварочное оборудование включает в себя огромную группу аппаратов. Используют его для сварки узлов, производства некоторых видов деталей. Фактически это межмолекулярный процесс, происходящий под нагревом.
Главное отличие между бытовыми и промышленными сварочными аппаратами - мощность и ПВ (продолжительность включения). Если производитель заявляет о цикле в 10 минут, то аппарат может беспрерывно работать 5 минут, после чего столько же времени должен охлаждаться. Чем выше показатель ПВ, тем продуктивнее и надежнее сварочный аппарат. Некоторые промышленные модели достигаю 100% ПВ.
275
Виды сварочного оборудования. Важный момент, на который необходимо обратить внимание - универсальность модели. Самые простые работают на переменном токе в режиме ММА, то есть могут сваривать только черный металл. Универсальные аппараты работают на переменно-постоянном токе и могут сваривать и разрезать различные типы металлов, а не только черный.
Сварочные трансформаторы. Такой аппарат можно встретить во многих домо-хозяйствах. У него простая конструкция. Его можно использовать в работе, к качеству которой не выдвигается высоких требований. Однако опытные мастера способны делать при его помощи высокоточные швы. В процессе сваривания из-за нестабильности дуги, возникают трудности с одновременным зажиганием и поддержкой аппарата.
Сварочные выпрямители. Выпрямители уже отнесены ко второму поколению сварочных аппаратов. Они усовершенствованы, работают на переменно-постоянном токе. Выпрямители широко используются не только в бытовых целях, но и на стройках, в промышленности. При их помощи можно сваривать цветные металлы, включая чугун и нержавеющие стали.
Сварочные инверторы. Отличительная особенность этого аппарата - на выходе он дает ток с самыми высокими показателями мощности. Поэтому инверторы хорошо работают от генераторов, работающих на жидком топливе. Часто используются в местах, где есть проблемы с напряжением в электрической сети. К аппарату подходят все типы электродов, сваривает он также все типы металлов. Можно сказать, что у таких аппаратов практически нет никаких недостатков.
Сварочные полуавтоматы. Этот аппарат представляет собой блок подачи электродной проволоки и источник тока. Есть модели со встроенным блоком подачи. Полуавтоматы широко используются в местах, защитных инертных или активных газов. Сварочный аппарат дает практически идеальное шовное соединение. Полуавтоматы отличаются высокой производительностью. Они могут использоваться для сварки тончайших металлов. Однако недостаток - высокая стоимость. Помимо этого, если необходимо работать в газовой среде или будет использоваться «голая» проволока, то потребуются дополнительные расходные материалы, газовые баллоны.
Аргонодуговая сварка. Оборудование для аргонодуговой сварки дает возможность получить швы самого высокого качества. Оно отлично справляется со всеми видами металлов из группы черных: углеродистой, высоколегированной, оцинкованной, гальванизированной и прочими. Такое же качество можно получить при работе с цветными металлами: магниевыми сплавами, медью, латунью и так далее.
Оборудование этого типа уже относится к профессиональному, его рационально использовать на промышленных объектах. Помимо этого, чтобы добиться качества, сварщик должен иметь определенные навыки.
Сварочные агрегаты. Такие агрегаты используются в «полевых» условиях, где нет возможности подключения к электрической сети. Сварочные агрегаты состоят непосредственно со сварочного аппарата и малой автономной электростанции, работающей на жидком топливе. Самые маленькие варианты сварочных агрегатов - инвер-торные модели, остальные имеют значительные габаритные размеры.
Сварочные агрегаты являются промышленным оборудование и используются при прокладке труб, строительстве вне пределов города.
Таким образом, сварка является сложным технологическим процессом, который может проводиться при помощи большого разнообразия оборудования, без которого процесс сваривания невозможен. Оборудование выбирается на основе многих параметров: необходимое качество сварного соединения, скорость сваривания, стоимость оборудования и расходного материала, квалификация мастера, возможность использования электропитания и пр.
Список литературы
1. Сварка и резка материалов: учеб, пособие для нач. проф, образования / М.Д. Баннов, Ю.В. Казаков, М.Г. Козулин и др. / под ред. Ю.В. Казакова]. 3-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 400 с.
2. Теория сварочных процессов: учебник для вузов / А.В. Коновалов, А.С. Кур-кин, Э.Л. Макаров, В.М. Неровный, Б.Ф. Якушин. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 752 с.
3. Основы технологии электронно-лучевой и диффузионной сварки / С.И. Глазов, А.В. Люшинский, В.С. Магнитов, В.В. Обознов, С.В. Чуклинов / под общ. ред. О.С. Сироткина, С.В. Чукли- нова. Рыбинск, ОАО «НПО «Сатурн», 2001. 287 с.
4. Сварка. Резка. Контроль: Справочник. В 2-х томах/ Под общ. ред. Н.П. Алешина, Г.Г. Чернышова. М.: Машиностроение, 2014.Т.1/ Н.П. Алешин, Г.Г. Чернышов, Э.А. Гладков и др. 624 с.
5. Стаханова Я.А., Кутузова А.В., Гусев А.Д. Особенности сварки бронзы и латуни // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 31-34.
6. Гаврюхина А.В. Сварка и контроль сварного шва труб, используемых для водоснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 279-282.
7. Евдокимов А.К., Ву Н.Т. Анализ напряженно - деформированного состояния при холодной сварке аллюминия АД1М // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. Вып. 10. С. 127-130.
8. Головкова Ю.С., Иванов А.М., Сероченкова Е.А. Технология сварки водопроводных полипропиленовых и полиэтиленовых труб // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 281-283.
9. A new control method of the joint position at the working current at electron beam welding / A.A. Druzhinina, V.D. Laptenok, A.V. Murygin, V.E. Petrenko // Welding International. 2022. Vol. 36. No 3. P. 187-191.
10. Шебеко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и механической сварки. М.: Высшая школа, 1986. 279 с.
11. Овчинников В.В. Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях. Практикум: учебное пособие. М.: Академия, 2014. 176 с.
Новиков Владислав Геннадьевич, студент, therealnovikov@,gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ON THE QUESTION OF WELDING PRODUCTION AND CHOICE OF EQUIPMENT
V.G. Novikov
Welding is a common operation for the manufacture of various parts, including in engineering production, which is accompanied by the need to use specialized welding equipment. Such equipment has different properties and characteristics, each of which is necessary in its specific welding application, so the choice of welding equipment is important. The paper describes the main types of equipment used in the welding process, which is used in various conditions of the operation, when welding various types of materials, to obtain a weld of different quality. The most common types of equipment are given with a description of their ad-
vantages and disadvantages. Conclusions are drawn about what equipment should be used depending on several factors: the quality of the weld, the possibility of using and access to sources of electrical power, the size of the resulting product, the cost of equipment and consumables, as well as the qualifications of the specialist who welds the materials.
Key words: welding, equipment, technological process, ferrous metals, non-ferrous
metals.
Novikov Vladislav Gennadevich, student, therealnovikov@,gmail.com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.032.26
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-278-284
ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРАБОТКАХ
В.М. Панарин, К.В. Гришаков, А.А. Маслова, О.В. Гришакова, А.В. Архипов
Рассмотрено применение искусственных нейронных сетей в инженерно-технических и геологических разработках. В статье кратко описаны искусственные нейронные сети и их структура, а так же применение искусственных нейронных сетей в экологическом мониторинге. Приведена распределенная схема экологического мониторинга атмосферного воздуха. Использование искусственных нейронных сетей в системе экологического автоматизированного мониторинга атмосферного воздуха позволяет быстрее и точнее принимать управленческие решения в области охраны окружающей среды.
Ключевые слова: экологический мониторинг, прогнозирование, загрязнение атмосферы, нейронные сети, промышленно развитая территория, моделирование.
В последние годы в различных областях промышленности использование искусственных нейронных сетей (ИНС) возросло и приобрело особую актуальность. ИНС, в частности, применяются ради решения большого количества экологических и инженерно-технических задач, демонстрируя свою полезность. Анализ литературы показал возможность успешного использования ИНС для моделирования процессов загрязнения атмосферы, снятия ряда неточностей и решения таких задач как прогнозирование, размещение постов мониторинга (стационарных и мобильных), вклад конкретного промышленного объекта в общее загрязнение воздуха в реальном времени с целью принятия управленческих мер по нормированию выбросов. Данные разработки помогут сделать шаг вперед в области охраны окружающей среды и экологического мониторинга [1-2].
Искусственные нейронные сети (ИНС) - это форма искусственного интеллекта, которая пытается имитировать поведение человеческого мозга и нервной системы. Работу и структуру ИНС описали многие авторы (например, Maren et al. 1990; Ripley 1996). Понятие «нейронные сети» возникло при попытке моделирования процессов, происходящих в мозге человека во время передачи сигналов между биологическими нейронами. На рис. 1 изображена типичная структура ИНС, состоящая из некоторого количества узлов или обрабатывающих элементов (ОЭ), обычно располагающихся в следующих слоях: один или несколько скрытых слоев, входной и выходной слои [3].
