Научная статья на тему 'О влиянии параметров режима контактной рельефной сварки с программным управлением мощностью тепловложения на стабильность прочностных показателей соединений'

О влиянии параметров режима контактной рельефной сварки с программным управлением мощностью тепловложения на стабильность прочностных показателей соединений Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
92
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОНТАКТНАЯ РЕЛЬЕФНАЯ СВАРКА / ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ ТЕПЛОВЛОЖЕНИЯ / ВИРТУАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ЦИКЛА СВАРКИ / СТАБИЛЬНОСТИ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЕДИНЕНИЙ / БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ / RESISTANCE PROJECTION WELDING / SOFTWARE CONTROL OF HEAT INPUT POWER / VIRTUAL REGULATOR OF THE WELDING CYCLE / STABILITY OF STRENGTH CHARACTERISTICS OF JOINTS / THYRISTOR CONTROL UNIT

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Юманов Дмитрий Николаевич, Фурманов Сергей Михайлович, Смоляр Иван Николаевич, Камчицкая Ирина Дмитриевна, Коротеев Артур Олегович

Разработана экспериментальная установка для контактной рельефной сварки с программным управлением мощностью тепловложения на базе машины контактной точечной сварки «Оливер» серии МТ-40, блока управления тиристорами БУСТ2 и платы сбора данных National Instruments. Разработан виртуальный регулятор цикла рельефной сварки в программной среде LabVIEW, осуществляющий задание временных интервалов циклограммы рельефной сварки, а также включение сварочного тока. Управление включением катушки электропневмоклапана сжатия электродов осуществлялось с помощью контроллера WELCOM II машины МТ-40. В результате исследований определены режимы сварки, обеспечивающие повышение стабильности прочностных характеристик соединений по сравнению с получаемыми сваркой на серийных машинах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Юманов Дмитрий Николаевич, Фурманов Сергей Михайлович, Смоляр Иван Николаевич, Камчицкая Ирина Дмитриевна, Коротеев Артур Олегович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ON THE EFFECT OF PARAMETERS OF RESISTANCE PROJECTION WELDING MODE WITH PROGRAMMED CONTROL OF HEAT INPUT POWER ON THE STABILITY OF STRENGTH INDICATORS OF JOINTS

An experimental installation has been developed to perform resistance projection welding with programmed control of heat input power on the basis of the Oliver resistance spot welding machine of MT-40 series, BUST2 thyristor control unit and National Instruments Data Acquisition board. A virtual controller of the projection welding cycle has been developed in the LabVIEW programming environment, which sets time intervals for a projection welding cyclogram, as well as turns on welding current. The activation of the coil of an electro-pneumatic valve of electrode compression is controlled with the WELCOM II controller of the MT-40 machine. As a result of the studies, welding modes have been determined that provide increased stability of strength characteristics of joints compared to those obtained when welding with standard machines.

Текст научной работы на тему «О влиянии параметров режима контактной рельефной сварки с программным управлением мощностью тепловложения на стабильность прочностных показателей соединений»

УДК 621.791.763.2

Д. Н. Юманов, С. М. Фурманов, И. Н. Смоляр, И. Д. Камчицкая, А. О. Коротеев

О ВЛИЯНИИ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА КОНТАКТНОЙ РЕЛЬЕФНОЙ СВАРКИ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ МОЩНОСТЬЮ ТЕПЛОВЛОЖЕНИЯ НА СТАБИЛЬНОСТЬ ПРОЧНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОЕДИНЕНИЙ

UDC 621.791.763.2

D. N. Yumanov, S. M. Furmanov, I. N. Smolar, I. D. Kamchitskaya, A. O. Koroteyev

ON THE EFFECT OF PARAMETERS OF RESISTANCE PROJECTION WELDING MODE WITH PROGRAMMED CONTROL OF HEAT INPUT POWER ON THE STABILITY OF STRENGTH INDICATORS OF JOINTS

Аннотация

Разработана экспериментальная установка для контактной рельефной сварки с программным управлением мощностью тепловложения на базе машины контактной точечной сварки «Оливер» серии МТ-40, блока управления тиристорами БУСТ2 и платы сбора данных National Instruments. Разработан виртуальный регулятор цикла рельефной сварки в программной среде LabVIEW, осуществляющий задание временных интервалов циклограммы рельефной сварки, а также включение сварочного тока. Управление включением катушки электропневмоклапана сжатия электродов осуществлялось с помощью контроллера WELCOM II машины МТ-40. В результате исследований определены режимы сварки, обеспечивающие повышение стабильности прочностных характеристик соединений по сравнению с получаемыми сваркой на серийных машинах.

Ключевые слова:

контактная рельефная сварка, программное управление мощностью тепловложения, виртуальный регулятор цикла сварки, стабильности прочностных характеристик соединений, блок управления тиристорами.

Abstract

An experimental installation has been developed to perform resistance projection welding with programmed control of heat input power on the basis of the Oliver resistance spot welding machine of MT-40 series, BUST2 thyristor control unit and National Instruments Data Acquisition board. A virtual controller of the projection welding cycle has been developed in the LabVIEW programming environment, which sets time intervals for a projection welding cyclogram, as well as turns on welding current. The activation of the coil of an electro-pneumatic valve of electrode compression is controlled with the WELCOM II controller of the MT-40 machine. As a result of the studies, welding modes have been determined that provide increased stability of strength characteristics of joints compared to those obtained when welding with standard machines.

Keywords:

resistance projection welding, software control of heat input power, virtual regulator of the welding cycle, stability of strength characteristics of joints, thyristor control unit.

Совершенствование термодеформационного цикла рельефной сварки Т-образных сварных соединений является перспективным направлением развития современного машиностроения. Т-образная рельефная сварка - ресурсо-

сберегающий технологический процесс, повышающий производительность труда и качество продукции. Для оптимизации процесса рельефной сварки с целью обеспечения стабильного высокого качества сварных соединений требуется

©Юманов Д. Н., Фурманов С. М., Смоляр И. Н., Камчицкая И. Д., Коротеев А. О., 2020

расширение функциональных возможностей сварочных машин с использованием систем автоматического программного управления [1, 2].

Объектом исследований являются сварные соединения пластины из горячекатаной стали СтЗпс толщиной 4 мм и винта М8 с потайной головкой. На производстве такие соединения часто изготовляют механизированной дуговой сваркой (рис. 1, а). Замена дуговой сварки на Т-образную рельефную «острой гранью» (рис. 1, б) может дать значительное увеличение производительности и экономию сварочных материалов.

Основной проблемой, возникаю-

щей при рельефной сварке горячекатаных сталей, является наличие на поверхности неудаленной окалины, что повышает диапазон изменения сопротивлений контактов электрод-деталь и деталь-деталь до 60.. .1000 мкОм в зависимости от способа очистки поверхности. Окалина в процессе нагрева может не полностью вытесняться из зоны контактов и препятствует образованию соединения. Повышенное сопротивление контактов при увеличении сварочного тока ведет к их перегреву и увеличению вероятности появления выплесков расплавленного металла, существенно снижающих прочность соединений [3].

Рис. 1. Соединение винта с пластиной из горячекатаной стали механизированной дуговой сваркой (а) и рельефной сваркой «острой гранью» (б)

При Т-образной рельефной сварке «острой гранью» винтов с потайной головкой с пластиной из горячекатаной стали создаются благоприятные условия для расплавления и полного вытеснения окалины из зоны контакта деталь-деталь. При механической обработке (сверление отверстий в пластине) в результате разрушения окалины появляется возможность сварки без зачистки поверхности горячекатаной стали. Применение винтов с потайной головкой, скошенной под углом 45°, исключает дополнительные расходы, связанные с изготовлением рельефа.

При сборке винта с пластиной и приложении предварительного усилия сжатия электродов между деталями по кромке отверстия образуется начальный кольцевой контакт с высоким сопротивлением. В начале протекания импульса сварочного тока из-за большой плотности тока в этой зоне появляются начальные выплески расплавленного металла. Прочность сварных соедине-

ний при колебаниях параметров режима нестабильная и значительно уменьшается при возникновении выплесков вплоть до ее полной потери.

Для исследования прочности соединений винтов с пластиной из горячекатаной стали при рельефной сварке в условиях производства на серийно выпускаемых машинах типа МТ-3201 использовали две циклограммы сварки с импульсом тока подогрева /под в течение времени тпод: циклограмму № 1 с постоянным усилием сжатия электродов при подогреве, сварке и проковке -под = —Св = -ков (рис. 2) и циклограмму № 2 с пониженным усилием сжатия при подогреве -под и повышенным усилием сжатия при сварке и проковке —Св = -ков (рис. 3). После сварки по данным циклограммам образцы испытывались на отрыв статическим продавливанием на разрывной машине РГМ-1000 по следующей схеме нагружения (рис. 4) [1].

-ПОД

-св

-КОВ

¿1

/св

/под

1

Хсж __ Хпод __ Хп Хсв Хков т

Рис. 2. Циклограмма № 1 рельефной сварки с импульсом подогрева и постоянным усилием сжатия электродов при подогреве, сварке и проковке -под = —св = -ков

I, Я

Я

/

под

/ 1под

к---1

Хсж

Хпод

Ясв

/

^ 1св

Хп

Яков /

Хсв

Хков

Рис. 3. Циклограмма № 2 рельефной сварки с импульсом подогрева и повышенным усилием сжатия при сварке и проковке ЯСв = Яков

Рис. 4. Схема испытания на отрыв статическим продавливанием

I

В результате экспериментов подтверждено, что при рельефной сварке «острой гранью» горячекатаной стали с винтами отклонения параметров режима оказывают существенное влияние на прочность сварных соединений. Результаты испытаний на прочность образцов, сваренных по циклограмме № 1 (см. рис. 2), представлены на рис. 5.

При оптимальном соотношении

параметров режима (1под = 9,6 кА; 1св = 16,8 кА; Ясв = Яков = 6,3 кН) среднее значение усилия на отрыв соединений Яотр составило 18,25 кН при диапазоне его изменения от 11,56 до 25,59 кН (см. рис. 5, режим 1). Причем резкое снижение прочности наблюдалось на образцах, при сварке которых происходили сильные выплески расплавленного металла (Яотр = 14,34; 11,56; 12,01 кН).

Яо

Рис. 5. Результаты испытаний на прочность образцов, сваренных по циклограмме № 1 с постоянным усилием сжатия при Хпод = ХСВ = 0,3 с: 1 - 1ПОД = 9,6 кА; 1СВ = 16,8 кА; ЯСВ = ЯКОВ = 6,3 кН; 2 - 1под = 7,7 кА; 1св = 14,8 кА; Ясв = Яков = 5,4 кН; 3 - 1под = 7,7 кА; 1св = 16,1 кА; Ясв = Яков = 6,4 кН

При снижении параметров режима сварки до величин 1под = 7,7 кА; 1св = 14,8 кА; Ясв = Яков = 5,4 кН значительно уменьшается среднее значение усилия на отрыв Яотр до 12,3 кН при диапазоне его изменения от 6,78 до 17,08 кН (см. рис. 5, режим 2). Причем на образцах, при сварке которых наблюдались сильные выплески, происходит еще более резкое снижение прочности (Яотр = 9,39; 6,78; 7,71 кН).

Повышение сварочного тока и усилия сжатия при токе подогрева 1под = 7,7 кА до величин 1св = 16,1 кА; Ясв = Яков = 6,4 кН не дает никакого повышения прочности. Среднее значение усилия на отрыв соединений Яотр составило 10,8 кН при диапазоне его изменения от 4,93 до 16,71 кН (см. рис. 5, режим 3). Причем количество образцов, при сварке которых наблюдались сильные выплески, увеличилось (Яотр = 8,76; 4,93; 9,04; 11,69; 9,99 кН).

Таким образом, снижение тока подогрева отрицательно сказывается на прочности соединений, уменьшает тем-

пературу нагрева окалины и затрудняет ее вытеснение из зоны контактов, увеличение же сварочного тока при этом ведет лишь к росту вероятности выплесков, несмотря на увеличение усилие сжатия электродов.

С целью повышения прочности соединений при рельефной сварке «острой гранью» были сварены образцы по циклограмме № 2 с малым усилием сжатия электродов при подогреве Япод и повышенным усилием сжатия при сварке и проковке Ясв = Яков (см. рис. 3). Результаты испытаний на прочность образцов представлены на рис. 6.

Сварка с параметрами режима 1под = 7,7 кА; 1св = 16,5 кА; Япод = 2 кН; Ясв = Яков = 5 кН; хпод = хсв = 0,3 с ведет к значительному увеличению степени разогрева соединения и нестабильности процесса сварки. Даже при уменьшении токов до величин 1под = 7,7 кА; 1св = 16,5 кА наблюдались очень сильные выплески, однако при этом среднее значение усилия на отрыв Яотр составило 26,3 кН при раз-

бросе от 13,96 до 37,52 кН (см. рис. 6, режим 1). Высокая прочность отдельных образцов (35...37 кН) свидетельствует об образовании между деталями

общей расплавленной зоны, однако из-за сильных выплесков эта зона является нестабильной.

Еотр -■

" 7 2 3 4 5 6 7 8 9 10

" 28,8 3615 37.52 24,04- 24,06 19.73 13.96 16.47 3535 27.05

" 25,91 23,53 19.03 20.41 20.95 17.8 24,37 30.12 10.32 14.57

2196 20, ?% 17.61 18.15 1559 18.61 16.89 1508 21.25 21.6

Рис. 6. Результаты испытаний на прочность образцов, сваренных по циклограмме № 2 с повышенным усилием сжатия: 1 - /ПОД = 7,7 кА; 1СВ = 16,5 кА; _РПОД = 2 кН; _РСВ = -РКОВ = 5 кН; хПОД = тсв = 0,3 с; 2 - /под = 9,6 кА; 1св = 18,9 кА; ^под = 3 кН; ^св = ^Ков = 10 кН; тШд = тсв = 0,3 с; 3 - /под = 9,6 кА; 1св = 18,9 кА; ^Под = 3 кН; -Рсв = -Рков = 10 кН; Тпод = 0,3 с; Тсв=0,2 с

Дальнейшие эксперименты показали, что значительного снижения вероятности появления выплесков можно достичь при следующих параметрах режима: /под = 9,6 кА; /св = 18,9 кА; ^под = 3 кН; ^св = ^ков = 10 кН; тпод = хсв = 0,3 с (см. рис. 6, режим 2), при этом среднее значение усилия на отрыв ^отр составило 20,7 кН при разбросе от 10,32 до 30,12 кН, на образцах с сильными выплесками ^отр -10,32 и 14,57 кН.

При снижении времени протекания тока до тсв = 0,2 с среднее значение усилия на отрыв ^отр составило 18,7 кН при разбросе от 15,08 до 21,96 кН (см. рис. 6, режим 3).

Исходя из анализа экспериментальных данных можно сделать вывод о том, что величина тока /под и усилия ^под на этапе подогрева оказывают

решающее влияние на степень разогрева окалины и ее вытеснение из зоны контакта свариваемых деталей.

Таким образом, при рельефной сварке горячекатаной стали с винтами из-за значительного влияния отклонений параметров режима на прочность сварных соединений требуется стабилизация мощности тепловложения в межэлектродную зону. Поэтому разработка системы автоматического программного управления мощностью тепловложения при рельефной сварке является актуальной задачей и требует проведения соответствующих экспериментальных исследований.

Контактная рельефная сварка Т-образных соединений «острой гранью» с программным управлением мощностью тепловложения в межэлектродную зону осуществлялась с помощью экспе-

риментальной установки на базе машины контактной точечной сварки «Оливер» серии МТ-40 с контроллером фирмы «Chowel» WELCOM II (CTV2-215) (рис. 7). Модернизация контактной сварочной машины Oliver МТ-40 осуществлялась путем интеграции блока управления тиристорами и симисторами ОВЕН БУСТ2 в узлы управления сварочной машиной. Функцию включения электропнемоклапанов сжатия электро-

дов выполняет блок WELCOM II, а функцию включения сварочного тока - блок БУСТ2, который предназначен для управления тиристорами в составе регуляторов переменного напряжения методом фазового регулирования [4]. Основная функция, выполняемая блоком, - преобразование входного управляющего сигнала в длительность открытого состояния тиристора и автоматическое регулирование мощности.

Рис. 7. Экспериментальная установка для реализации системы программного управления мощностью тепловложения при контактной рельефной сварке

Экспериментальная установка состоит из следующих компонентов: 1 - машина контактной точечной сварки «Оливер» серии МТ-40; 2 - многофункциональный программируемый сварочный контроллер WELCOM II; 3 - педаль запуска машины; 4 - блок управления тиристорами и симисторами ОВЕН БУСТ2; 5 - оптоэлектронный преобразователь линейных перемещений ЛИР-17; 6 - датчик напряжения;

7 - датчик тока «Пояс Роговского»;

8 - аналого-цифровой и цифроана-логовый преобразователь напряжений М-ШВ 6251; 9 - ЭВМ и виртуальный регулятор цикла сварки, разработанный в программной среде LabView.

При нажатии на педаль сварочной машины происходит синхронизированный запуск контроллера WELCOM II и виртуального регулятора цикла рельефной сварки в программной сре-

де LabVIEW, которые отсчитывают одинаковый интервал времени предварительного сжатия электродов. Ожидание нажатия педали и запуск циклограммы сварки в программе осуществ-

ляется с помощью цифрового триггера PFI 0/P1.0, задание и отсчет времени предварительного сжатия электродов - с помощью таймера «Elapsed Time» (рис. 8) [1, 2, 5].

NI 6251 USB

ТС

~\J—

J2 AI

Датчик напряжения

<

Датчик тока

L2 TV2

L1

380 В, 50 Гц

VS1

L1

5 ^5 Vr

76

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Vrms

AI С AI1 AI2 AI 3 AI4 AI5 AI 6 AI7 AIS AI 9 AI1C AI11 2

AI13 AI14 AI15

AISENSE

APFIC

AIGND

R1_|_C1

VS2

R2_|_C2

БУСТ2

- IG4 (ДС1) 10 В ОБЩ

+ IG4

+ IG1 X ОБЩ

- IG1 (L1)

L2

N

J3 AO

|uy

Расчет иээ

действующих значений (RMS) напряжения иээ и тока I2

Начало расчета ' параметров Start Analog Edge

Расчет мощности и сопротивления

P2 Rээ

AOO AO1

Uy

Источник внутренней синхронизации 10кГц_

Измерение времени включения тиристора X CI Pulse Width

Расчет J коэффициента мощности cos ф

L2

ЭПК 1 сжатия

ЭПК 2 проковки

Клапан 1

Клапаны +U

Клапан 2

SB1 / Педаль пуска

SOL 1 SOL COM SOL 2

START 1 =1-

WELCOM II PC981225A Оливер МТ-40

COM

J1 DIO

SB2

P0.1 P0.2 DGND

PFI 1 PFI 0

PFI 0 - Запуск цикла сварки, отсчет интервалов времени предварительного сжатия, сварки, проковки, паузы; PFI 1 - Включение сварочного тока

Табличное задание напряжения управления Uy

N

+5 V

Рис. 8. Структурная схема системы программного управления мощностью тепловложения в межэлектродную зону при контактной рельефной сварке

Включение тока осуществляется при срабатывании цифрового триггера PFI 1/Р1.1 в программной среде LabVIEW. Далее осуществляется табличное задание напряжения управления блоком БУСТ2 с интервалом, равным 0,01 с, т. е. по полупериодам сетевого напряжения с частотой 100 Гц. Количество полупериодов определяется временем протекания сварочного тока. В результате формируется сигнал управления Оу для блока БУСТ2 и циклограмма мощности тепловложения.

Цикл сварки завершается после отсчета времени проковки.

Разработанная экспериментальная установка с программированием мощности тепловложения позволяет генерировать новые способы контактной рельефной сварки и получать сварные соединения стабильно высокого качества за счет оптимизации ввода электрической энергии на разных стадиях процесса.

Иллюстрацией программного управления является циклограмма контактной рельефной сварки с табличным

заданием мощности тепловложения в межэлектродную зону (рис. 9). На циклограмме отображаются мощность теп-

ловложения (ток) при подогреве Рпод и сварке Рсв и усилие сжатия Ясв электродов.

Р(1), Як _

Япод

Ясв Яков ^_

Р,

/

Рпод /

/

Хсж

хпод

Хнар

св

хсв

Хков

Х

Рис. 9. Циклограмма рельефной сварки с импульсом подогрева мощностью Рпод, плавным нарастанием мощности сварки Рсв и постоянным усилием сжатия электродов Япод = Ясв = Яков

Сварка всех образцов производилась по данной циклограмме на разных режимах с постоянным усилием сжатия электродов при подогреве, сварке и проковке Япод = Ясв = Яков, время предварительного сжатия и проковки во всех случаях составляло хсж = хков = 0,5 с. Мощность при подогреве Рпод (ток подогрева 1под) и мощность при сварке Рсв (сварочный ток 1св) задавались программным путем с отсутствием паузы между импульсами. Плавный переход от мощности подогрева Рпод к мощности сварки Рсв осуществлялся за время нарастания хнар, которое также задавалось программно.

При сварке по циклограмме с целью регулирования степени разогрева контакта между свариваемыми деталями изменялась величина усилия сжатия электродов Ясв.

Первая серия образцов сваривалась при усилии Ясв = 7,5 кН и параметрах режима 1под = 11 кА; 1св = 26 кА; под = 0,3 с; тнар = 0,16.. .0,2 с; хсв = 0,2 с. Результаты испытаний на прочность образцов представлены на рис. 10.

При этом соединение формирова-

лось в твердой фазе, т. е. при отсутствии общей зоны расплавления. Среднее значение усилия на отрыв Яотр составило 18,5 кН при разбросе от 13,9 до 23,2 кН, что свидетельствует о повышении стабильности прочностных характеристик получаемых соединений.

Вторая серия образцов сваривалась при усилии Ясв = 5 кН. Результаты испытаний на прочность образцов представлены на рис. 11. При этом соединение формировалось за счет образования общей зоны расплавления. При сварке с параметрами режима 1под = 11 кА; 1св = 26 кА; хпод = 0,3 с; тнар = 0,2 с; хсв = 0,1 с (см. рис. 11, а) среднее значение усилия на отрыв Яотр составило 23,7 кН при разбросе от 20,85 до 27,58 кН.

Наибольшего эффекта повышения стабильности прочностных характеристик удалось достичь при параметрах режима 1под = 11 кА; 1св = 26 кА; хпод = 0,3 с; тнар = 0,2 с; хсв = 0,2 с (см. рис. 11, б). При этом среднее значение усилия на отрыв Яотр образцов составило 26,5 кН, разброс значений - от 23,47 до 30,85 кН. Это свидетельствует

о значительном улучшении стабильно- программным управлением мощностью

сти прочностных свойств соединений, тепловложения, по сравнению с получа-

получаемых при рельефной сварке с емыми сваркой на серийных машинах.

30

33 34 35 36 37 36 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Номер образца

Рис. 10. Результаты испытаний на прочность образцов, сваренных при усилии ЯСВ = 7,5 кН

а) б)

123456789 10 1 23456783 10 11

Номер образца Номер образца

Рис. 11. Результаты испытаний на прочность образцов, сваренных при усилии ЯСВ = 5 кН:

а - ¡под = 11 кА; ¡св = 26 кА; Хпод = 0,3 с; Тнар = 0,2 с; Хсв = 0,1 с; б - ¡под = 11 кА; ¡св = 26 кА; Хпод = 0,3 с; Тнар = 0,2 с; Хсв = 0,2 с

Выводы

1. Разработана экспериментальная установка для контактной рельефной сварки Т-образных соединений с программным управлением мощностью тепловложения на базе машины контактной точечной сварки «Оливер» серии МТ-40 с контроллером фирмы «Chowel» WELCOM II, блока управления тиристорами и симистора-ми БУСТ2 и платы сбора данных National Instruments. Модернизация контактной сварочной машины Oliver МТ-40 осуществлялась путем интеграции блока БУСТ2 в узлы управления сварочной машиной. В программной среде LabVIEW разработан виртуальный регулятор цикла рельефной сварки, осуществляющий табличное задание напряжения управления Uy блоком БУСТ2 с интервалом, равным полупериоду сетевого напряжения. В результате формируется циклограмма мощности тепловложения.

2. В результате экспериментальных исследований определены оптимальные режимы рельефной сварки с программным управлением мощностью тепловложения, при которых обеспечивается максимальная прочность соеди-

нений. Объектом исследований являлись сварные соединения пластины толщиной 4 мм из горячекатаной стали Ст3пс и винта М8 с потайной головкой. Сварка образцов производилась по циклограмме с постоянным усилием сжатия электродов, при этом мощности тепловложения при подогреве Рпод и при сварке Рсв задавались программным путем с отсутствием паузы между импульсами. Плавный переход от мощности подогрева Рпод к мощности сварки Рсв осуществлялся за время нарастания тнар и также задавался программно.

3. Наибольшего эффекта повышения стабильности прочностных характеристик удалось достичь при параметрах режима ^св = 5 кН; /под =11 кА; /св = 26 кА; тпод = 0,3 с; тнар = 0,2 с; тсв = 0,2 с. При этом среднее значение усилия на отрыв ^отр образцов составило 26,5 кН, разброс значений - от 23,47 до 30,85 кН. Это свидетельствует о значительном улучшении стабильности прочностных свойств соединений, получаемых при рельефной сварке с программным управлением мощностью тепловложения, по сравнению с получаемыми сваркой на серийных машинах.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фурманов, С. М. Пути совершенствования термодеформационных циклов контактной точечной и рельефной сварки: монография / С. М. Фурманов. - Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2019. - 274 с.

2. Фурманов, С. М. Компьютерное управление процессом контактной сварки с помощью среды графического программирования ЬаЪУКЖ / С. М. Фурманов [и др.] // Вестн. Белорус.-Рос. ун-та. -2019. - № 2. - С. 54-62.

3. Березиенко, В. П. Технология сварки давлением: учебное пособие / В. П. Березиенко, С. Ф. Мельников, С. М. Фурманов. - Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2009. - 256 с.

4. Фурманов, С. М. О фазовом регулировании мощности тепловложения в межэлектродную зону при контактной сварке / С. М. Фурманов [и др.] // Вестн. Белорус.-Рос. ун-та. - 2018. - № 1. - С. 80-91.

5. Фурманов, С. М. Аппаратная реализация корректирующей системы регулирования мощности тепловложения при контактной рельефной сварке / С. М. Фурманов [и др.] // Сварка и диагностика. -2018. - № 5. - С. 35-40.

Статья сдана в редакцию 26 июня 2020 года

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Дмитрий Николаевич Юманов, ассистент, Белорусско-Российский университет.

Сергей Михайлович Фурманов, канд. техн. наук, доц., Белорусско-Российский университет.

Иван Николаевич Смоляр, магистрант, Белорусско-Российский университет.

Ирина Дмитриевна Камчицкая, канд. техн. наук, доц., Белорусско-Российский университет.

Артур Олегович Коротеев, канд. техн. наук, доц., Белорусско-Российский университет.

Dmitry Nikolayevich Yumanov, assistant lecturer, Belarussian-Russian University.

Sergei Mikhailovich Furmanov, PhD (Engineering), Associate Prof., Belarussian-Russian University.

Ivan Nikolayevich Smolar, MSc student, Belarussian-Russian University.

Irina Dmitrievna Kamchitskaya, PhD (Engineering), Associate Prof., Belarussian-Russian University. Artur Olegovich Koroteyev, PhD (Engineering), Associate Prof., Belarussian-Russian University.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.