📄Работа №108513
Тема: Стабильность качества контактной сварки в условиях возмущений
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Сварочное производство
Объем:
81 листов
Год:
2019
Просмотров:
150
5500
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
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
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
📖 Введение
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.
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.
✅ Заключение
В диссертационном исследовании поставлена цель - повышение производительности и качества контактной точечной сварки в условиях действия возмущений.
На основании анализа возмущений при контактной сварке, в котором были рассмотрены: колебания напряжения питающей сети; изменение сопротивления вторичного контура сварочной машины; изменение условий сжатия деталей сварочными электродами; изменение размеров рабочей поверхности электродов; изменение сопротивления свариваемых деталей; шунтирование сварочного тока; самым опасным возмущением признано изменение размеров рабочей поверхности электродов.
Цикл жизни электрода целесообразно разбить на три характерных участка, первый участок - приработка, второй участок - установившийся износ, третий участок - катастрофический износ. Длительность каждого участка зависит от параметров режима, материала свариваемых деталей и электродов, интенсивности выполняемой сварки. При этом использование новых перспективных электродных материалов позволяет продлить срок службы электродов до переточки и повысить стабильность качества сварки в условиях износа электродов.
Постепенное увеличение диаметра ядра сварной точки по мере износа может быть компенсировано ступенчатым увеличением значения сварочного тока. При этом неправильный выбор параметров такого ступенчатого увеличения тока может привести к непровару.
Общим недостатком всех систем управления, использующих измерение электрических параметров процесса, характеризующих формирование соединение при контактной сварке, является необходимость использования датчиков, которые загромождают рабочее пространство. Также требуется проведение мероприятий по борьбе с электромагнитными помехами, возникающими при включении сварочного тока. В диссертационном исследовании предложен новый способ управления контактной сваркой в условиях действия возмущений, который позволяет стабилизировать энерговыделение на участке «электрод-электрод», избежать появления непроваров и выплесков, получить стабильное качества точечносварных соединений независимо от характеристики конкретной сварочной машины и износе сварочных электродов до 50 % от номинального.
На основании вышеизложенного поставленную цель диссертационного исследования можно считать достигнутой.
На основании анализа возмущений при контактной сварке, в котором были рассмотрены: колебания напряжения питающей сети; изменение сопротивления вторичного контура сварочной машины; изменение условий сжатия деталей сварочными электродами; изменение размеров рабочей поверхности электродов; изменение сопротивления свариваемых деталей; шунтирование сварочного тока; самым опасным возмущением признано изменение размеров рабочей поверхности электродов.
Цикл жизни электрода целесообразно разбить на три характерных участка, первый участок - приработка, второй участок - установившийся износ, третий участок - катастрофический износ. Длительность каждого участка зависит от параметров режима, материала свариваемых деталей и электродов, интенсивности выполняемой сварки. При этом использование новых перспективных электродных материалов позволяет продлить срок службы электродов до переточки и повысить стабильность качества сварки в условиях износа электродов.
Постепенное увеличение диаметра ядра сварной точки по мере износа может быть компенсировано ступенчатым увеличением значения сварочного тока. При этом неправильный выбор параметров такого ступенчатого увеличения тока может привести к непровару.
Общим недостатком всех систем управления, использующих измерение электрических параметров процесса, характеризующих формирование соединение при контактной сварке, является необходимость использования датчиков, которые загромождают рабочее пространство. Также требуется проведение мероприятий по борьбе с электромагнитными помехами, возникающими при включении сварочного тока. В диссертационном исследовании предложен новый способ управления контактной сваркой в условиях действия возмущений, который позволяет стабилизировать энерговыделение на участке «электрод-электрод», избежать появления непроваров и выплесков, получить стабильное качества точечносварных соединений независимо от характеристики конкретной сварочной машины и износе сварочных электродов до 50 % от номинального.
На основании вышеизложенного поставленную цель диссертационного исследования можно считать достигнутой.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.