Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Моделирование и управление процессом дуговой сварки Бутаков Георгий Алексеевич

Моделирование и управление процессом дуговой сварки
<
Моделирование и управление процессом дуговой сварки Моделирование и управление процессом дуговой сварки Моделирование и управление процессом дуговой сварки Моделирование и управление процессом дуговой сварки Моделирование и управление процессом дуговой сварки Моделирование и управление процессом дуговой сварки Моделирование и управление процессом дуговой сварки
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Бутаков Георгий Алексеевич. Моделирование и управление процессом дуговой сварки : ил РГБ ОД 61:85-5/422

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Математические модели и алгоритмы управления процессом дуговой сварки. цель и задачи исследования 9

1.1. Анализ процесса дуговой сварки как объекта управления 9

1.2. Математическое моделирование тепло-массо-обменных процессов при дуговой сварке 14

1.3. Алгоритмы и сислмьммтоматического управления процессом дуговой сварки 27

1.4. Постановка задачи исследования 33

Глава П. Разработка динамической модели температурного поля в свариваемом изделии 36

2.1, Динамические характеристики температурных полей при дуговой сварке 36

2.2. Схематизация процесса переноса тепля массой расплавленного металла в сварочной ванне 45

2.3, Математическая модель температурного поля при дуговой сварке 50

2.4. Метод идентификации конвективной составляющей теплового потока в сваоочной ванне 55

Выводы 60

Глава Ш. Идентафикация параметров математическое модели температурного поля при наплавке в С02 62

3.1. Экспериментальное определение квазистационарного температурного поля на поверхности свариваемого изделия 62

3.2» Способ определения трехмерного температурного поля в изделии , 71

3.3. Идентификация векторной функции V по заданному распределению температур в изделии 80

3.4. Проверка достоверности математической модели температурного поля в изделии 84

3.5. Пакет прикладных программ решения задачи идентификации математической модели температурных полей при дуговой сварке 93

Выводы . 94

Глава ІУ. Стабилизация температурного поля в изделии с помощью скорости сварки 97

4.1. Задача стабилизации температурного поля в свариваемом изделии 97

4.2. Алгоритм стабилизации температурного поля поверхности изделия с помощью скорости сварки 99

4.3. Стабилизация температур в зоне термического влияния при переменной ширине зазора 107

Выводы 118

Общие выводы 120

Литература 123

Приложение 140

Введение к работе

Автоматизация технологических процессов является одной из наиболее важных задач современного промышленного производства. Как отмечалось на ХХУ и ХХУІ съездах КПСС разработка и внедрение автоматических и автоматизированных систем управления позволит существенно улучшить качество выпускаемой продукции, снизить долю ручного труда в выполнении трудоемких, однообразных операций, поднять на более высокий уровень управление промышленными предприятиями. Особое внимание в настоящее время уделяется развитию автоматизированных систем управления технологическиш процессами» проектированию и внедрению автоматических систем регулирования и управления различными параметрами технологического процесса, разработке промышленных робототехнических комплексов.

Изготовление сварных неразъемных соединений широко применяется во многих отраслях народного хозяйства. Разработка новых, и развитие традиционно применяемых видов сварки предъявляет новые требования к способам и устройствам автоматического управления технологическим процессом сварки [99]. Основы автоматического управления и регулирования процессом получения сварного соединения были заложены трудами Б.Е. Патона, Г.ІЇ. Николаева, Н.Н. Ры-калина, В.К. Лебедева, М.Г. Бельфора, П.Й. Севбо и др. Повременное электросварочное оборудование, разработанное в ИЗО им. Е.О. Патона, ВНЙИЭСО, МВТУ им. Н.Э. Баумана позволяет существенно повысить производительность производства, снизить долю ручного труда, улучшить условия работы сварщиков.

В общем объеме необходимых материальных и трудовых затрат на сварочные работы, собственно процесс сварки, занимает пятую часть. Однако именно на этом этапе происходит непосредственно формирование сварного соединения, определяющее в конечном итоге результат проведенных работ. Ошибки, допущенные при подготовке и сборке деталей, в процессе выполнения сварки выступают как возмущения, приводящие к отклонению значений параметров сварного соединения от номинальных, что нередко приводит к браку. В условиях серийного производства полностью исключить влияние данной группы возмущений не представляется возможным. Помимо этого, на пропесс сварки воздействует группа технологических и конструктивных возмущений, связанных с флуктуациями в цепях питания сварочного оборудования, неоднородностью свойств материалов изделия, наличием различных технологических подкладок и т.п. Гі02]. Наиболее широко распространенные в настоящее время системы стабилизации режима сварки позволяют решить задачу компенсации лишь части действующих возмущений. В то же время но качеству сварного соединения система остается разомкнутой. Выбор косвенных показателей качества выполнения сварки, разработка и реализация автоматических систем управления, обеспечивающих заданные свойства соединения воздействием на параметры ревима сварки непосредственно в ходе ее выполнения является одной из основных задач комплексной автоматизации сварочного производства.

Ввиду широкого применения электродуговой сварки в общем объеме сварочных работ, разработка систем автоматического управления технологическим процессом дуговой сварки является одной из наиболее важных задач. Основой для ее решения должна служить адекватная математическая модель процесса, связывающая качество сварного соединения с выбранными управляющими воздействиями [84]. Существенный вклад в развитие математической теории сварочных процессов внесен Н.Н. Рыкалиным, Б.Е. Патоном, В.Й. Махненко, Г.И. Лесковым, Н.Н. Прохоровым и др. На основе методов расчета тепловых и деформационных процессов решен ряд важных задач, имеющих большое научное и практическое значение.

Разработка замкнутых систем автоматического управления процессом дуговой сварки, предполагает выбор сигнала обратной связи, позволяющего осуществлять контроль качества формируемого соединения непосредственно в ходе технологического процесса, В этом отношении, температурное поле в свариваемом изделии представляет значительный интерес как косвенный показатель качества сварки. Управление температурный полем околошозпой зоны и размерами области проплавлешд основного металла позволяет обеспечить благоприятные условия формирования сварного соединения, в условиях воздействия конструктивных и технологических возмущений [83],

Применение температурного поля в свариваемом изделии как параметра состояния объекта управления и показателя качества технологического процесса предъявляет дополнительные требования к точности его математического описания в оценке размеров зоны проплавлення основного металла, т.к» геометрия шва для ряда типов сталей имеет превалирующее значение при опенке его качества. Существующие математические модели тепловых процессов при сварке, основанные на описании процессов молекулярной теплопроводности, успешно применяются для определения температурного поля в околошовной зоне. В то же время при оценке с их помощью размеров сварочной ванны возникают значительные погрешности, обусловленные несоответствием математического описания физическому явлению связанного переноса тепла и массы в сваоочной ванне [118].

В связи с этим целью настоящего исследования является: разработать математическую модель температурного поля в изделии при дуговой сварке, достоверную в оценке размеров зоны проплавлення основного металла, и синтезировать на ее основе алгоритм стабилизации температурного поля.

Основанием для выполнения работы послужило постановление Goвета Шнистров УССР I& 70Р от 15.01,83 г. "Разработать и исследовать методы и аппаратуру геометрической и технологической адаптации промышленных роботов для дуговой сварки". На защиту диссертационной работы выносятся:

- структура динамической модели температурного поля в изделии, учитывающей влияние конвективной составляющей теплового потока в сварочной ванне ;

- метод идентификации параметров конвективной составляющей теплового потока в математической модели температурного поля в изделии ;

- математическая модель температурного поля в изделии достоверная в оценке размеров зоны проплавлення основного металла при наплавке ;

- алгоритм стабилизации температурного поля поверхности изделия с управляющим воздействием по скорости сварки.

Диссертационная работа состоит из четырех глав, В первой главе на основе системного анализа объекта управления проведен обзор существующих методов математического моделирования процесса дуговой сварки и, в частности, математических моделей температурного поля и геометрии шва. Рассмотрено современное состояние разработки систем автоматического управления и регулирования параметрами технологического процесса дуговой сварки. Сформулирована цель и постановка задачи данного исследования.

Во второй главе на основе исследования динамических характеристик температурного поля в изделии и анализа силового воздействия электрической дуги на расплавленный металл сварочной ванны проведена схематизация процесса совместного переноса тепла и массы в сварочной ванне. Сформулировано его математическое описание. Предложен метод идентификации параметров конвективной составляющей теплового потока в сварочной ванне.

В третьей главе на основе численно-экспериментального метода разработан способ оценки состояния трехмерного температурного поля в изделии при наплавке. Реализован алгоритм идентификации параметров конвективной составляющей теплового потока в сварочной ванне. Проведена проверка достоверности полученной математической ыодели в описании размеров зоны проплавлення основного металла. Описано функциональное назначение и структура разработан™ ного пакета программ.

В четвертой главе разработан алгоритм коррекции скорости сварки, предназначенный для решения задачи стабилизации температурного поля поверхности свариваемого изделия. Исследована динамическая связь меяду температурным полем в изделии и возмущением по ширине зазора.

В заключении содержится перечень полученных научных результатов.

Основные научные результаты изложены в 5 работах и доложены на: ІУ Международной школе-семинаре "Математические методы в сварке" (г. Кацивели, 20-26 апреля 1981 г.) ; Международной конференции по проблемам управления промышленными роботами (г. Варна, НРБ, 14-18 апреля Т98І г.) ; Всесоюзной конференции "Применение вычислительной техники в автоматизации сварочного производства" (г. Липецк, 23-25 июня 1982 г.) ; Республиканском конференции "Автоматизированные системы управления в сварочном производстве" (г. Киев, II-13 мая 1982 г.).

Алгоритмы и сислмьммтоматического управления процессом дуговой сварки

Технологические возмущения, действующие в процессе формирования сварного соединения, приводят к отклонению основных его показателей от номинальных значений. С целью скомпенсировать эти отклонения путем коррекции параметров режима разрабатываются различные системы автоматического регулирования (САР") и управления (САУ) отдельными или совокупностью параметров, определяющих в конечном итоге качество соединения.

Стабильность электрической дуги, как средства осуществления сварочного процесса является важным условием качественного формирования ооединения [78,102]. Отклонение ее параметров от заданных значений приводит к образованию различных дефектов и может стать причиной забраковки всего соединения. Разработке систем регулирования энергетических параметров сварочной дуги посвящен ряд фундаментальных работ [63,84,102], в которых подробно описываются способы и средства решения этой задачи. Основные сведения о типах этих систем и способах регулирования соответствующих параметров приведены в таблице І.І.

Общим для САР энергетических параметров сварочной дуги являет - ге ся то, что объектом регулирования в них слуяит сама дуга. За счет введения обратных связей по ее току, напряжению или длине удается скомпенсировать возмущение, действующее на объект в ходе технологического процесса. В CAP с воздействием на систему питания сварочного контура компенсируются еще и возмущения в источнике питания. За счет этого удается в нелом добиться достаточно стабильных свойств дуги. Однако, по качеству формируемого соединения система остается разомкнутой, а возмущения, связанные с неточностью подготовки и сборки изделии под сварку, изменением условий теплоотвода, влиянием различных технологических подкладок, удерживающих приспособлений, неоднородностью теплофизических параметров изделия и т.п., никак не влияют на закон регулирования [64]. Желание приблизить в САУ дуговой сварки цель управления к обеспечению заданного качества сварного соединения дало повод для развития систем регулирования геометрии шва.

Одним из основных показателей, определяющих качество соединения, является глубина проплавлення. Большинство систем регулирования глубины проплавлений построено по принципу измерения теплового или светового потока с обратной стороны шва [73,76,841. Пропорциональная зависимость меяду интенсивностью наблюдаемого потока и глубиной проплавлення, позволяет использовать его величину в качестве сигнала обратной связи в замкнутых САР глубиной проплавлення [76,831. Регулирующим воздействием в такого рода системах слушт в основном ток сварки [29,84], несколько реке используют скорость или амплитуду колебаний источника сварочного нагрева t641. В работах 183,84] как сигнал обратной связи предложено использовать интенсивность факела ионизированных газов с обратной стороны шва при плазменно-дуговой сварке со сквозным проплавлешем. Однако расположение датчика, а иногда и системы коррекции его положения с обратной стороны щва далеко не всегда представляется возможным. По этой причине значительный интерес преобретают разработки систем с контролем температуры изделия либо светового излучения сварочной ванны со стороны дуги [84].

Вопросам управления и контроля геометрии шва и температурного поля свариваемого изделия уделяется большое внимание [73,84,102]. Измерение теплового или СВЄТОЕОГО потока со стороны сварочной дуги дает возможность непосредственного наблюдения за формированием ширины шва, а при сварке изделий небольшой толщины со сквозным проплавлением применение инфракрасных сканирующих датчиков дает информацию практически обо всем температурном поле [159]. В начальной стадии развития подобного способа управления тепловыми процессами при сварке в качестве датчиков температуры околошовной зоны применялись скользящие хромелькапелевые термопары [83]. Однако, недостатки контактного способа измерения температуры подвижных объектов, а также необходимость проводить измерения на значительном расстоянии от границы сплавления, что обуславливает большую инерционность такого сигнала, привело к необходимости применять радиационные методы измерения теплового потока с поверхности изделия [76]. В настоящее время с помощью контроля температуры поверхности ванны разработана система автоматического регулирования тока при сварке труб на стыках аргоно-дуговой сварки [124]. Применение сканирующих инфракрасных датчиков по-зволяет контролировать размеры высокотемпературной области околошовной зоны [I5S], а также все температурное поле (включая сварочную ванну) поверхности изделия в процессе сварки. С помощью телевизионного датчика светового потока в работе [159] описан способ коррекции реэяиыа сварки по информации о ширине сварочной ванны.

Реализация обратной связи по температуре изделия или размерам сварочной ванны со стороны дуги обладает существенным недостат - ЗІ ком, состоящим в том, что непосредственная информация о глубине проплавлення в этом случае отсутствует. Поэтому при выборе корректирующего воздействия изменение глубины проплавлення либо вообще не учитывается, либо требует поиска специальных зависимостей иеяду сигналом обратной связи и ненаблюдаемым параметром. В работе ІІ24] зависимость мевд изменением температуры поверхности ванны и выбранным показателем качества (шириной обратного валика) строится в виде регрессионной модели. Недостаток такого подхода заключается в том, что теряется динамика связи температура - глубина проплавлення, имеющая существенное влияние на выбор величины и способа корректировки параметра ревима 184]»

Математическая модель температурного поля при дуговой сварке

О учетом поправки на перенос тепла массой расплавленного металла сварочной ванны и при допущениях, сделанных выше, математическая модель температурного поля при дуговой сварке может быть представлена в следующем виде - векторная функция, определяющая конвективную составляющую теплового потока в жидкой фазе. Остальные обозначения соответствуют принятым выше.

Так как на функцию v наложены условия равенства нулю проекций Vz и Vs соответственно на плоскостях t04 и ХО (рис. 2.7), граничные условия (2,2) - (2.6) сохраняют прежнюю форму.

Система (2.15) - (2,16) сохраняет вид двуфазной задачи теплопроводности с симметрией относительно оси ОХ в подвижной, связанной с дугой, системе координат с учетом выделения скрытой теплоты фазового перехода (условие (2.6). Уравнение (2.15) описывает теплообмен в подвижной жидкой среде при условии незначительного влияния энергии диссипапии на основной тепловой поток [72]. Члены, связанные с іГ и V разделены, т.к. влияние скорости сварки распространяется на все температурное поле в изделии, тогда как V обуславливает конвективный тепловой поток лишь внутри сварочной ванны.

Используя метод "размазывания" теплофизических характеристик материала изделия по температуре для двуфазной задачи Стефана [112], преобразуем систему (2.15) - (2.16) следующим образом граничные условия (2.7) - (2.6) принимают вид Э2 Л В общем случае функция V ІЗ (2.17) является решением системы уравнений Навье-Стокса для вязкой несжимаемой жидкости. О трудностях» связанных с получением такого решения, упоминалось выше. Из анализа системы Навье-Стокса следует, что величина и направление вектора V в основном определяется полем сил F , действующих на сварочную ванну, формой } и распределением температур Г1 внутри нее, а также координатами заданной точки (х ,у , z ), т.е.

Попытки экспериментального определения величины и направления скорости потоков расплавленного металла в сварочной ванне и построение на его основе обобщающих расчетных зависимостей не позволяют добиться целостного представления о связанном тепломас-сопереносе пои дуговой сварке.

Существует ряд методов идентификации математических моделей тепловых и диффузионных процессов, приведенных в работах Г24, 152-156]. Главным образом в них рассматриваются вопросы, связанные с оценкой коэффициента молекулярной составляющей потоков тепла во всей области решения задачи [І52Д53]. Часть работ [154] посвящена оценке формы и интенсивности источников нагрева и является разновидностью обратных задач теплопроводности [155]. В работах [152,155] решены задачи адаптивной идентификации коэффициентов теплообмена с окружающей средой. Данные о решении задачи идентификации параметров конвективной составляющей теплообмена в ограниченном объеме в настоящее время отсутствуют.

Сущность большинства методов параметрической идентификации состоит в разработке алгоритма оценки неизвестного параметра математической модели по результатам функционирования объекта управления, т.е. по выходной информации. Для системы (2.17) - (2.21) выходом служит температурное поле Г х, , г,4) . Геометрия шва, или форма сварочной ванны, совпадающая с некоторой поверхностью (х, ,,-) может быть определена как

(x. aje kx. , , ) , при Пм,г -Тпд . (2.27) Таким образом, включение в математическую модель температурного поля при сварке членов, связанных с наличием конвективной составляющей теплового потока в ванне, позволяет учесть влияние движения расплавленного металла на положение изотермы плавления. В связи с недостатком информации о величине и направлении скоростей потоков в нидкой фазе при дуговой сварке целесообразно для оценки функции V применять основные принципы параметрической идентификации математических моделей объектов управления.

Учитывая, что определению подлежит конвективная составляющая теплового потока внутри сварочной ванны, где молекулярная теплопроводность сказывается значительно меньше, и предполагая, что зависимость теплоемкости и теплопроводности от температуры в околошовной зоне не может существенно повлиять на значение функции V , запишем уравнение (2.17) в линейной форме

Анализ функциональной связи (2.26) позволяет несколько по иному определить зависимость v от параметров процесса дуговой сварки. Так как поле сил F , положение изотермы плавления и температурное поле внутри ванны Т тесно связаны между собой, причем из условия (2,27) следует, что 1 фактически полностью определяется 7 ", можно исключить два из них из явной зависимости функции Т1 с одной стороны во многом определяется действием силового поля F , а с другой стороны задает границу сварочной ванны. Исходя иэ этих соображений, уравнение (2.29) можно считать вполне приемлемым приближением для (2.26).

Экспериментальное определение квазистационарного температурного поля на поверхности свариваемого изделия

Рассмотренный выше подход к оценке неизвестных параметров, входящих в математическую модель температурного поля при сварке, основывается на том, что распределение температур в свариваемом изделии задано. Однако, в случае трехмерного температурного поля, возникает задача определения неполностью наблюдаемого состояния объекта управления.

Определение квазисташ-юнарного трехмерного температурного поля в изделии может быть проведено с помощью широко применяемого в настоящее время в сварке численно-экспериментального метода [90,108,118]. В этом случае полное решение задачи распадается на решение следующих частных задач:

1. Экспериментальное определение термических циклов и последующая их обработка с целью получения квазистационарного температурного поля па поверхностях свариваемого изделия.

2. Определение размеров сварочной ванны, выбор способа аппроксимации ее формы и распределения температур в расплавленном металле.

3. Решение трехмерного уравнения теплопроводности в области сдокной формы для определения температурного поля по всему объему свариваемого изделия.

Экспериментальным способам определения термического цикла точек, расположенных в шве и ОКОЛОШОБНОЙ зоне, посвящено большое количество работ [54,88]. Основным методом измерения температур в изделии при дуговой сварке в настоящее время является контактный метод. Применение бесконтактных способов, несмотря на существенные преимущества, сдерживается рядом недостатков, присущих современным датчикам теплового потока. В частности, серийно выпускаемые в СССР инфракрасные радиационные пирометры обеспечивают измерения интегрального теплового потока Ст.е. некоторой средней температуры) в области больших размеров, что при значительной величине градиентов температурного поля, характерной при дуговой сварке, не обеспечивает необходимой точности при определении термического никла. Развитие инфракрасной измерительной техники и, в частности, сканирующих датчиков теплового потока существенно расширит возможности экспериментального изучения нестационарных температурных полей при сварке, однако в настоящее время приборы подобного класса существуют лишь в одиночном исполнении [157]. В связи с этим в настоящей работе применялся контактный метод измерения температур в свариваемом изделии с помощью термопар.

Экспериментальное определение термических циклов точек поверхности изделия проводилось по методике, изложенной в работе [54] при наплавке стальной электродной проволоки СВ-08А электродуговым автоматом А 1608 на поверхность пластины толщиной 10 мм из низкоуглеродистой стали СТ-3. Охема экспериментальной установки приведена на рио, ЗЛ. В качестве датчиков температуры применялись хромель-алюмелевые и вольфрам-решевые термопары толщиной 0,2 мм. Головки термопар крепились на поверхности А и Б с помощью контактной сварки. Для изоляции термопар применялись керашческие трубки. Регистрация сигналов от датчиков проводилась с помощью двух светолучевых осциллографов HII7 на светочувствительную регистрирующую фотобумагу УФ-67. Контроль времени сварки осуществлялся по временным меткам светолучевого осциллографа. Для согла 64 сования сигналов термопар с шлейфовими гальванометрами осциллографа применялось четыре шуктовых коробки ЩК-І. Чтобы исключить влияние теплоотвода в стол, изделие располагалось на теплоизоляционных подкладках из текстолита, токоподвод обеспечивался с по-мопіью крепежной скобы. Защита термопар от брызг расплавленного металла осуществлялась с помощью высокотемпературной обмазки.

Расположение термопар на поверхности Л (со стороны дуги) и на поверхности Б (обратной относительно дуги плоскости пластины) показано на рис. 3.2. Точками обозначены места крепления головок термопар с номерами I ПЛ +1 для плоскости Ли I лв для плоскости Б. Расстояние точек крепления термопар относительно начала наплавочного валика @i и оси валика S- фиксировались. В точках I и Уік +1 на плоскости Л крепились вольфрам-решевые термопары, для измерения температуры в остальных точках плоскости А и Б применялись хромель-алюмелевые термопары. Учитывая, что градиенты температур в окрестности ванны достигают величин 500-600 град/мм, на плоскости А значение S- для точек 2-4 отличалось на 1-2 мы. На плоскости Б эта величина была несколько больше. Длина ванны ва определялась по следу на поверхности изделия пос-ле выключения сварочного автомата.

Алгоритм стабилизации температурного поля поверхности изделия с помощью скорости сварки

Выбор скорости сварки в качестве управляющего воздействия обусловлен возможностью наиболее просто изменять ее в ходе технологического процесса независимо от других параметров режима, В уравнение состояния объекта управления (4.2) скорость сварки входит как независимая переменная, причем в подвижной системе координат, связанной с дугой, в граничных условиях явная зависимость от Vce отсутствует. По этой причине решение задачи стаби-, лизапии температурного поля в изделии с помощью изменения скорости сварки значительно проще, по сравнению с задачами, где в качестве управляющего воздействия выбираются другие параметры ре-нима.

Рассмотрим трехмерное температурное поле в три последовательных, равностоящих с интервалом й-Ь , момента Бремени L ,ЬК и (рис. 4.2), Предположим, что состояния объекта г тс%,ч і) и г = г(х, , i,tl rJ известны. Необходимо определить величину скорости сварки гГсв на интервале времени ( bKt1 , tKt2 ), при которой функционалв момент времени Kvl принимал бы свое минимальное значение. Здесь fKt2= KIJ(?IWJ; т -Г ( х,ч, г ) -некоторое эталонное значение температурного ноля в изделии ; & область решения задачи. Пусть га интервале времени (tK , tKW ] скорость сварки была равна г/С13 . Обозначим Приближенно определим состояние объекта в момент времени tti+2 через состояния Г и т + , Линеаризуем уравнение (4.2) по те-плофизическим параметрам, принимая значение коэффициента темпе-ратуропроводности а материала изделия постоянным, соответствующим интервалу температур 900С - I00OG и пренебрегая влиянием скрытой теплоты фазового перехода. Допустим, что интервал времени ді достаточно мал, поэтому в точке tк+ выполняется приближенное равенство

Отклонение температурного поля в изделии от эталонного распределения связано с воздействием ряда конструктивных и технологических возмущений, связанных не только с отклонением параметров рекима от расчетных значений, но и с наличием различных технологических -приспособлений, обуславливающих дополнительный теп

Рис. 4.6 Изменение во времени величины суммарного квадратичес-кого отклонения температур точек поверхности изделия от эталонных значений (сплошная и пунктирная линии соответствуют изменению гГ , показанному на рис.4.5) лоотвод, изменением геометрии разделки кромок, неоднородностью теплофизических характеристик материала изделия и т.п. Система стабилизации эффективна в отношении определенной группы возмущений Б том случае, если цепь обратной связи охватывает точку ее приложения к объекту управления ІІЗ],

Возмущения, связанные с отклонением геометрических размеров разделки кромок от номинальных значений, являются одними из наиболее сильно влияющих на качество сварного соединения, Б особенности при сварке электродуговыми автоматами. Ошибки, допущенные на этапе подготовки и сборки деталей под сварку, проявляются в ходе технологического nDOuecca и нередко приводят к браку. Полностью устранить подобные отклонения в условиях серийного производства, когда доля ручного труда на этапе технологической подготовки процесса дуговой сварки еще значительна, в бликайшее время не представляется возможным. 3 этом случае решение задачи получения заданного качества сварного соединения связано о разработкой систем автоматической корректировки параметров режима сварки с целью уменьшения влияния данной группы возмущений.

Похожие диссертации на Моделирование и управление процессом дуговой сварки