Способ контроля качества сварки

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСощиалистическикРеспублик 795818(53) УДК 621.791. .763 (088.8) по делам иаооретеиий и открытий(71) Заявитель Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОНТАКТНОЙ СВАРК1 Ф,Я" ." "Ч 1 :1",;1Изобретение относится к обработке и сварке материалов и может быть использовано для неразрушающего контроля качества сварных соединений в процессе их выполнения точечной, шовной и рельефной сваркой.Качество сварки - прочность соединения - однозначно определяется размерами зоны взаимного расплавления соединяемых деталей,Известны способы контроля качества контактной сварки, при которых измеряют текущие значения одного или нескольких параметров процесса, сопоставляют их с эталонными сигналами, полученными при сварке качественных соединений, а разностный сигнал используют для оценки качества контролируемого сварного соединения 1 и 2.Недостатком является низкая точность контроля, обусловленная неопределенностью выбора критерия качества сварки, вследствие чего о прочности соединения судят лишь косвенным образом, а также тем, что в них не учитывается эффект взаимодействия параметров режима контактной сварки и случайный характер возмущений, действующих на процесс и оказывающих существенное влияние на образование литой зоны сварного соединения.Известен также способ контроля качества контактной сварки, при котором измеряют текущие значения параметров режима и по математической модели процесса вычисляют геометрические размеры литого ядра - основного критерия качества сварного соединения 13.Однако известный способ имеет низкую 1 О точность контроля. Увеличение погрешности и определения размеров ядра по модели происходит вследствие нарушения соответствия между областью значений контролируемых параметров процесса и областью определения модели при изменении условий сварки. В свою очередь необходимость получать математическую модель процесса применительно к новым условиям сварки, как-то при изменении толщины соединяемых деталей и их конструкции, типа контактной машины и др., ограничивает область применения известного способа контроля качества контактной сварки, так как построение модели представляет достаточно трудоемкий и длительный процесс. Получение универ 7958183сальной модели, учитывающей всю совокупность электрических и технологических параметров процесса контактной сварки, и ее использование для контроля качества соединения крайне сложно, и, главное, приведет к существенным ошибкам в вычислениях.Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения способа контроля качества контактной сварки. Поставленная цель достигается тем, чтодля конкретных условий сварки и применяемого оборудования определяют оптимальные параметры режима и сравнивают их и известными, в области которых определена математическая модель процесса, по результатам сравнения строят функции масштабного преобразования параметров режима и критериев качества сварки и в соответствии с ними корректируют коэффициенты модели.В качестве модели процесса контактной сварки наиболее употребима статистическая зависимость размеров литого ядра от основных параметров режима сварки, которая при своей сравнительной простоте с достаточной для практических целей точностью отражает сложное взаимодействие и случайный характер электрических, тепловых и механических явлений при контактной сварке. Построение статической модели сопряжено с проведением экспериментальных исследований на объекте, расшифровкой и обработкой собранных данных. При данном способе контроля качества сварных соединений нет необходимости применительно к каждому конкретному случаю сварки и используемому оборудованию выполнять эти работы и строить модель процесса, так как ее коэффициенты определяются по параметрам оптимальных режимов, измерение которых несложно. В результате этого измен;ение типа контактной машины или ее электрических характеристик, например, вследствие увеличения размеров контура машины, производственной технологии сварки, толщины соединяемых деталей; электродов и других технологических факторов не препятствует широкому применению способа контроля качества контактной сварки по математической модели процесса.Пример 1. Проводился контроль процесса контактной точечной сварки изделий из алюминиевого сплава Д 16 АТ толщиной ( ) 1,0+1,0 мм, Сварка выполнялась на низ кочастотнои машине типа Кна режиме: 1 свтпак -- 21 кА, Гс,в=330 кгс, 1 в=0,06 с, Я=410 Дж, что обеспечило диаметр ядра сварной точки 0=4,5 мм. Здесь 1,в, амлитуда сварочного тока Г - сварочное усилие сжатия электродов. 1 св - время сврки и Я энергия, затраченная на формирование сварного соединения, соответственно. Размер ядра сварных соединений рассчитывался в ходе его выполнения на основе текущих значений параметров режима по статической моделидя= - 6 87 - 3 98 10 Гсв+4 5910 Я0 372.1049 (1) Работоспособность модели сохранялась при изменении оптимального значения 1 св, на + 5 и - 15 о/о, а Гв на150.Изменили толщину свариваемого материала сЮ =1,0 мм над =1,5 мм. Экспериментально определили режим, обеспечивающий диаметр ядра сварного соединения заданного размера до=6,2 мм. При этом 1 св-- 25 кА, Гдв = 470 кгс, 1 в = 0,12 с и Я=1250 Дж,Переход от модели вида у =1(х ь х,хдпостроенной для оптимальных режимов хо, хо,хо,у к модели в области оптимальных режимов ход, х, , х уд производится следующим образом:у =1(ф х ," х, Я - х ) + (у - у 1)Примейительно к приведенному случаюизменения толщины материала преобразование статистической модели (1), принятой за исходную, имеет вид:д я= (6,2 - 4,5 - 6 87 - 3 98 1 0 (-чягГсв) ++ 4,59 10 ( - 10 (,) ) - 0,372 104 (ДЯ Я)=5 1 7 2 79 1 0 з Г в + 1 5 1 1 0 2 Я 0 04 и 1042 (2)Полученная модель (2) использовалась для неразрушающего контроля качества сварки деталей из сплава Д 16 АТ толщиной 1,5+ +1,5 мм. Ошибка в определении диаметра ядра по этой модели не превышала 5 - 7 о/о.Такой же величины погрешность вносится при контроле качества сварки по модели, полученной при непосредственном экспериментально-статистическом исследовании процесса точечной сварки сплава Д 16 АТ толшиной 6 = 1,5 мм.Пример 2. Модель (1) была также использована для контроля процесса и в случае, изменения типа контактной машины.На низкочастотной машине МТПТсваривались детали из сплава Д 16 АТ толщиной 8=1 мм. Режим сварки: 1 в аа=30 кА; Гсв= 400 кгс; 1 дв -- 0,06 с; Я = 590 Дж; дв = =4,5 мм. После образования модель (1) запишется так:дав -- 6 87 - 3,98 10(ог-Гсв +4,59 ц 102 (ЧЬЯ) 0 372 104 фу 00 (6 87 3 2810 зГ +3,19102 Ц -- 0,18 104 Я.Средняя относительная ошибка определения диаметра ядра по модели составила 5,8 о/о.Использование способа контроля качества контактной сварки обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: высокую точность контроля, достигаемую тем, что исключает- И ся экстраполяция результатов по моделивследствие ее корректирования в соответствии с режимом сварки; широкую область применения контроля качества сварки по795818 формула изобретения Составитель В. Катин Редактор П.Макаревич Техред А. Бойкас Корректор С. Шомак Заказ 9460/ 5 Тираж 1159 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4математической модели процесса вследствиепростоты определения модели применительно к новым условиям сварки,Способ контроля качества контактной сварки, при котором измеряют текущие значения параметров режима и по математической модели процесса вычисляют геометрические размеры литого ядра, являющего- тф ся основным критерием качества сварного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения способа, для конкретных условий сварки и применяемого оборудования определяют оптимальные параметры режима и сравнивают их с известными, в области которых определена математическая модель процесса, по результатам сравнения строят функции масштабного преобразования параметров режима и критериев качества сварки и в соответствии с ними корректируют коэффициенты модели. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР405679, кл. В 23 К 11/24, 05.07.71. 2. Авторское свидетельство СССР478701, кл. В 23 К 11/24, 22.03,74. 3. Авторское свидетельство СССР550253, кл. В 23 К 11/24, 18.03.76.