Стабильность качества контактной сварки в условиях возмущений

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ современного состояния вопроса обеспечения качества при контактной сварке
1.1 Обзор возмущений при контактной сварке 7
1.2 Типовые детали и особенности технологии сварки 18
1.3 Обзор систем управления и контроля контактной точечной сваркой 26
1.4 Формулировка задач диссертационного исследования 28
2 Контроль качества контактной сварки в условиях возмущений
2.1 Общая постановка вопроса 30
2.2 Капиллярные методы контроля 31
2.3 Оптические методы контроля 32
2.4 Вихретоковые методы контроля 34
2.5 Магнитные методы контроля 35
2.6 Электрические методы контроля 38
2.7 Радиационные методы контроля 39
2.8 Акустические методы контроля 40
2.9 Выбор методики неразрушающего контроля 42
3 Анализ износа сварочных электродов как возмущающего фактора при контактной точечной сварке
3.1 Общая постановка вопроса 44
3.2 Особенности эксплуатации сварочных электродов в условиях массового производства 47
3.3 Компенсация износа электродов в условиях массового производства 52
4 Автоматическое управление контактной точечной сваркой в условиях возмущений
4.1 Обзор способов управления контактной сваркой в условиях действия возмущений 54
4.2 Система автоматического управления контактной сваркой в условиях возмущений 59
4.3 Устройство для компенсации износа электродов при контактной точечной сварке 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 72
Купить

Контактная электросварка нашла широкое применение в различных отраслях промышленности: авиационной, автомобильной, приборостроительной и т. д., что объясняется простотой автоматизации, высокой производительностью и хорошим внешним видом сварных соединений.
Качество соединений, выполняемых точечной контактной сваркой, в значительной мере зависит от степени совершенства аппаратуры управления сварочной машиной. Высококачественное сварное соединение может быть получено только при использовании электронной аппаратуры управления, имеющей высокую точность и обладающей широкими возможностями для задания различных технологических циклов. Наибольшие возможности дает программное управление процессом сварки, позволяющее изменять различные параметры (ток, напряжение, давление между электродами и т. д.) по наперед заданному оптимальному закону.
В работах Тельмана А.С, Орлова Б.Д., Подолы П.В., Чакалева А.А., Чулошникова П.Л. и др. показано, что причиной возникновения дефектов точечносварннх соединений является нестабильность параметров процесса. Наиболее сильными возмущениями, вызывающими нестабильность параметров точечной сварки, являются: нагревание токоведущих деталей сварочной машины, изменение массы ферромагнитных тел в ее контуре, трение в механизме сжатия электродов, сопротивление свариваемых деталей сжатию, износ рабочих поверхностей электродов машины, плохая очистка поверхности свариваемых деталей, шунтирование. Уровень возмущений неодинаков в различных отраслях промышленности, при сварке сплавов различных марок и при сварке деталей различной толщины, Стабильность размеров и литого ядра неодинакова при сварке на различных режимах и использовании машин различных типов и зависит от геометрии электродов.
Для устранения влияния различных возмущений на процесс сварки необходимы обратные связи, обеспечивающие автоматическое изменение режима и, как следствие, стабилизацию прочностных характеристик сварных соединений [3].
Размер этой зоны при точечной сварке определяется диаметром литого ядра и регламентируется ГОСТ 15878-79 «Контактная сварка. Соединения сварные. Конструктивные элементы и размеры» [46]. Качество контактной точечной сварки зависит от многих факторов, в первую очередь от выбранной технологии, применяемого оборудования и автоматического контроля процесса в реальном времени [1, 3, 4].
Основными дефектами контактной точечной сварки можно назвать [4, 6, 14] непровар, выплеск, трещины, раковины и отклонение геометрических параметров сварного соединения. Непровар является одним из самых опасных дефектов и может проявляться в виде полного отсутствия или уменьшения литого ядра, а также при частичном или полном сохранении оксидной пленки или плакирующего слоя в контакте деталь-деталь.
Для повышения качества сварных соединений применяются различные технологические циклы. Простейший цикл характеризуется постоянными во времени величинами: усилием сжатия электродов и эффективным значением сварочного тока, а также длительностью протекания тока. Однако зачастую возникают случаи, при которых не удается удовлетворительно сварить детали по такой программе. В ряде случаев необходимо плавное нарастание тока, например, для сварки горячекатанного металла без удаления окалины, металлов с гальваническим покрытием и т. д.
При контактной сварке в ряде случаев для уплотнения литого ядра и устранения пор применяется ковочное давление и плавное уменьшение тока. Часто используются более сложные технологические циклы, состоящие из предварительного подогрева, паузы, сварочного импульса и термообработки. Большое внимание уделяется вопросам программирования при точечной сварке металлов малых толщин, широко применяемых в приборостроительной и электронной технике. Существующие типы стандартного оборудования, как правило, не позволяют задавать различные сложные технологические циклы. Возникает необходимость в создании универсальных прецизионных программирующих устройств.
Таким образом, следует указать на три составляющих, которые и будут определять качество контактной сварки:
• возмущения технологического процесса при контактной точечной сварке;
• контроль качества соединений, выполненных контактной точечной сваркой;
• управление контактной точечной сваркой в условиях возмущений.
Исследованию этих составляющих посвящена настоящая диссертация, в которой поставлена актуальная цель: повышение производительности и качества контактной точечной сварки в условиях действия возмущений.
Купить