WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

БАБКИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА

НАУЧНЫХ ОСНОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.03.06 «Технологии и машины сварочного производства»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва-2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО Липецком государственном техническом университете на кафедре сварки

Научный консультант –

доктор технических наук, профессор Лебедев Сергей Викторинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор  Рыбаков Александр Сергеевич

доктор технических наук, профессор  Царьков Андрей Васильевич

доктор технических наук Потапов Николай  Николаевич

Ведущее предприятие – ОАО «Липецкий трактор»

Защита состоится 20 ноября в 15-30 на заседании Диссертационного совета Д212.110.05  в ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу: 121552 Москва, ул. Оршанская, д.3, ауд. 523А (корп. А), тел. (499) 141-94-53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МАТИ» - РГТУ  имени К.Э. Циолковского.

Ваш отзыв на автореферат диссертации в одном экземпляре, заверенный печатью организации, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат  диссертации разослан «___» октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.110.05

к.т.н., доцент  __________________  Палтиевич А.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ        

       

Актуальность работы

Современный этап развития мировой промышленности и промышленности России, как ее части, характеризуется развитием и применением технологий информационной поддержки жизненного цикла изделий (ИПИ/CALS) как средства повышения качества продукции и конкурентоспособности предприятий. В области сварочного производства решение поставленной задачи осложняется практическим отсутствием важного элемента ИПИ – систем  автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), также достаточно серьезна проблема недостатка квалифицированных кадров, в том числе, технологов и специалистов низшего звена – сварщиков, выполняющих механизированную сварку в защитных газах.

Сварка плавящимся электродом в защитных газах очень широко применяется при изготовлении стальных конструкций из низколегированных сталей. Достигнута  высокая степень автоматизации этого процесса сварки: применяется как механизированная, так и автоматическая сварка, используются сварочные роботы. Однако технологический  процесс (ТП) сварки не всегда обеспечивает требуемый уровень качества сварных соединений и высокую производительность при установленных сроках, объеме выпуска и затратах.

Для разработки ТП и оформления его в виде технологического документа (ТД) требуются значительные затраты времени и ресурсов в связи со сложностью решаемых задач. ТД содержат последовательность технологических операций (маршрут) и последовательность сборки конструкции. Для каждой операции определяют параметры режима (ПР) сварки, сварочные материалы, технические нормы времени и расхода материалов, оборудование, инструмент и технологическую оснастку. 

Автоматизированное создание ТД требует знания количественных зависимостей между исходными данными и данными, содержащимися в ТД. Несмотря на широкое распространение сварки в защитных газах и множество исследований по моделированию процесса, в настоящее время не известны САПР ТП сварки в защитных газах конструкций из низколегированных сталей. Применяемые при технологической подготовке производства (ТПП) программы в лучшем случае позволяют производить выбор элементов ТП из базы данных и оформлять технологическую документацию. Поэтому на большинстве предприятий технология сварки разрабатывается на основе технологического и производственного опыта сварщиков и технологов, без применения ЭВМ, с большими затратами времени. В связи с отсутствием в распоряжении технологов математических методов, получаемые технологические решения часто далеки от оптимальных: велики затраты на исправление дефектов сварки, допускаются значительные потери электродного металла на разбрызгивание. Кроме того, разработанные ТД зачастую многословны и нечитабельны.

Поэтому разработка научных основ автоматизированного проектирования технологических процессов сварки в защитных газах является актуальной задачей.

Цель работы

Заключается в разработке научных основ систем проектирования технологических процессов сварки в защитных газах для обеспечения качества сварных конструкций на основе комплексных теоретических, экспериментальных исследований и физико-математического моделирования процессов плавления основного и электродного металла, формирования шва и ЗТВ.

Для реализации поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Путем теоретического анализа разработать критерии подобия  и на основе экспериментального изучения получить критериальные зависимости, связывающие свойства плазмы сварочной дуги, свойства свариваемой стали, параметры сварного соединения, электрода и режима и позволяющие определять характеристики плавления основного металла и формирования сварного шва, плавления и переноса электродного металла.
  2. Исследовать закономерности образования дефектов формирования сварного шва типа подрезы и несплавления и установить математические зависимости для расчета допустимых областей параметров режима сварки с качественным формированием шва.
  3. Исследовать закономерности образования закалочных структур в ЗТВ сварного соединения  и разработать методику расчета оптимальных параметров режима по заданным размерным и структурным свойствам сварного соединения.
  4. Определить показатели качества (критерии оптимальности) сварки, управляемые параметры и их ограничения, сформулировать функцию цели и условия связи и разработать  алгоритмы условной оптимизации параметров режима сварки в защитных газах различных соединений.
  5. Исследовать закономерности формирования технологического маршрута изготовления, образования переходов и последовательности сборки сварных конструкций.
  6. Использовать полученные результаты для создания математического, алгоритмического и информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования технологии сварки.

Методы исследований и достоверность полученных результатов

Экспериментальные  исследования выполнены методами теории вероятностей и математической статистики. Регистрацию электрических параметров сварки осуществляли с помощью пишущих аналоговых (Б-370/3) и цифровых приборов, в частности, цифрового осциллографа Б-421. При изучении плавления основного металла, плавления и переноса электродного металла применяли цифровую цветную видео- и фотосъемку. Видеосъемку проводили WEB-камерой QuickCam Express фирмы Logitech, а фотосъемку - цифровым фотоаппаратом Dimage Z фирмы Minolta с десятикратным оптическим увеличением. Изучение температуры плазмы дуги проводили с использованием спектрографа ДФС-452 и многоканального оптического регистратора спектра на приборах с зарядовой связью LX511 SONY. Расчеты при определении температуры плазмы дуги вели с применением данных Vienna Atomic Lines Database (VALD). Структуру сталей исследовали методами оптической металлографии, применяя металлографический микроскоп МИМ-6 с WEB-камерой.

Теоретические исследования проводились на базе фундаментальных положений термодинамики, теории тепломассообмена с применением методов теории подобия и размерностей, дифференциального и интегрального исчислений, теории графов и множеств. Для математического моделирования технологических процессов применены методы теории нелинейного программирования и исследования функций многих переменных с ограничениями в виде неравенств.

Степень адекватности математических моделей описываемых ими процессам проверялась по экспериментальным данным. Достоверность научных положений и выводов основывается на систематических экспериментальных исследованиях, использовании методов статистической обработки полученных результатов; подтверждается хорошим совпадением результатов эксперимента и теоретических расчетов, а также практическим использованием полученных результатов.

Научная новизна работы

1. Разработаны алгоритмы расчета оптимальных параметров режима сварки соединений с подготовкой кромок по ГОСТ 14771-76, основанные на физико-математических моделях в виде систем уравнений и функции цели, включающей критерии оптимальности, которые определяют качество соединения. Полученные системы уравнений состоят из критериальных и аналитических зависимостей, связывающих характеристики плавления основного и электродного металлов, параметры режима и теплофизические свойства свариваемых материалов и применяемых защитных газов, что позволило для расчета режимов сварки соединений на весу с полным проплавлением и корневого прохода соединений с разделкой кромок создать  математические модели, описывающие равновесие сварочной ванны в силовом поле и ее тепловое состояние в двумерной постановке при задании формы проплавления и выпуклости шва.

2. В результате экспериментальных исследований установлены закономерности изменения температуры в смесях Ar+O2, Ar+CO2 и CO2+О2 с плавящимся электродом. Температура плазмы смеси Ar+O2 при увеличении содержания O2 от 0 до 15% падает от 8300±500К (температура аргоновой плазмы дуги Ar) до 7600±300К. Температура плазмы смеси CO2+O2 при увеличении содержания O2 от 0 до 40% снижается от 9000±200К (температура плазмы дуги в CO2) до 7700±500К. Температура плазмы смеси Ar+CO2 при изменении содержания CO2 от 0% до 40% сначала падает от 8300±500К до 7400±300К при 15…20% СО2 в смеси, затем возрастает, достигая 7700±500К при 40% СО2. Выявлено, что снижение температуры плазмы смеси происходит примерно на 40К при увеличении содержания примеси СО2 или О2 в смеси на один процент, что позволяет точно определять температуру сварочной плазмы в зависимости от ее состава.

3. Определены критерии подобия и их выражения, связывающие теплофизические свойства металлов, защитных газов, размеры электрода, ПР, параметры сварочной электрической цепи и позволяющие расчетным путем определять:

величину силы критического тока струйного переноса электродного металла;

частоту переноса электродного металла короткими замыканиями;

коэффициент расплавления электрода-анода;

величину потерь железа и марганца испарением с поверхности капли электродного металла;

размеры сварного шва при наплавке;

размеры сварного шва при сварке с зазором.

4. Установлены закономерности образования подрезов при сварке. На основе аналитического описания распределения напряженности магнитного поля в свариваемом изделии и обработки экспериментальных данных методами теории подобия получена критериальная зависимость, позволяющая расчетным путем определять параметры режима сварки, обеспечивающих формирование сварных швов без образования подрезов.

5. На основе расчетно-экспериментального описания процессов структурных превращений и температурного поля, создаваемого сварочной дугой, ванной жидкого металла и металлом шва, разработан алгоритм расчета оптимальных параметров режима сварки низко и среднелегированных сталей, обеспечивающих минимальное содержание закалочных структур в ЗТВ при соответствии размеров шва требуемым.

6. Разработаны алгоритмы построения технологических маршрутов изготовления сварных конструкций. На основе анализа графовых моделей сварных конструкций разработаны алгоритмы определения последовательности сборки аппаратуры емкостного типа.

На защиту выносится совокупность следующих научных результатов:

  1. Закономерности изменения температуры плазмы сварочной дуги в защитных газах и смесях.
  2. Закономерности плавления, испарения и переноса электродного металла как функции защитной среды, параметров режима, свойств и размеров электрода, позволяющие решать прямую задачу – расчет параметров плавления  и переноса  при заданных параметрах режима, размерах электрода, защитной среды, а также обратную задачу – расчет критического тока струйного переноса в аргоне как функции  свойств и размеров электрода.
  3. Закономерности проплавления основного металла, формирования швов при наплавке и в зависимости от зазора в стыке, позволяющие решать прямую задачу – расчет размеров шва при заданных параметрах режима, размерах электрода, свойствах защитной среды.
  4. Математические модели дуговой сварки в защитных газах, предназначенные для решения обратной задачи – определения оптимальных параметров режима сварки соединений по заданным размерам шва и подготовленных кромок с учетом металлографической структуры металла ЗТВ,  а также зазора в стыке и разделки кромок.
  5. Алгоритмы расчета и оптимизации параметров режима сварки и наплавки, включающие математические модели сварки и критерии оптимальности.
  6. Закономерности и математические модели формирования шва при сварке стыкового соединения с зазором, дающие возможность рассчитать глубину проплавления и ширину шва как функцию зазора, параметров режима и размеров электрода.
  7. Закономерности формирования подрезов  при сварке и математическая модель, дающая возможность рассчитывать ПР сварки в обрасти качественного формирования швов при высокой производительности процесса.
  8. Алгоритмы построения структуры технологического процесса и последовательности сборки сварных конструкций.
  9. Концепция построения САПР технологии сварки.

Практическая значимость работы

Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований являются научной основой автоматизированного проектирования технологических процессов сварки в защитных газах стальных конструкций.

На основании полученных математических моделей разработаны способы сварки в защитных газах, способствующие повышению качества сварных соединений и сокращению затрат на экспериментальное определение значений параметров режима сварки. Новизна полученных результатов и разработанных математических моделей подтверждается 5 авторскими свидетельствами.

Теоретические положения, математические модели и алгоритмы использованы при разработке САПР ТП, которые внедрены на ряде предприятий. Новизна разработанных алгоритмов и программ подтверждается регистрацией в Государственном фонде алгоритмов и программ двух компьютерных программ.

Реализация работы

Системы  автоматизированного проектирования технологии сварки внедрены на ряде предприятий: ОАО «Уральский турбомоторный завод» (г. Екатеринбург), ПО «Пищемаш» (г. Красилов, Украина), ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», ОАО ЛОЭЗ «Гидромаш» (г. Липецк). Расчетные  ПР использовались при изготовлении металлоконструкций на предприятиях ОАО  «Кислородмонтаж».

Системы  автоматизированного проектирования технологических процессов  сварки экспонировались на международных выставках СВАРКА-2002, СВАРКА-2003, СВАРКА-2004 (г. СПб, Ленэкспо), РОССВАРКА/WELDEX-2002, РОССВАРКА/WELDEX-2003, (г. Москва, Сокольники). САПР ТП «Autoweld» удостоена диплома международной выставки РОССВАРКА/WELDEX-2003.

Результаты исследований, учебная версия САПР «Autoweld», изданная книга используются в учебном процессе кафедры сварки ЛГТУ при подготовке инженеров по специальности 150107 «Металлургия сварочного производства» при чтении лекций, проведении лабораторных работ и практических занятий по курсам «Моделирование и оптимизация», «САПР технологии сварки и наплавки», а также при курсовом и дипломном проектировании. Учебная  версия САПР «Autoweld» используется также в учебном процессе кафедры «Оборудование и технология сварочного и литейного производства» Тульского государственного университета.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на Международных конференциях «V Международная школа математических методов в сварке» (г. Киев, 1988 г.), «Математическое моделирование и информационные технологии в сварке и родственных технологиях» (Кацивели, Украина, 2002 г.), на девяти Всесоюзных и Всероссийских научно-технических  конференциях, среди которых - «Компьютерные технологии в соединении материалов» (г. Тула, 2001 г.), «МАТИ – Сварка XXI века. Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве» (г. Москва, 2003 г.), на одинацати научно-технических конференциях, среди которых -«САПР ТП сварки, пайки, литья и нанесения газотермических покрытий» (г. Москва, 1985 г.), «Математические методы в сварке» (г. Киев, 1986, 1987), «Применение математических методов и ЭВМ в сварке» (г. Ленинград, 1987 г.), «САПР и микропроцессорная техника в сварочном производстве» (г. Москва, 1991), на научных семинарах кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства» Донского технического университета в 2005 г., кафедры «Оборудование и технология сварочного и литейного производства» Тульского государственного университета в 2007 г., кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского технического университета в 2007 г., кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» Воронежского технического университета в 2007 г., кафедры сварки Липецкого технического университета в 2002, 2007 гг., кафедры «Технология  сварочного производства» «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского в 2008 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 46 работ, в том числе книга «Расчет и оптимизация  параметров режима дуговой сварки металлов»; получено 5 патентов на изобретение, зарегистрированы 2 программы в Государственном фонде алгоритмов и программ. Результаты диссертации отражены также в десяти отчетах по выполненным научно-исследовательским темам.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и результатов работы, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 434 страницах, содержит 167 рисунков, 45 таблиц. Список литературы содержит 335 наименования.

Основное содержание работы

Введение

Приведена формулировка проблемы, раскрыта актуальность темы работы, определены цель и задачи работы, показана ее научная новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи работы

Существующие методы разработки технологии сварки и ее документирование основаны, в основном, на ручных методах обработки и представления информации, эмпирическом опыте технологов-сварщиков; проводятся без применения вычислительной техники. Такое положение приводит к назначению неоптимальных параметров режима и как следствие – к большому количеству брака.

Стремительное развитие технических и программных средств, наделенных различными функциональными возможностями, способствует формированию новых принципов организации сварочного производства. Становится очевидным, что только использование современных компьютерных ИПИ/CALS технологий для комплексной автоматизации всех аспектов производства сварных конструкций, включая моделирование совокупности протекающих при сварке процессов и ТПП, позволит быстро находить оптимальные технологические решения для производства качественных конструкций при значительном снижении ресурсоемкости самого процесса разработки. Системы автоматизированного проектирования технологии решают трудоемкую задачу разработки оптимальной технологии сварки, являясь важнейшим звеном системы качества.

Имеющиеся на рынке программных продуктов системы, предназначенные для использования при технологической подготовке сварочного производства, не имеют в своем составе основных процедур – ПР не рассчитываются, а выбираются из таблиц, назначенные параметры не анализируются и не оптимизируются. Структура маршрута и последовательность операций определяются в диалоговом режиме, что требует высокой квалификации технолога-пользователя этой системы. Решение всех задач в таких САПР заменяется информационным поиском в базе данных. Программные проекты работают в отрыве от информационной системы предприятия.

Проблема  разработки оптимальной технологии сварки неразрывно связана с расчетом оптимальных параметров режима сварки по заданным показателям качества сварного соединения.

Существенный вклад  в разработку методик и зависимостей для расчета параметров режима сварки внесли В.П. Демянцевич, Е. Nauman, В.Е. Кривошея, А.М. Попков, И.Ф. Коринец, которые разработали алгоритмы, предназначенные для решения обратных задач технологии для некоторых сварных соединений из низкоуглеродистых сталей. Алгоритмы включают экспериментально-статистические зависимости между параметрами сварного шва (например,  катет шва, глубина проплавления) и параметрами режима. Известные методики определения режима ограничены рамками отдельных типов сварных соединений из низкоуглеродистых сталей, часто применимы только для однопроходных соединений, не учитывают влияние зазора в стыке и вылета электрода на формирование швов.

Определение режимов сварки низко- и среднелегированных сталей является сложной задачей, при решении которой необходимо обеспечить качественное формирование шва и благоприятную металлографическую структуру ЗТВ. Применяемые в настоящее время имитационные методы предназначены для решения прямой технологической задачи - определения структуры металла по заданным параметрам режима сварки.

В работах В.А. Судн ика, T. Debroy, U. Dilthey и др. исследователей развит метод построения математических моделей на микроуровне в виде систем дифференциальных уравнений с частными производными. Такие математические модели позволяют моделировать процесс формирования сварного шва, т.е. исследовать влияние параметров режима сварки на размеры форму сварного шва, решая прямую задачу технологии.

Расчет  оптимальных параметров режима является сложной многопараметрической задачей, требующей рассмотрения взаимосвязанных процессов плавления основного и электродного металлов. Вопросы оптимизации параметров режима сварки рассмотрены в работах Н.Г. Васильева, С.В. Дубовецкого и О.Г. Касаткина, Э.Л. Макарова и Э.А. Гладкова, В.А. Судника. За функцию цели  принимают или качественные показатели сварных швов - их размеры или экономические показатели производства, такие как технологическая себестоимость, производительность процесса, оцениваемая, например, штучным временем сварки. В.А. Судник с сотрудниками для поиска вектора оптимальных сварочных параметров проводит вычислительный эксперимент на математической модели с последующей статистической обработкой его результатов. В этом случае требуется значительное время на определение оптимальных сварочных параметров.

В промышленности широко применяются смеси с использованием Ar, СО2 и О2. Однако в настоящее время недостаточно изучено влияние состава защитной атмосферы на проплавление и формирование сварного шва, а также на плавление и перенос электродного металла. Известные сведения не позволяют получить физико-математические зависимости для расчета ПР. В частности, не известна средняя температура плазмы сварочной дуги в смесях защитных газов с плавящимся электродом и ее зависимость от состава смеси.

Важным фактором, сдерживающим рост производительности сварки, являются дефекты швов типа несплавления и подрезы. Единой точки зрения на механизм образования этих дефектов нет, а предложенные феноменологические модели не позволяют использовать имеющиеся представления для количественного определения области сварочных параметров с качественным формированием шва.

На основе анализа и обобщения литературных данных, производственного опыта, и в соответствии с целью работы в главе сформулированы задачи работы, определены области и методы исследований.

Глава 2. Исследование и моделирование формирования сварных соединений в защитных газах

Приведены результаты экспериментальных исследований и моделирования плавления основного металла и формирования сварного шва при наплавке, при сварке с зазором. Исследовано явление образования подрезов и несплавлений.

С целью вывода выражения для расчета какого-либо размера шва, например, глубины проплавления h или ширины шва eш, получили критерии подобия (КП) из следующей функциональной зависимости, связывающей ПР сварки, представленных в форме эффективной мощности дуги q,  и теплофизические свойства свариваемого материала (объемную теплоемкость с, теплопроводность , температуру плавления T)

(1)

Установлено, что процесс описывают следующие КП: критерий Пекле , критерий Н. Кристенсена , критерий М.В. Кирпичева . Дополнительно перемножением критерия Пекле на критерий Кирпичева получили критерий .

Установлено, что схема распространения тепла в свариваемом изделии зависит от вводимой мощности и вида переноса электродного металла. Например, в случае сварки в смеси Ar+%5O2 сталей на обратной полярности схема линейного источника теплоты наиболее вероятна при мощности дуги от 10 до 15 кВт. Для переноса электродного металла  короткими замыканиями более  характерна  схема линейного источника теплоты. Этот факт согласуется с наибольшей глубиной проплавления, наблюдаемой при переносе электродного металла короткими замыканиями. Наименьшая глубина проплавления  соответствует струйному переносу.

Полученные критерии использовали при выводе зависимостей для расчета размеров сварных швов. Они позволяют рассчитывать глубину проплавления и ширину шва по известным ПР, т.е. решать прямую задачу технологии, и имеют вид (рис. 1)

, (2)

где а1, а2 – коэффициенты; для наплавки в СО2 проволоками dэ=1,2….2,0 мм  а1=-3,603, а2=0,539.

Зазор между кромками свариваемых деталей, несомненно, является важным технологическим фактором, влияющим на размеры сварочной ванны. Незнание реальной зависимости h от зазора в стыке b и ПР может приводить как к прожогам, так и к непроварам свариваемых кромок деталей.

Исследовали зависимости глубины проплавления при сварке с зазором h и eш от ПР. Для планирования и обработки экспериментов использовали следующие КП: критерий Пекле глубины проплавления, ширины шва, критерий Кирпичева K, критерий 23, критерий Кристенсена Cr.  Для учета влияния b на размеры шва образовали новый КП – критерий  зазора

. (3)

В ходе экспериментального исследования сварки в углекислом газе ПР сварки варьировали таким образом, что критерий π23 менялся от 3691 до 11637. Зазор в стыке b изменяли от 0 мм  до 2,2 мм. Обработкой методами линейного регрессионного анализа экспериментальных данных, представленных в виде КП, получили формулу для расчета глубины проплавления при сварке в СО2 с зазором в стыке

.  (4)

Рассмотрено влияние зазора в стыке на величину ширины шва. Показано, что между шириной шва, ПР и зазором существует зависимость

. (5)

Для изучения влияния защитной атмосферы на проплавление и формирование сварного шва исследовали сварку в газах СО2, Ar и наиболее часто применяемых на практике смесях Ar+25….30%СО2, Ar+5%О2 и СО2+25….30%СО2. Анализ процесса сварки в смесях показал, что величина глубины проплавления определяется двумя факторами: параметрами режима, описываемыми критерием 23, и свойствами плазмы сварочной дуги. Последние представлены полученным в работе КП

,  (6)

который связывает такие свойства плазмы сварочной дуги как: температура Тп, теплопроводность, теплоемкость Н, транспортное сечение рассеяния на атомах и молекулах F, а также поверхностное натяжение металла в газовой защитной среде .

Экспериментальные исследования влияния  ПР сварки на глубину проплавления  и ширину шва при сварке в СО2, в смесях СО2+30%О2 и Ar+30%СО2, а также Ar+5%О2 позволили получить следующие выражения, связывающее размеры шва, ПР и состав защитных газов

,  (7)

, (8)

где k1h, k1e – коэффициенты, учитывающие влияние свойств плазмы сварочной дуги, соответственно на глубину проплавления и ширину шва; k2h, k2e – коэффициенты, учитывающие влияние ПР на размеры шва.

Установлено, что k2h слабо зависит от состава газовых смесей и изменяется в узких пределах: в случае применения смесей с углекислым газом - СО2, Ar+30%СО2 и СО2+30%СО2  k2h=0,5…0,6, при использовании аргона и смеси Ar+5%О2  k2h=0,7…0,8.  Коэффициент, учитывающий влияние свойств плазмы сварочной дуги на h, находится в обратной квадратичной зависимости от свойств плазмы. Выражение для его расчета определили обработкой МНК экспериментальных данных

.  (9)

С целью определения аналитического выражения  для оценки условий качественного формирования сварных швов на форсированных режимах без образования подрезов и несплавлений методами теории подобия проведен теоретический и экспериментальный анализ магнитогидродинамической обстановки в зоне сварочной дуги и ванны.

Показано, что магнитогидродинамические процессы в сварочной ванне могут быть описаны зависимостью между КП Хартмана и Cr. КП Хартмана является функцией напряженности магнитного поля Н.

В работе решена задача расчета распределения Н сварочного тока в изделии на основе вычисления взаимодействия потенциалов, приписываемых сварочной дуге и токоподводу. Принимая, что ввод электрического тока в изделие в обоих случаях осуществляется через площади, ограниченные активным пятном rд для сварочной дуги и rT для токоподвода и находящимися на расстоянии L друг от друга, получили

, (10)

где разность потенциалов у основания дуги и у токоподвода, соответственно; σ – удельная электрическая проводимость; h, r – координаты точки.

Получена  зависимость между критериями Кристенсена и Хартмана (рис. 2), описывающая область качественного формирования швов независимо от способа сварки

,  (11)

где b=0,972±0,026; c=-6,890±0,298.

Для расчета структурных превращений в ЗТВ исследовали сварочные температурные поля. Предложено температурное  поле при сварке описывать суперпозицией полей сварочной дуги, ванны жидкого металла и шва. Представили сварочную дугу как распределенный источник теплоты в виде  интегральной суммы точечных источников, интенсивность которых спадает по нормальному закону по мере удаления от центра анодного пятна до некоторого характерного размера – эффективного радиуса дуги  r0, где TTкип

, (12)

где qmax – наибольший тепловой поток с учетом потерь на нагрев и расплавление основного металла; А1 – нормирующий множитель.

Приняли, что жидкий металл сварочной ванны с тепловой мощностью является распределенным источником теплоты с радиусом , расположенным на расстоянии 2r0 от центра сварочной дуги, тогда распределение температуры от действия этого источника теплоты описывается уравнением (12).

Остывающий металл сварного шва с тепловой мощностью представили источником теплоты, нормально распределенным по оси Y и подчиняющимся пуассоновскому распределению по оси Х. Его температурное поле описали как

(13)

где А2 – нормирующий множитель; Lш=10еш.

Для расчета структурных составляющих сплава околошовной зоны использовали уравнение Колмогорова-Мела-Аврами, для которого приняли произведение для процессов распада аустенита, протекающих по диффузионному механизму (образование феррита, перлита и карбидов) и промежуточному (образование бейнита),  в виде

, (14)

где k – кинетический параметр, зависящий от свободной энергии  и скорости образования новой фазы; τ – длительность превращения;  ; – скорость образования центров новой фазы; – скорость движения межфазной границы; – полное время превращения; – момент образования центра новой фазы.

Скорость образования и роста центров новой фазы (зародышей) в аустените  описали выражениями

,  (15)

, (16)

где Ac – соответствующая критическая температура; Т – текущая температура исследуемой точки ЗТВ во время охлаждения; В – кинетический параметр, учитывающий энергию образования критического зародыша; – константа скорости образования зародышей; – константа скорости движения межфазной границы; Q – энергия активации движения межфазных границ.

Кинетический параметр В определяли исходя из (Тн - температура минимальной устойчивости аустенита при соответствующем превращении). Параметр С2= определяли исходя из граничных условий V(Tн, н)=Vн, где Vн – инкубационная объемная доля новой фазы.

Возникающие в процессе бейнитного превращения существенные внутренние напряжения, которые препятствуют образованию новых зародышей, учитывали при расчете скоростей образования и роста введением дополнительного члена. Последний включает текущее значение объемной доли бейнита.

Количество структурных составляющих (феррита Ф, карбидов К, перлита П, мартенсита М) в конечной структуре определяется по выражениям, аналогичным следующему

, (17)

где - относительная объемная доля структурной составляющей.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что предложенная модель сварочного источника теплоты описывает процессы нагрева и охлаждения пластин при наплавке значительно более точно, нежели известные распределённый источник и точечный источник теплоты. Установлено, что  экспериментально полученные значения твердости в заданных точках близки к расчетным и находятся в пределах ошибки измерения (рис. 3).

Глава  3. Исследование и моделирование влияния сварочной дуги на плавление, испарение и перенос электродного металла в защитных газах

Температура, развивающаяся в сварочной дуге, является важнейшей характеристикой, которая определяет тепловое воздействие на электроды. Оценку температуры провели по методу относительных интенсивностей спектральных линий: искали связь между относительной интенсивностью спектральных линий I в виде, где – длина волны спектральной линии, g - статистический вес нижнего уровня, f – сила осциллятора для эмиссионной линии, и энергией верхних уровней Е. Для измерения интенсивности спектральных линий и их длины волны использовали установку, включающую спектрограф ДФС-452 и многоканальный оптический регистратор спектра  на приборах с зарядовой связью.

Установлено, что при токах 130...140 А температура плазмы промышленной сварочной дуги, образованной СО2 с проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2мм, составляет 9000±200К. Температура плазмы дуги, образованной аргоном, при тех же условиях имеет температуру 8300±500К.

Добавляемые  к аргону углекислый газ (до 20%) и кислород (до 15%), снижают температуру плазмы сварочной дуги. Добавка кислорода к углекислому газу также снижает температуру плазмы (рис. 4).

Установлено, что снижение температуры во всех исследованных случаях составляет ~40K на каждый объемный %  примеси. При  40%CO2  в смеси падения температуры плазмы не происходит по сравнению с плазмой смеси Ar+20%CO2.

Известно, что плавление электродной проволоки, в основном, происходит под действием двух источников теплоты – анодной  области дуги и джоулева тепла, выделяющегося в вылете электрода: , где есть суммарный коэффициент расплавления электродной проволоки, - результат действия тепла, выделяющейся в  анодной области, - результат действия джоулева тепла, выделяющегося в металле вылета электрода.

Величина тепла, выделяющегося в  анодной области, следовательно, и коэффициент расплавления зависит от свойств плазмы, образованной защитным газом и парами электрода (работы ионизации атомов газа , транспортное сечение рассеяния электронов на атомах и молекулах газа F, теплопроводности и энтальпии газа Н), а также от свойств металла электрода (температура плавления металла Тпл, работы ионизации атомов металла ). Анализом  величин, характеризующих процессы в анодной области дуги, получены следующие КП

, (18)

.  (19)

Интерполяцией экспериментальных данных методом наименьших квадратов получено выражение для расчета коэффициента расплавления как функции свойств плазмы сварочной дуги

,  (20)

где n – эмпирический коэффициент, Iсв=1 А.

С целью с целью учета влияния вылета электродной проволоки Lэ на скорость плавления низкоуглеродистой электродной проволоки р и Vпл при сварке в углекислом газе и смесях Ar+CO2, Ar+O2 проведены экспериментальные исследования. Получены выражения вида

, (21)

где ki – эмпирические коэффициенты. В случае сварки в углекислом газе на обратной полярности  k1 =0,616, k2=0,37, k3=0,32.

Для расчета частоты переноса электродного металла короткими замыканиями f анализом процесса методами  теории подобия получены КП, связывающие характеристики сварочного контура (сопротивление R, индуктивность L),  теплофизические свойства материала электродной проволоки (теплоемкость, теплопроводность, температуру плавления), а также  ПР

,  (22)

.  (23)

Зависимость  между ними в случае сварки в углекислом газе имеет вид

.  (24)

Области, ограниченные известными видами переноса электродного металла через дуговой промежуток, зависят от плотности тока в электроде j и напряжения на дуге Uд. Для оценки величины напряжения на дуге при применении смесей Ar, CO2 и О2 как функции плотности сварочного тока при различных видах переноса методами нелинейного регрессионного анализа получены зависимости вида (рис. 5)

,  (25)

где a1, a2 – эмпирические коэффициенты.

Обработкой экспериментальных данных получены  зависимости для расчета коэффициента потерь на угар и разбрызгивание ψп при сварке в углекислом газе и смеси  Ar+5%O2. При  сварке в углекислом газе зависимость имеет вид

,  (26)

где – коэффициент, зависящий от типа источника питания.

Одним из источников потерь легирующих элементов при плавлении электродного металла является испарение металла с поверхности капли. Имеется два источника испарения: поверхность капель электродного металла и анодное пятно.

В неизотермических условиях дуговой сварки плавлением унос паров металлов от поверхности испарения, которой является свободная поверхность капли диаметром dк, происходит путем конвективной диффузии. У поверхностей испарения образуется пограничный слой паров с ламинарным течением. При этом испарившийся атом диффузионным путем преодолевает пограничный слой паров, затем, подхваченный потоками защитного газа, уносится в околодуговое пространство.

С целью описания массопереноса  в движущемся потоке газа применили теорию подобия и получили выражение для оценки коэффициента массопереноса, включающее критерии Рейнольдса Re и Шмидта Sc,

(27)

Для использования зависимости (27) определили коэффициент диффузии паров металлов через пограничный слой (паровую рубашку) и скорости потоков газов, омывающих каплю электродного металла. Значение коэффициента бинарной молекулярной диффузии элементов металлического пара железа и марганца в защитной атмосфере СО, О2 или Аr определено расчетно-экспериментальным путем с использованием 6-12 потенциала Леннарда-Джонса. Установлено, что изменяется в пределах (0,5…2)⋅10-3м2⋅с-1. Экспериментально определено, что скорость газовых потоков на уровне капли Vг, параллельных скорости сварки, при сварке вертикальным электродом, а также углом вперед составляет 0,2…0,6 м⋅с-1.

Установлено, что с ростом скорости потока газов и диаметра капли увеличиваются потери элементов с ее свободной поверхности. Причем влияние dк сильнее влияния скорости потоков: рост потерь элементов пропорционален и .  Потери железа достигают 7⋅10-6 кг/с, а марганца - 1⋅10-6 кг/с. Принимая скорость потоков 0,4…1 м⋅с-1 и диаметр капли 1,0…1,5 мм при теплоте испарения железа H=6,54 МДж⋅кг-1 и марганца H=4,31 МДж⋅кг-1, получили, что мощность, теряемая  испарением с поверхности капли, соответственно, железа и марганца, составляет – 40…45 Вт и 2…4 Вт.

Для  расчета потока испарения с поверхности анодного пятна использовали уравнение Ленгмюра. Экспериментально-расчетным путем установлено, что при сварке в углекислом газе проволокой Св-08Г2С с анодного пятна капли потери железа достигают 5⋅10-6 кг/с, а марганца - 2⋅10-4 кг/с (принятая температура поверхности анодного пятна составляет 3145 К).

При сварке плавящимся электродом в аргоне часто используется струйный перенос электродного металла, который характеризуется силой критического тока Iкр. На основании критериального анализа получены КП, описывающие связь между плотностью металла электродной проволоки , его температурой плавления Tпл, скрытой теплотой плавления H и удельным электрическим сопротивлением ; а также размерами электрода Lэ (dэ) и поверхностным натяжением σ металла в газовой среде

,  (28)

.  (29)

После преобразования регрессионной критериальной зависимости  получили выражение для расчета силы критического тока при сварке проволоками Св-08Г2С, Св-06Х18Н9Т. Например, для Св-08Г2С выражение имеет вид

. (30)

Глава 4 . Разработка математических моделей и алгоритмов расчета оптимальных параметров режима сварки

Посвящена определению критериев оптимальности, разработке математических моделей  методов и алгоритмов расчета оптимальных параметров режима в допустимой области их изменения.

Каждая операция дуговой сварки может быть описана взаимосвязью векторов внешних Q, внутренних X, в том  числе, управляемых параметров P, РX, и выходных параметров Y. Приняли за управляемые параметры . Выходные параметры Y характеризуют свойства продукта операции. Выделим среди них векторы геометрических G, структурных S и механические M свойств Y={G, S, M}. Вектор М задается  механическими свойствами . Вектор геометрических свойств G сварного соединения задается геометрическими размерами сварного соединения . Структурные свойства составляют вектор . Соответствие  выходных параметров техническим требованиям (TT) определяет качество изделия

.  (31)

ТТG для вектора геометрических свойств G является соответствующий государственный или отраслевой стандарт. Тогда имеет место функциональная зависимость

. (32)

Очевидно, что для любой технологической операции существует множество таких функциональных зависимостей, обеспечивающих выполнение  равенства Y=TT± в пределах допустимых отклонений и области работоспособности РД пространства управляемых  параметров, т.е. Р РД.

Введя функционалы 1(Р) и 2(Y), определяющие, соответственно, технологию и ее результат, можно сформулировать задачу нахождения оптимальной технологии следующим образом

(33)

где 2(Y) – ФЦ, а условие – ограничение на область изменения управляемых  параметров.

В случае i-того сечения  функционалов 1(Р) и 2(Y) имеем

  (34)

Качество сварных конструкций имеет два аспекта – соответствие размеров сварного соединения требованиям конструкторской документации, ТТ и технологическое качество – отсутствие разного рода дефектов, таких как подрезы, прожоги, непровары, горячие и холодные трещины и некоторые др.

Соответствие размеров устанавливается государственными стандартами на сварные соединения. Однако принятие отдельных размеров шва как критериев оптимальности (КО) в процедурах проектирования технологии нежелательно, т.к. таким образом образуется вектор конфликтных частных критериев: достижение оптимального значения одного размера приводит к ухудшению другого.

В работе применены комплексные КО, связывающие размеры шва. Среди них выделяются технологические критерии, например, коэффициенты формы проплавления, формы валика (выпуклости), перекрытия корня шва. Такой подход позволяет разрабатывать режимы сварки оптимальные как по геометрическим показателям, определяемыми государственными стандартами на сварные соединения, так и по технологическими, такими как концентрация напряжений, свариваемость и потери присадочного метала.

Показано, что технологические задачи, возникающие при подготовке производства сварных конструкций, могут быть сформулированы как математические задачи нелинейного программирования, в которых ФЦ и ограничения являются нелинейными относительно ПР сварки. В соответствии с классической теорией оптимизации, предполагая, что функции вида непрерывны и дифференцируемы, использовали метод множителей Лагранжа для расчета оптимальных параметров режима сварки.

Применение методики показано, в частности, на распространенной при сварке и наплавке задаче  получения качественного шва при минимальном времени процесса. Постановка задачи оптимизации при сварке: найти минимальное  время заполнения разделки кромок сварного соединения при наличии некоторого набора ограничений. В качестве последних могут выступать требования обеспечения заданных h или , или формы проплавления и т.п. Причем перечисленные ограничения должны быть учтены как раздельно, так и в совокупности. За оптимизируемую величину приняли основное время сварки или наплавки, т.е. время горения дуги.

Математический  формализм указанной задачи - минимизировать основное  время при сварке соединений с разделкой кромок при обеспечении заданной глубины проплавления предыдущего слоя h. Дальнейшие рассуждения распространяются также на операцию наплавки. Рассматривая сварное соединение с разделкой кромок длиной L площадью поперечного сечения F, заполняемое за N проходов, получили ФЦ вида . Ограничение на глубину проплавления h установили в виде равенства ( 4). Видно, что оптимизируемая функция и ограничение являются функцией одних и тех же управляемых переменных, а именно – Iсв, Uд, Vсв, dэ.

На практике на управляемые переменные Uд и Vсв накладываются технологические ограничения. Связь между Iсв и U д устанавливали по зависимости (25). Скорость сварки ограничивается с одной стороны минимально возможным значением Vmin, обеспечиваемой оборудованием или сварщиком при полуавтоматической сварке, или вероятностью образования дефектов шва типа наплывы, с другой - максимально возможным значением Vmax, обеспечиваемой оборудованием или сварщиком, или вероятностью образования дефектов шва типа подрезы и несплавления

. (35)

Аналогично, на силу сварочного тока накладывают ограничения, связанные с устойчивостью горения дуги, формированием шва и техническим возможностям сварочного оборудования

. (36)

После преобразования ограничений вида (35-36) к виду равенств с помощью фиктивных переменных i и v поставленная задача  принимает вид

. (37)

В случае невозможности свертки вектора КО разработана ФЦ, которая в общем виде представляется средствами исчисления предикатов и логики первого порядка

, (38)

где Kпр1,2, Kв1,2, Kпк1,2, Kп – предикаты, представляющие с первой и второй стороны соединения коэффициенты формы проплавления, формы выпуклости, перекрытия корня шва  и коэффициент потерь электродного металла на разбрызгивание,  Ф – высказывание «шов качественный»; - логическая связка «и».

Полученная логическая формула и принимает значение «истина», если каждый предикат, входящий в нее, истинен. Из полученной логической формулы следует, что достигнут экстремум функции цели, если при текущих значениях размеров шва и потерях на разбрызгивание формула истинна. Для реализации поисковой оптимизации определены управляемые параметры, наложены ограничения на область их изменения и разработаны алгоритмы.

       Математические модели в этом случае имеют вид системы уравнений, среди которых выражения вида (4), (25) и

, (39)

где р задается по (20), п – по (26).

Формирование систем с различным числом уравнений необходимо в тех случаях, когда известны какие-либо ПР. Например, при технологической подготовке производства часто назначают dэ по толщине свариваемого металла или катету, поэтому для расчета Iсв,Uд, Vсв требуется система трех уравнений. В случае полуавтоматической (механизированной) сварки можно принять Vсв=7…8 м/ч, а для определения Iсв,Uд при заданном диаметре электродной проволоки dэ потребуется система двух уравнений, однако всегда требуется выражение вида (25).

Для алгоритмизации расчета режима типы соединений, соответствующие ГОСТ 14771-76, а также нестандартные разбили на две группы. К первой группе отнесли типы соединений, расчет которых ведут с использованием как исходного параметра Fн: это угловые швы типа T, Н, а также корневые проходы многопроходных соединений. Вторую группу образуют  стыковые сварные соединения без разделки кромок: С2, С4 – С6, С7 ГОСТ 14771-76. Исходной величиной для расчета ПР в этом случае является h, которая задается по геометрическим размерам соединения.

Разработана модель для расчета параметров режима сварки на весу. Статическое  равновесие шва в этом случае определяется равенством нулю суммы давлений, действующих на свободную поверхность сварочной ванны: гидростатического давления гравитационных сил Р , давления Лапласа сил поверхностного натяжения, давления дуги (электродинамических сил).

Рассматривали  двумерную задачу – ввели декартовы координаты: ось Х расположена в плоскости, перпендикулярной вектору скорости сварки, и совпадает с нижней плоскостью сварного соединения. Ось Y расположена в той же плоскости и совпадает с осью симметрии шва. Задавшись кривыми, описывающими форму верхней и нижней поверхностей шва yi(x), где i =1 – со стороны дуги (верхняя), 2 – со стороны корня шва (нижняя) определили требования к уравнениям поверхностей, вытекающие из геометрии шва

,, ,  (40)

,  (41)

. (42)

       В случае расчета сварки плавящимся электродом модель дополнена равенством (39), определяющим площадь  наплавки Fн.

Накладывая на ПР технологические ограничения прямые (35) – (36) и функциональные (25), получили математическую модель в виде системы уравнений и неравенств, включающей зависимости (40) – (42) и уравнение, вытекающее из равенства нулю равнодействующий сил, приложенных к ванне жидкого металла

(43)

где K1,2 – кривизна соответственно верхней и нижней поверхности; Pстат - максимальное избыточное давление по оси дуги, создаваемое статической силой; Pдин – давление, вызванного газодинамической силой.

       Разработан алгоритм расчета параметров режима корневого прохода многопроходных соединений, который основан на учете количества тепла, необходимого для расплавления известной площади основного металла сварного соединения Fпр, и количества электродного металла, необходимого для образования известной площади наплавки Fн.

Поиск оптимальных значений ПР ведут в итерационном режиме изменяя значения управляемых параметров: зазора в стыке b, глубины проплавления h и вылета электрода, до тех пор пока ФЦ вида (31) не будет истинным. Изменение управляемых параметров происходит в допустимых областях, ограниченных или физической осуществимостью процесса сварки, или технологией. Фотографии макрошлифов некоторых контрольных соединений, выполненных на рассчитанных режимах приведены на рис.6.

а)

б)

в)

г)

Рис.1. Внешний вид структуры контрольных соединений ГОСТ 14771: а) тип Н1, увеличено; б) тип Н1, увеличено; в) соединение типа С7, г) тип С2

Наиболее  простой и эффективный способ снижения склонности металла ССЕ к холодным трещинам состоит в регулировании термического цикла путем определения оптимальных параметров режима сварки и температуры предварительного подогрева. Это положение позволяет принять ПР в качестве управляемых параметров.

Требования обеспечения заданных механических свойств ЗТВ свели к требованию обеспечения заданного структурного состава металла.

Тогда оптимизационная задача технологии сварки НЛС может быть сформулирована следующим образом: минимизировать содержание мартенсита в структуре металла ЗТВ при обеспечении заданных размеров шва и исключении других дефектов. 

Таким образом, при расчете параметров режима стыковых соединений без разделки кромок минимальное содержание мартенсита принимаем за глобальный критерий оптимальности,  глубина проплавления h служит условием связи. В случае расчета параметров режима углового шва без разделки кромок минимальное содержание мартенсита принимаем за глобальный критерий оптимальности,  а катет шва служит условием связи.

Учитывая, что доля мартенсита зависит от химического состава свариваемой стали X и термического цикла, который в свою очередь зависит от параметров режима P, размеров свариваемой ССЕ  и положения дуги как источника теплоты на ССЕ, задаваемых вектором Gи, за функцию цели принимаем величину объемной доли мартенсита, определяемую функционалом, который необходимо минимизировать

  (44)

при условии, что

, ,, .  (45)

Здесь - функция, определяющая температурное поле в свариваемом изделии; - функция структурного состава ЗТВ, зависящая от химического состава свариваемого металла и изменения температурного поля во времени.

В случае расчета режима сварки углового шва с катетом k условие связи принимает вид

. (46)

В качестве функции приняли зависимости (12)-(13), функция представлена уравнениями (14)-(17), что позволило реализовать нахождение условного экстремума функционала (44) с помощью алгоритма поисковой оптимизации.

Глава 5. Разработка алгоритмов создания технологических документов

Синтез структуры технологического процесса, т.е. состава операций и их последовательности, это один из наиболее важных и сложных вопросов технологических САПР. Формализацию процесса определения маршрута изготовления изделия, последовательности сборки и сварки с выделения подузлов проводили с помощью теории графов.

Для синтеза структуры ТП применен метод, основанный на понятии  ИЛИ-дерева  и предназначенный для создания частной структуры из общей. Общую структуру образует заранее составленное ИЛИ-дерево, а частные структуры образуются путями от корневой вершины через вершины типа ИЛИ к висячим узлам (листьям). Альтернативные варианты реализации каждой части маршрута порождают вершину типа ИЛИ.

На основе анализа производства условно возможные операции ТП разбиваются на три группы: операции  предварительной стадии (в том числе, входной контроль, заготовительная), основной стадии (сварка,  контроль формы, правка, обработка резанием) и окончательной (обработка резанием, отпуск, химико-термические операции, отжиг, контроль выходной). Такое разбиение связано с необходимостью проектирования технологических процессов различного вида и зависит от особенностей конкретного производства. Например, при разработке ТП для заготовок, полученных литьем или ковкой на ремонтном заводе, требуются операции предварительной стадии. Для изделий, изготавливаемых из покупного материала, требуются операции основной и заключительной стадии. Однако такое разбиение не препятствует разработке при необходимости сквозного маршрута, охватывающего операции всех стадий.

По результатам анализа производства для каждой стадии ТП создают ориентированные графы предшествования операций, где вершины – это технологические операции, а дуги показывают связи между вершинами, т.е. реализуют отношения предшествования. Из графов предшествования строят ИЛИ-деревья (k=1…m), в вершинах которого находятся условные операторы типа ИЛИ.  Полученные таким образом  ИЛИ-деревья объединяют для построения различных маршрутов. К каждой висячему узлу k-того дерева может быть присоединено k+1-тое дерево. Это свойство обеспечивает построение сквозных различных маршрутов.

Для выбора операций в вершинах типа ИЛИ разработаны условия, оформленные в виде эвристических правил. Эвристические правила связывают условия ветвления (включения дуги  в маршрут) с особенностями детали и свойствами поверхностей в соответствии с информационной моделью детали. При реализации разработанного алгоритма ИЛИ-деревья преобразовали в реляционные таблицы, образующие базу данных системы проектирования. В каждой таблице кортеж соответствует одному частному ТП, а конкатенация  кортежей для образования маршрута из различных таблиц происходит в соответствии с эвристическими правилами, записанных в соответствующих полях таблиц. Таким образом, разработка маршрута ТП состоит в автоматическом выборе соответствующих кортежей база данных и их соединение при истинности условий.

Разработан также алгоритм формирования маршрута изготовления ССЕ с использованием бинарных отношений между технологическими операциями, который представляется следующим образом. В наборе технологических операций конкретного производства анализируют бинарные отношения между ними, определяя следующие отношения. Отношение предшествования Оi<Oj, т.е. операция Оi предшествует Oj, например, термическая резка < сварка, подготовка кромок < сварка. Между  операциями Оi и Oj, находящимися в отношении предшествования, может быть любое количество операций. Отношение непосредственного предшествования Оi|<Oj (например, сварка |< зачистка). Отношение непосредственного предшествования соответствует отношению следования, т.е. за Оi следует Oj. Отношение индифферентности: Оi><Oj (например, сварка >< механическая обработка). В результате анализа формируют матрицу, которая является матрицей смежности вершин графа. Далее, применяя известный алгоритм Фаулкса, определяют маршрут. Пример графа операций тракторного производства, разработанный с помощью предлагаемого алгоритма, приведен на рис. 7.

В работе предлагается решение задачи определения последовательности сборки с использованием графовых моделей сварных конструкций.  При разработке указанных моделей на данном этапе работы не рассматривали вопрос влияния последовательности сборки на деформацию сварной конструкции.

Анализировали графы представителей следующих групп сварных конструкций: балочные, корпусные, решетчатые конструкции, цилиндрические и конические, сварные детали машин и приборов.

Установлено, что в рассмотренных графах локальная степень графа в вершине показывает количество сварных соединений между данной деталью, замещенной вершиной а, и остальными деталями ССЕ. Анализ полученных графов, значений их локальной степени и известной технологии сварки позволил сформулировать правила, дающие возможность определить базу сборки и последовательность сборки. Применительно к цилиндрическим и коническим сварным конструкциям разработан рекурсивный алгоритм, который был реализован и протестирован на графах сосудов. Для описания графов использовали матрицы смежности вершин.

Глава 6 . Разработка систем автоматизированного проектирования технологии сварки

Показано, что предлагаемые методики расчета ПР, являющиеся математическим обеспечением САПР ТП, обеспечивают в 1,3…1,8 раза более производительные процессы, чем известные. Кроме того, расход сварочной проволоки при использовании рассчитанных режимов ниже в 1,5…1,8 раза. Сравнение рассчитанного расхода сварочной проволоки с нормативами показало, что расчетные режимы позволяют экономить от 20 до 40% проволоки. Это говорит об экономической целесообразности применения САПР ТП на производстве.

Сформулированы принципы создания САПР ТП и цели ее работы. При разработке САПР ставили целями ее  применения: повышение качества сварных конструкций; повышение производительности труда, как в сфере производства, так и в сфере ТПП; сокращение потерь сварочных материалов; повышение качества ТПП.

Для достижения поставленных целей в основу работы САПР положены следующие принципы.

Все задачи САПР ТП решаются математическими методами с минимальным привлечением опыта инженера-технолога.

САПР ТП должна обеспечить решение обратной задачи технологии – расчет оптимальных ПР по свойствам сварного соединения с ограничениями технологического и технического характера. Источником исходных данных для системы являются чертеж ССЕ и ТТ. Результат работы САПР ТП – оптимальные параметры режима сварки. В связи с тем, что в САПР ТП оптимальные параметры режима сварки определяются решением прямой задачи, на поиск затрачивается незначительное время. Диалог с пользователем используется только для уточнения информации.

При создании САПР ТП необходимо применять компьютерную технологию «клиент-сервер», что позволяет в полной мере использовать высокую производительность, низкий сетевой трафик, встроенные средства безопасности и целостности данных. Модель вычислений «клиент-сервер» позволяет организовать одновременную работу с САПР над одним проектом нескольких пользователей. Это дает возможность проводить ТПП согласованно, сохраняя целостность данных. Также применение компьютерной технологии «клиент-сервер» обеспечивает включение САПР в информационную среду предприятия и доступ к результатам проектирования технологии из других подсистем, например, материального снабжения, нормирования и заработной платы. Таким образом, дается возможность назначения норм расхода материалов, управления их запасами, оценки заработной платы  и стоимости изготовления сварной конструкции на основе разработанной технологии. С другой стороны, такая технология дает возможность получать в качестве входных данных САПР характеристики заказов (описания деталей и узлов) из внешних служб предприятия и конструкторского отдела, что освобождает технолога от утомительного ручного ввода информации с чертежей изделия и приводит к сокращению времени разработки ТД.

Как правило, на предприятиях применяют различные способы дуговой сварки. Создание для каждого способа сварки отдельной системы проектирования нецелесообразно, поэтому необходимо разрабатывать универсальные САПР ТП. Свойство универсальности призвано обеспечить применение САПР ТП для разработки ТД изготовления стальных конструкций широкой номенклатуры по способам сварки, типам соединений и материалам.

В зависимости от традиций предприятия и условий производства комплект ТД может включать различные виды технологических карт. В связи с этим разрабатываемые САПР ТП должны быть многофункциональными. Свойство многофункциональности дает возможность применять их для разработки операционных, маршрутных и маршрутно-операционных карт, а также  для моделирования различных производственных ситуаций.

Очевидно, что разработка САПР ТП только сварочных операций нецелесообразна. Для реального производства сварных конструкций применяются операции многих переделов, поэтому для охвата всего производственного цикла необходимы комплексные САПР ТП. Для обеспечения комплексности САПР ТП должны иметь средства разработки технологии изготовления сварных конструкций с применением заготовительных операций, механообработки, термообработки, сборки, контроля, сварки и наплавки.

Создание операционной технологии с помощью САПР ТП состоит из следующих шагов. На первом этапе идентифицируют разрабатываемый ТП путем описания сборочного узла: наименование, агрегат, заказчик, номер чертежа, фамилия разработчика ТП и некоторые др. Каждому разрабатываемому ТП присваивается уникальный номер.

На втором этапе описывают детали, входящие в узел (наименование, номер по чертежу, номер чертежа, марка стали, вес). Первый и второй этапы могут быть осуществлены как средствами САПР, так и средствами связанных с ней систем (например, конструкторских) путем передачи известных данных.

Определение  связей между деталями и формирование матрицы смежности  осуществляют на третьем этапе (рис. 8). Здесь для сварочных операций задают способ сварки, определяют стандарт сварного соединения и его тип; в случае  нестандартного соединения относят его к подобному стандартному и задают размеры подготовленных кромок и сварного шва. На основе данных о способе сварки и марках применяемых в ССЕ сталей система автоматически подбирает сварочные материалы. Затем рассчитывают ПР. По параметрам режима и размерам шва рассчитывают нормы расхода сварочных материалов, нормы времени. Оборудование автоматически подбирается из базы данных заданного цеха-исполнителя текущей операции. Переходы  и инструмент автоматически определяются и заносятся в  генерируемый технологический документ.

Сгенерированный технологический документ сохраняется в электронном архиве и может использоваться как ТП-аналог для разработки новых ТП. Архив также используют для создания производственных отчетов, включая ведомости расхода материалов.

Применение САПР позволяет повысить  технологическую дисциплину, сократить сроки и повысить качество технологической подготовки производства.

Разработанные САПР ТП применялись при ТПП изделий на различных предприятиях. На рис.9 приведена балка  с проушинами, изготовленная на заводе «ЛОЭЗ» (г. Липецк) по технологии, полученной средствами САПР ТП «Autoweld».

Общие выводы и основные результаты работы

1. Созданы  расчетные методы разработки технологии для применения при технологической подготовке производства сварных конструкций. Определены КО, основанные на показателях качества сварного соединения, среди которых – коэффициенты проплавления, выпуклости, перекрытия корня шва.

Общая постановка задачи, сформулированная на основе анализа зависимости КО сварного шва и зоны термического влияния от параметров режима сварки в допустимой их области, позволяет осуществить переход к автоматизированной технологической подготовке производства с оптимальной технологией. При этом решается обратная задача – определение параметров режима сварки по заданным КО сварной конструкции.

2. Предложена методика формирования математических моделей, пригодных для решения обратной задачи технологии – расчета оптимальных параметров режима сварки по заданным свойствам сварного соединения. Методика состоит в создании системы уравнений, связывающих ПР и КО соединения. Уравнения описывают процессы плавления и переноса электродного металла, а также плавление основного и формирования  сварного шва.

3. Получены математические модели, разработаны методики расчета и алгоритмы, дающие технологические решения, которые заключаются в повышении качества сварных конструкций и увеличении производительности процесса сварки. Показано, что технологические задачи, возникающие при подготовке производства сварных конструкций, могут быть сформулированы как математические задачи нелинейного программирования, в которых ФЦ и ограничения являются нелинейными относительно ПР. За ЦФ принимают какой-либо КО  в виде функции многих переменных, среди которых – ПР сварки. Остальные критерии оптимальности используют как условия связи. На ПР накладывают ограничения в виде неравенств, описывая таким образом допустимую область их изменения.

Разработаны алгоритмы расчета режима сварки сварных соединений с поисковой параметрической оптимизацией. Показатели  качества, объединенные в логическое уравнение, образуют ФЦ. Определены управляемые параметры, шаг и траектория их изменения.

4. Проведены экспериментально-аналитические исследования плавления электродной проволоки, в результате которых установлено следующее.

Спектрографическими методами исследования плазмы сварочной дуги при наплавке проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм установлено, что при токах 130…140 А температура плазмы промышленной сварочной дуги, образованной диоксидом углерода со стальными плавящимися электродами диаметром 1,2 мм,  составляет 9000±200К. Температура плазмы дуги, образованной аргоном, при тех же условиях имеет температуру 8300±500К.

Добавляемые  к аргону диоксид  углерода (до 20%) и кислород (до 15%), снижают температуру плазмы сварочной дуги. Добавка кислорода к диоксиду  углерода также снижает температуру плазмы. Снижение температуры во всех случаях составляет ~40K на каждый объемный процент примеси. При  40%CO2  в смеси падения температуры плазмы не происходит по сравнению с плазмой смеси Ar+20%CO2.

Получены КП, описывающие энергию, выделяемую в анодной области сварочной дуги. КП связывают свойства плазмы сварочной дуги (теплоемкость, теплосодержание, температуру, потенциал ионизации) и свойства металла электрода (потенциал ионизации и работу выхода). Получено выражение для расчета составляющей коэффициента расплавления электродной проволоки, определяемой энергией анодной области.

Получены  КП, связывающие частоту  переноса электродного металла короткими замыканиями, характеристики сварочного контура (сопротивление и индуктивность), теплофизических свойства материала электродной проволоки (теплоемкость, теплопроводность, температуру плавления), а также  ПР (Iсв, Uд, Vсв, dэ). Анализом экспериментальных данных получена критериальная зависимость для расчета частоты переноса электродного металла при сварке в углекислом газе.

Потери  элементов со свободной поверхности капли пропорциональны и . В условиях сварки в углекислом газе потери Fe достигают 7⋅10-6 кг/с, Mn – 1⋅10-6 кг/с, а мощность, теряемая  испарением с поверхности капли, соответственно, Fe и Mn составляет – 40…45 Вт и 2…4 Вт. Потери  элементов на испарение с поверхности анодного пятна достигают 36% от коэффициента расплавления.

Получены  КП, связывающие силу критического тока струйного переноса Iкр в Ar, свойства электрода-анода (плотность, температуру плавления, удельное электрическое сопротивление , теплоту плавления, поверхностное натяжения); его размеры (Lэ и dэ). Аналитически получено критериальное выражение для расчета Iкр при сварке проволоками различного химического состава, в том числе Св-06Х18Н9Т, Св-08Г2С.

Экспериментально определены и описаны аналитическими зависимостями между параметрами Uд, Iсв,  dэ области переноса электродного металла для различного состава газовой смеси. Полученные зависимости используются как функциональные ограничения функций цели при расчете ПР в заданной области переноса.

5. Методами теории подобия и размерности в результате экспериментально-аналитических исследований плавления основного металла определены КП, связывающие размеры шва, теплофизические свойства металла, ПР, напряженность магнитного поля  сварочного тока и установлено следующее.

Схема  распространения тепла в свариваемом изделии зависит от вводимой мощности и вида переноса электродного металла, определены области применения схем распространения теплоты. Размеры сварного шва в защитных газах определяются функцией параметров режима, описываемыми критерием 23, и свойств плазмы сварочной дуги, представленных полученным в работе критерием п. Получены критериальные  выражения для расчета размеров сварного шва при наплавке и сварке с зазором.

Анализом экспериментально полученных зависимостей между КП установлено, что магнитное поле сварочного тока существенно влияет на устойчивость движения жидкого металла сварочной ванны. Показано, что энергия магнитного поля в случае образования несплавлений и подрезов не более, а при качественном формировании она превышает кинетическую энергию движущегося потока металла. Область образования дефектов формирования шва типа подрезы и несплавления швов независимо от способа сварки и параметров режима описывается функцией критериев Хартмана и Кристенсена.

Аналитически решена задача расчета распределения напряженности магнитного поля сварочного тока в  изделии на основе вычисления взаимодействия потенциалов, приписываемых сварочной дуге и токоподводу при постоянном электрическом токе.

6. Разработаны аналитические выражения для расчета структурных составляющих стали под действием сварочного термического цикла. Источник теплоты представлен как сумма трех источников: сварочной дуги, ванны жидкого металла и металла шва. Разработан алгоритм расчета режима сварки сталей, склонных к закалке. Алгоритм реализует итерационный метод поиска оптимума функции цели, за которую принято допустимое содержание мартенситных структур в зоне термического влияния. Уравнением связи используют заданные размеры шва, например глубину проплавления. Исходными данными являются химический состав стали и первое приближение режима. Управляемые параметры – режим сварки – изменяются  в допустимой области.

Разработана методика расчета параметров режима сварки соединений на весу. Математическая модель в двумерной постановке включает в себя интегральные уравнения,  описывающие статическое  равновесие шва, уравнение теплового состояния. При решении прямой задачи технологии принимается, что ПР заданы и определяется форма выпуклости шва. В случае решения обратной задачи принимается форма выпуклости шва, ПР рассчитываются в допустимой области.

7. Разработано математическое и информационное обеспечение систем автоматизированного проектирования технологии. Разработаны алгоритмы структурного синтеза – определения состава и последовательности технологических операций.

Сформулированы теоретико-графовые модели технологического маршрута и последовательности сборки-сварки и показана сводимость этих задач к задачам на графах. Разработаны алгоритмы, реализующие синтез технологических маршрутов и последовательность сборки-сварки.

Разработаны  структура, алгоритм и системы автоматизированного проектирования технологии сварки. В САПР ТП включены модули параметрического синтеза, анализа и оптимизации, а также структурного синтеза. Разработанные системы автоматизированного проектирования технологии сварки внедрены и используются при технологической подготовке сварочного производства, а также в учебном процессе при подготовке инженеров сварочного производства.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах

Книги

  1. Бабкин А.С. Расчет и оптимизация  параметров режима дуговой сварки металлов. – Липецк: ЛГТУ, 2003. – 216 с.

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

  1. Бабкин А.С., Кривошея В.Е. Проектирование в диалоговом режиме на ЭВМ технологических процессов сварки в углекислом газе//Автоматическая сварка. – 1990. - №1. – С.62-65.
  2. Бабкин А.С. Экспериментальное обоснование и проверка адекватности алгоритма расчета режима сварки в углекислом газе многослойных соединений//Ред. Ж. Автомат. сварка. - Киев,1992. - 4с.- Деп. в ВИНИТИ 12.01.93.
  3. Бабкин А.С.Разработка сапр комплекса технологических документов сборки-сварки с применением субд реляционного типа // Сварочное  производство.  1996. - N1. – С. 24-26.
  4. Бабкин А.С.Методы решения задач в технологических сапр сварочного производства // Сварочное производство. – 1996. - N4. – C.20-23.
  5. Бабкин А.С.Экспертные системы как средство повышения интеллекта сапр сварочного производства //Сварочное производство. – 1997. - N2. –С.27-29.
  6. Бабкин А.С., Костин А.А. Автоматизированное проектирование технологических процессов наплавки //Производство проката. – 1997.- N1. – С.29-31.
  7. Бабкин А.С, Костин А.А.САПР технологии сварки и наплавки, интегрированная в АСУ предприятия//Сварочное производство. – 2002. - №10. – C. 27-31.
  8. Бабкин А.С., Костин А.А. Система автоматизированного проектирования технологических процессов сварки и восстановительной наплавки//Автоматизация и современные технологии.  – 2003. - №3. – C.18-21.
  9. Бабкин А.С., Епифанцев Л.Т. Методики расчета оптимальных параметров режима сварки// Сварочное производство. – 2004. - №2. – C. 3-6.
  10. Бабкин А.С.САПР маршрутной технологии изготовления изделий из конструкционной стали //Автоматизация и современные технологии – 2005. - №1. – C.16-21.
  11. Бабкин А.С., Кручаненко А.Ю. Технологическая подготовка сварочного производства с помощью системы автоматизированного проектирования// Технология машиностроения. – 2005. -№3. – C.48-53.
  12. Бабкин А.С., Применение теории подобия и размерности для описания процессов, происходящих при сварке//Сварочное производство. – 2005. - №7. – C.6-13.
  13. Бабкин А.С. Уточнение коэффициентов и постоянных величин при расчете режимов сварки и наплавки в углекислом газе //Сварочное производство. – 2005. - №3. – C.7-9.
  14. Бабкин А.С. Влияние зазора и параметров режима сварки на размеры шва//Сварочное производство. – 2005. - №11. – C.3-9.
  15. Бабкин А.С. Р асчет величины критического тока при сварке в аргоне//Автоматизация и современные технологии. – 2005. - № 8. – С.16-22.

Статьи и материалы конференций

  1. Кривошея В.Е., Бабкин А.С. Мазуровский В.Л. Опыт разработки системы автоматизированного проектирования технологических процессов сварочного производства // САПР и микропроцессорная техника в сварочном производстве: Материалы семинара. - М.: МДНТП, 1991. –  С.26-29.
  2. Кривошея В.Е., Бабкин А.С. Формирование моделей для расчета параметров режима сварки в углекислом газе // САПР и микропроцессорная техника в сварочном производстве: Материалы семинара - М.: МДНТП, 1991. –  С. 87-94.
  3. Бабкин А.С. Автоматизированное назначение сварочных материалов в САПР технологии сварки // Славяновские чтения. Сварка –XXI век: Сборник научных трудов. – Липецк: Изд-во ЛЭГИ, 1999. – С.311-318.
  4. Бабкин А.С., Горбунов И.П. Математическое обеспечение системы автоматизированного проектирования технологических процессов термообработки // Славяновские чтения. Сварка –XXI век: Сборник научных трудов. – Липецк: Изд-во ЛЭГИ, 1999. – C. 303-310.
  5. Бабкин А.С. САПР технологии и проблемы улучшения качества//Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: Сборник научных трудов. – Воронеж: ВГТУ, 2000, – C.88-92.
  6. Бабкин А.С. Подход к автоматическому формированию последовательности сборки сварной конструкции // Повышение эффективности металлургического производства: Материалы конференции. – Липецк: ЛГТУ, 2000. – С.19-20.
  7. Бабкин А.С. Алгоритм и программа проектирования технологического маршрута //Там же. – С.16-17
  8. Бабкин А.С. САПР технологии сварки и наплавки с расчетом оптимальных параметров режима //Технолог по сварочному производству промышленных предприятий: Материалы 2-й Всероссийской практической конф.-СПб: СПбТУ, 2001. – С.8-13.
  9. Бабкин А.С. Разработка САПР маршрутно - операционной технологии как элемента документооборота предприятия //Там же. – C.14-15.
  10. Бабкин А.С. Информационное обеспечение САПР операционной технологии сварки и восстановительной наплавки // Компьютерные технологии в соединении материалов: Сборник научн. трудов 3-й Всероссийской научн-техн. конф. – Тула: ТГУ, 2001. – С.6-14.
  11. Бабкин А.С. Исследование некоторых характеристик процесса плавления электрода при сварке в углекислом газе // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: Cборник научн. трудов. –  Липецк: ЛЭГИ, 2001. – С. 15-22.
  12. Бабкин А.С., Епифанцев Л.Т.  Расчет и оптимизация параметров режима сварки в углекислом газе // Сварка и контроль: Сборник докладов Всероссийской научн-техн. конф.  – Воронеж: ВГАСУ, 2001. –С.170-172.
  13. Бабкин А.С., Епифанцев Л.Т. Математическое обеспечение синтеза и оптимизации параметров в САПР технологии сварки// Сборник научных трудов, посвященный 45-летию ЛГТУ. – Липецк: ЛГТУ , 2001. – с.4-5.
  14. Бабкин А.С., Кручаненко А.Ю. Развитие системы автоматизированного проектирования технологии сварки и наплавки// Технолог по сварочному производству промышленных предприятий: Тезисы докладов 3-й Всероссийской практической конф. – СПб: СПбТУ, 2002. – С.172-175.
  15. Бабкин А.С. САПР сварочного производства и экспертные системы: поиск путей взаимодействия //Сварка и родственные технологии и электронике: Cборник  научных трудов. Выпуск 4. – Курск: КГТУ, 2002. – С. 244-255.
  16. Бабкин А.С., Кручаненко А.Ю. САПР технологии сварки и родственных процессов//МАТИ-Сварка ХХI века. Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве: Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции. – М.: МАТИ, 2003. – с.235-236.
  17. Бабкин А.С., Епифанцев Л.Т Задачи оптимизации технологических параметров сварки // Сварка и контроль - 2004. Всероссийская с международным участием научно-техническая конференция, посвященная 150-летию Н.Г. Славянова : Сборник научных трудов. – Пермь: ПГТУ,2004. – С.178-182.
  18. Бабкин А.С., Кручаненко А.Ю. Технологическая подготовка сварочного производства с помощью системы автоматизированного проектирования//Там же. – С.168-171.
  19. Бабкин А.С., Гончаров А.Н. Исследование формирования шва на весу при сварке  неплавящимся электродом // Славяновские чтения. Сварка – XXI век: Сборник научных трудов. – Липецк: ЛЭГИ, 2004. – С. 142-154.
  20. Бабкин А.С., Коробейников С.И. П рограммный комплекс для расчета структуры сварного соединения // Там же. – C. 530-537.
  21. Бабкин А.С., Епифанцев Л.Т Сварка с заданными скоростью охлаждения и  формированием шва при максимальной производительности процесса // Там же. – С.  477-487.
  22. Бабкин А.С. Современное сварочное оборудование и  технологическая подготовка производства // Там же. – С. 139-145.
  23. Бабкин А.С., Кручаненко А.Ю. Применение вычислительной техники при технологической подготовке сварочного производства. Ч.1. Система автоматизированного проектирования технологии сварки и наплавки – основные принципы //Сварщик-профессионал. – 2004. - №2. - С.19.
  24. Бабкин А.С., Кручаненко А.Ю. Применение вычислительной техники при технологической подготовке сварочного производства. Ч.2. Расчет параметров режима сварки, норм расхода материалов и времени//Сварщик-профессионал. – 2004. - №5. – C.25,27.
  25. Бабкин А.С., Коробейников С.И. Программный комплекс для расчета структуры сварного соединения/Сварщик-профессионал. – 2006. - №1. – C.10.

Публикации в зарубежных изданиях

  1. Babkin А.S. Using the theory of similarity and dimensionality for describing the processes taking place during welding // Welding International. – 2005. – Vol.19. - № 12. – P.971-978.
  2. Babkin А.S. Improving the accuracy of the coefficients and constant quantities in the calculation of carbon dioxide welding and surfacing conditions //Welding International. – 2005. – Vol.19. - №8. – P.640-642.
  3. Babkin А.S. Methods of calculating the optimum conditions of arc welding and surfacing //Welding International.  – 2004. – Vol.18. - № 7. – P.550-553.
  4. Babkin А.S., Kostin A.A. Systems of automated design of welding and surfacing technology integrated in the automatic control system of a company //Welding International. – 2003. – Vol.17. - №3. – P.239-243.
  5. Babkin А.S. Effect of gap and welding conditions on weld dimensions // Welding International. – 2006. – Vol.20. - №4. – P.300-3006.

Патенты

Патенты на изобретение №2266423, № 2250157, №2252847, 2252116,

№ 2252115.

Программы

  1. Бабкин А.С., Кривошея В.Е.  Автоматизированное проектирование операционных технологических процессов сварки в углекислом газе/ инв. ном 50880001322 от 11.11.1988 г. ГФАП СССР
  2. Бабкин А.С., Кривошея В.Е. Автоматизированное проектирование технологических процессов сборки - сварки/ инв. ном 50920000129 от 15.09.1992 г. ГФАП СССР 
 



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.