RU2691824C1 - Method for controlling penetration depth during arc automatic welding - Google Patents

Method for controlling penetration depth during arc automatic welding Download PDF

Info

Publication number
RU2691824C1
RU2691824C1 RU2018113031A RU2018113031A RU2691824C1 RU 2691824 C1 RU2691824 C1 RU 2691824C1 RU 2018113031 A RU2018113031 A RU 2018113031A RU 2018113031 A RU2018113031 A RU 2018113031A RU 2691824 C1 RU2691824 C1 RU 2691824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
penetration
depth
arc
nominal
Prior art date
Application number
RU2018113031A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Петрович Сидоров
Анна Викторовна Мельзитдинова
Original Assignee
Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр" filed Critical Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр"
Priority to RU2018113031A priority Critical patent/RU2691824C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691824C1 publication Critical patent/RU2691824C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to the field of welding production. Method comprises maintaining penetration depth at a given constant level by controlling welding parameter, wherein actual values of controlled parameter are measured during welding. Besides, at nominal parameters of welding, width of welded seam is additionally measured, metal melting point and reference initial temperature of welded parts are set. As the controlled parameter, welding current is used, the values of which are corrected in accordance with the values calculated from the given mathematical relationship, including said temperatures, coordinates of the point with maximum penetration depth, rate of welding, nominal penetration depth, thickness of plates to be welded, as well as coefficient of thermal conductivity and coefficient of proportionality, which are calculated from values of width and depth of penetration of reference seam.EFFECT: use of the invention improves accuracy of welding current control and accordingly quality of welded joints.1 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом стыковых соединений без разделки кромок и при аргонодуговой наплавке присадочной проволоки на пластины.The invention relates to the welding industry and can be used when argon-arc welding with non-consumable electrode butt joints without cutting edges and during argon-arc surfacing of the filler wire on the plate.

Известен способ регулирования глубины проплавления при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом без присадочной проволоки, при котором измеряют один из параметров режима - ток сварки, напряжение на дуге, скорость сварки, рассчитывают разность измеренной и эталонной величин режима и регулируют измеренный параметр, устраняя полученную разность. Этот способ может быть использован и для регулирования одновременно нескольких параметров режима (см. Гладков Э.А. Автоматизация сварочных процессов / Э.А. Гладков, В.Н. Бродягин, Р.А. Перковский.- М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2014. - 421 с. стр. 294, рис. 6.4 а).A known method of regulating the depth of penetration in automatic argon-arc welding with a non-consumable electrode without filler wire, in which one of the mode parameters is measured - welding current, arc voltage, welding speed, the difference between the measured and reference mode values is calculated and the measured parameter is adjusted, eliminating the difference. This method can be used to control simultaneously several parameters of the mode (see Gladkov, EA Automation of welding processes / EA Gladkov, VN Brodyagin, RA Perkovsky. - M .: MGTU Publishing House named after NE Bauman, 2014. - 421 p. p. 294, Fig. 6.4 a).

Технической проблемой при использовании такого способа является необходимость регулирования одновременно всех измеряемых параметров режима, что делает систему регулирования сложной. При такой системе регулирования предъявляются высокие требования к точности поддержания каждой из измеряемых и регулируемых величин. При определении точности поддержания каждого из параметров режима, суммарное допустимое отклонение регулируемой глубины проплавления должно делиться на число режимов и полученное отклонение должно обеспечиваться каждым параметром режима по отдельности.A technical problem when using this method is the need to regulate simultaneously all the measured mode parameters, which makes the control system difficult. With such a system of regulation, there are high demands on the accuracy of maintaining each of the measured and controlled values. When determining the accuracy of maintaining each of the mode parameters, the total tolerance of the controlled penetration depth should be divided by the number of modes and the resulting deviation should be provided by each mode parameter separately.

Известен способ регулирования глубины проплавления при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом без присадочной проволоки стыковых соединений без разделки кромок, при котором измеряют параметры режима - ток сварки, напряжение на дуге, скорость сварки, а изменение этих параметров вследствие воздействия внешних возмущений компенсируют изменением одного из измеряемых параметров, рассчитываемого из условия сохранения постоянства заданной глубины проплавления Н, которую определяют по предварительно полученной экспериментальной зависимостиThe known method of regulating the depth of penetration during automatic argon-arc welding with a non-consumable electrode without filler wire butt joints without edge cutting, at which mode parameters are measured - welding current, arc voltage, welding speed, and the change of these parameters due to external disturbances is compensated by changing one of the measured parameters calculated from the condition of maintaining the constancy of a given depth of penetration H, which is determined by the previously obtained exp experimentally depending

Figure 00000001
Figure 00000001

где М, р, q, r - коэффициенты, определяемые на основе экспериментов,where M, p, q, r - coefficients determined on the basis of experiments,

I - ток дуги,I is the arc current

U - напряжение дуги,U - arc voltage,

VC - скорость сварки.V C - welding speed.

(см. патент Японии №50-3987, кл. 12В112.4, кл. В23К 9/12, опублик. 13.02.75). Этот способ автоматического регулирования принят за прототип.(see Japanese Patent No. 50-3987, Cl. 12В112.4, Cl. W23K 9/12, published on February 13, 75). This method of automatic control is taken as a prototype.

В этом случае требования к точности поддержания регулирующего режима сварки снижаются в три раза, что значительно уменьшает стоимость используемого оборудования. Основной технической проблемой при использовании данного способа является высокая трудоемкость экспериментального определения коэффициентов зависимости (1) и недостаточная точность регулирования, обусловленная существенной зависимостью этих коэффициентов от параметров режима сварки. По последней причине недостаточна стабильность глубины проплавления и связанных с ней других параметров качества сварного соединения.In this case, the requirements for the accuracy of maintaining the regulatory mode of welding are reduced by three times, which significantly reduces the cost of the equipment used. The main technical problem when using this method is the high complexity of the experimental determination of the coefficients of dependence (1) and insufficient regulation accuracy, due to the substantial dependence of these coefficients on the welding mode parameters. For the latter reason, the stability of the penetration depth and other parameters of the quality of the welded joint connected with it is insufficient.

Для определения каждого из четырех коэффициентов формулы (1) необходимо выполнение минимум трех независимых опытов, при остающихся постоянными остальных параметрах, включая точку с номинальными параметрами режима, по определению зависимости глубины проплавления от значений параметра. При проведении таких опытов необходимо поддерживать два оставшихся параметра режима из трех на постоянном уровне, что для сварочной дуги достаточно затруднительно, так как, например, напряжение дуги зависит не только от длины дуги, но и от ее тока. Всего для определения только показателей степени в формуле (1) потребуется не менее 9 различных опытов, без учета их повторений для повышения точности определения.To determine each of the four coefficients of formula (1), it is necessary to perform at least three independent experiments, with the remaining parameters remaining constant, including the point with nominal mode parameters, to determine the dependence of the depth of penetration on the parameter values. When conducting such experiments, it is necessary to maintain the two remaining parameters of the mode of three at a constant level, which is rather difficult for the welding arc, since, for example, the arc voltage depends not only on the arc length, but also on its current. In total, to determine only the exponents in formula (1), at least 9 different experiments will be required, without taking their repetitions into account, in order to increase the accuracy of the determination.

Технической проблемой является также то, что зависимость (1) не учитывает влияния на глубину проплавления начальной температуры свариваемых деталей, что требует проведения дополнительных экспериментов при изменении температуры, при которой ведется сварка, например при предварительном или сопутствующем подогреве свариваемых деталей, подогревом от ранее выполненного шва или другом существенном изменении температуры окружающей среды. Наличие известных до сварки отклонений температуры деталей от той, при которой производилось определение коэффициентов, приведет к отклонению номинального значения регулируемой глубины проплавления и его нельзя учесть с помощью формулы (1).The technical problem is also that the dependence (1) does not take into account the effect on the penetration depth of the initial temperature of the parts to be welded, which requires additional experiments when the temperature at which the welding is carried out, for example, with preliminary or concurrent heating of the parts being welded, changes from the previously performed weld. or another significant change in ambient temperature. The presence of deviations of the temperature of the parts known from before the welding at which the coefficients were determined will lead to a deviation of the nominal value of the controlled penetration depth and cannot be taken into account using formula (1).

При таком способе регулировании глубины проплавления не учитывается возможность уменьшения числа контролируемых параметров режима сварки за счет отказа от измерения напряжения дуги без ущерба для точности регулирования, поскольку оно незначительно влияет на глубину проплавления в пределах его возможных возмущений.With this method of regulating the depth of penetration, the possibility of reducing the number of controlled parameters of the welding mode by eliminating the arc voltage measurement without compromising the control accuracy is not taken into account, since it has little effect on the depth of penetration within its possible disturbances.

Технической проблемой является также то, что в известном способе регулирования невозможно учесть отклонения по толщине используемых для сварки пластин, которые влияют на глубину проплавления. Используемый при сварке для заготовок металлический прокат имеет существенные допуски на толщину. Это требует определения новых значений коэффициентов в формуле (1). В случае регулирования без учета изменения толщины проката возникает существенная систематическая погрешность по отношению к номинальной глубине проплавления.A technical problem is also the fact that in a known method of regulation it is impossible to take into account the deviations in thickness used for welding plates, which affect the depth of penetration. The metal used in welding for blanks has significant thickness tolerances. This requires the determination of new values of the coefficients in the formula (1). In the case of regulation without taking into account changes in the thickness of the rolled stock, a substantial systematic error occurs with respect to the nominal penetration depth.

Также способ не может быть применен при аргонодуговой сварке и наплавке с присадочной проволокой, так как не учитывает ее влияния на контролируемые параметры.Also, the method cannot be applied in argon-arc welding and surfacing with a filler wire, since it does not take into account its effect on the controlled parameters.

В известном способе регулирования глубины проплавления при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом стыковых соединений без разделки кромок с присадочной или без присадочной проволоки, при котором измеряют ток и скорость сварки и их изменение вследствие воздействия внешних возмущений компенсируют регулированием одного измеряемого параметра, рассчитываемого из условия сохранения постоянства глубины проплавления, которую определяют по математической зависимости.In the known method of regulating the depth of penetration during automatic argon-arc welding by non-consumable electrode of butt joints without edge cutting with filler or without filler wire, at which current and speed of welding are measured and their change due to external disturbances is compensated by adjusting one measured parameter calculated from the condition of maintaining constant depth melting, which is determined by mathematical dependence.

В отличие от прототипа при номинальных параметрах сварки, номинальных начальной температуре свариваемых деталей и их толщине дополнительно измеряют ширину сварочного шва, задают температуру плавления металла и используют для расчета регулирующего параметра сварки математическую зависимость температуры в пластине при действии на его поверхности точечного источника тепла, в видеUnlike the prototype, with the nominal welding parameters, the nominal initial temperature of the parts to be welded and their thickness, the width of the weld is additionally measured, the melting temperature of the metal is set and the mathematical dependence of the temperature in the plate is used to calculate the welding control parameter when a point heat source acts on its surface

Figure 00000002
Figure 00000002

где TL - температура плавления металла изделия, °С;where T L is the melting point of the metal of the product, ° C;

Т0 - номинальная начальная температура пластин изделия, °С;T 0 - the nominal initial temperature of the plates of the product, ° C;

К - коэффициент пропорциональности, равныйK - coefficient of proportionality, equal to

K=2qУ/[cρ(4π)1,5], (см3°С)/(А⋅с), в котором qУ - отношение эффективной мощности сварочной дуги к току сварки, Вт/А,K = 2q Y / [cρ (4π) 1.5 ], (cm 3 ° С) / (А⋅с), in which q Y is the ratio of the effective power of the welding arc to the welding current, W / A,

I - ток сварки, А,I - welding current, A,

сρ - объемная теплоемкость материала изделия, Дж/(см3°С),сρ is the volumetric heat capacity of the product material, J / (cm 3 ° С),

а - коэффициент температуропроводности материала изделия, см2/с,a - coefficient of thermal diffusivity of the material of the product, cm 2 / s,

х - координата, положительная в направлении сварки, отсчитываемая от оси теплового пятна сварочной дуги, см,x - coordinate, positive in the direction of welding, measured from the axis of the heat spot of the welding arc, cm,

VС - скорость сварки, см/с,V C - welding speed, cm / s,

t - время с момента начала действия дуги, до наступления установившегося состояния проплавления изделия, с;t is the time from the beginning of the arc, to the onset of the steady state penetration of the product, s;

у - координата, перпендикулярная направлению сварки, см,y is the coordinate perpendicular to the direction of welding, cm

Н0 - номинальная глубина проплавления, см;H 0 - the nominal depth of penetration, cm;

δ - номинальная толщина свариваемых пластин, см;δ is the nominal thickness of welded plates, cm;

n - целые числа от -∞ до +∞,n - integers from -∞ to + ∞,

для которой коэффициент температуропроводности а и коэффициент пропорциональности К рассчитывают по значениям ширины и глубины проплавления эталонного шва.for which the coefficient of thermal diffusivity a and the coefficient of proportionality K are calculated from the values of the width and depth of penetration of the reference weld.

Технический результат предлагаемого способа заключается в значительном сокращении экспериментов по определению коэффициентов математической зависимости глубины проплавления от параметров сварки, повышении точности регулирования глубины проплавления за счет снижения зависимости коэффициентов, определяемых экспериментально, от параметров режима сварки и учете влияния температуры свариваемых деталей на глубину проплавления без проведения дополнительных экспериментов. Фактически необходим только один эксперимент по сварке эталонного шва и измерение после него глубины проплавления шва и ширины шва. Этот результат возможен благодаря установленной зависимости, что адекватное описание формы температурного поля с помощью аналитической зависимости, представляющей действие движущегося точечного источника тепла на поверхности пластины, позволяет, при измерении двух размеров шва, отыскать точные значения соответствующих им коэффициента температуропроводности а и коэффициента пропорциональности К и использовать их впоследствии для расчета регулирующего параметра режима для стабилизации глубины проплавления при сварке. Это позволяет с достаточно высокой точностью определять коэффициенты передачи для регулирования любым из параметров режима по отношению к глубине проплавления.The technical result of the proposed method is to significantly reduce experiments to determine the coefficients of the mathematical dependence of the depth of penetration on welding parameters, improving the accuracy of controlling the depth of penetration by reducing the dependence of the coefficients determined experimentally on the welding mode parameters and taking into account the effect of the temperature of the parts to be welded to the depth of penetration experiments. In fact, only one experiment is needed on welding the reference weld and measuring after it the penetration depth of the weld and the width of the weld. This result is possible due to the established dependence that an adequate description of the temperature field shape using an analytical dependence representing the action of a moving point heat source on the plate surface allows, when measuring two weld dimensions, to find the exact values of the corresponding thermal diffusivity a and the proportionality coefficient K and use them later for the calculation of the regulatory parameter mode to stabilize the depth of penetration during welding. This allows with sufficiently high accuracy to determine the transfer coefficients for regulating any of the parameters of the mode in relation to the penetration depth.

Дополнительно достигается технический результат, заключающийся в том, что не производятся измерение и регулирование напряжения дуги, за счет использования понятия об удельной эффективной мощности дуги при номинальном токе сварки, что обусловлено слабой зависимостью этого параметра от напряжения дуги в области возможных возмущений по току сварки и длине дуги.In addition, the technical result is achieved, which consists in not measuring and regulating the arc voltage by using the concept of the specific effective arc power at the nominal welding current, which is due to the weak dependence of this parameter on the arc voltage in the region of possible disturbances in welding current and length arc.

Техническим результатом является также то, что способ позволяет учитывать до сварки известные изменения толщины свариваемых деталей в пределах допусков на прокат без проведения дополнительных экспериментов.The technical result is also the fact that the method allows to take into account, prior to welding, known changes in the thickness of the parts to be welded within the limits of rolling tolerances without additional experiments.

К техническому результату можно отнести также то, что способ позволяет учитывать до сварки известные изменения температуры свариваемых деталей без проведения дополнительных экспериментов.The technical result can also be attributed to the fact that the method makes it possible to take into account, prior to welding, known changes in the temperature of the parts being welded without additional experiments.

Кроме того, техническим результатом является также то, что способ можно использовать при сварке стыковых соединений без разделки кромок и наплавке на пластины с подачей в сварочную ванну присадочной проволоки, так как при одновременном измерении глубины проплавления и ширины шва учитывается влияние присадочной проволоки на распространение тепла при сварке, значения используемых коэффициентов и, следовательно, на глубину проплавления.In addition, the technical result is also the fact that the method can be used when welding butt joints without cutting edges and surfacing on the plate with the filing wire in the weld pool, as the simultaneous measurement of the penetration depth and weld width takes into account the effect of the filler wire welding, the values of the coefficients used and, consequently, the depth of penetration.

На фиг. 1 показано поперечное сечение провара, на фиг. 2 представлен продольный профиль провара, на фиг. 3 - изотерма сварочной ванны, на фиг. 4 - зависимости удельной эффективной мощности дуги от тока дуги; на фиг. 5 - зависимость эффективного КПД дуги от тока дуги, на фиг. 6 - зависимости глубины проплавления и ширины шва от коэффициента пропорциональности К, на фиг. 7 - зависимость размеров шва от коэффициента температуропроводности а, на фиг. 8 - зависимости глубины проплавления и ширины шва от скорости сварки, на фиг. 9 - зависимость глубины проплавления и ширины шва от начальной температуры пластины, на фиг. 10 - зависимости глубины проплавления и ширины шва от толщины пластины, на фиг. 11 - схема получения изолиний, на фиг. 12 - изолиния «коэффициент пропорциональности - коэффициент температуропроводности», на фиг. 13 - изолиния «ток - скорость сварки», на фиг. 14 - схема регулирования процесса сварки по предлагаемому способу.FIG. 1 shows a penetration cross section; FIG. 2 shows the longitudinal profile of penetration; FIG. 3 - welding bath isotherm; FIG. 4 - dependence of the specific effective power of the arc on the arc current; in fig. 5 shows the dependence of the effective efficiency of the arc on the arc current; FIG. 6 - dependence of the depth of penetration and the width of the seam on the coefficient of proportionality K, FIG. 7 shows the dependence of the seam size on the thermal diffusivity a, in FIG. 8 - dependences of the depth of penetration and the width of the weld on the welding speed, in FIG. 9 - dependence of the depth of penetration and the width of the seam on the initial temperature of the plate; FIG. 10 - dependences of the depth of penetration and the width of the seam on the thickness of the plate; FIG. 11 is a circuit for producing contour lines; FIG. 12 - isoline "proportionality coefficient - thermal diffusivity", in FIG. 13 - the “current - welding speed” isoline; in FIG. 14 is a diagram of the regulation of the welding process according to the proposed method.

На фиг. 1 показано поперечное сечение первого слоя двухстороннего сварочного шва стыкового соединения из пластин без разделки кромок с неполной глубиной проплавления. В0 - максимальная ширина сварочной ванны (шва) на наружной поверхности пластин (со стороны действия сварочной дуги). Н0 - номинальная (эталонная) глубина проплавления шва. При регулировании требуется стабилизировать глубину проплавления Н0. На фиг. 1 показаны оси при расчете температур - ось Y - перпендикулярная направлению скорости сварки и ось Z, направленная от наружной поверхности пластины со стороны действия сварочной дуги. Глубина проплавления Н0 имеет допускаемые отклонения от номинальной глубины ±ΔН0, которое должно обеспечить перекрытие швов по толщине пластин после сварки второго аналогичного шва. Номинальный провар и допускаемые отклонения могут устанавливаться разработчиком технологии сварки или приводиться в нормативных документах. Максимальная глубина проплавления имеет место по оси шва при поперечной координате у=0. Шов может быть получен и с использованием присадочной проволоки, поэтому имеет выпуклость g.FIG. 1 shows a cross-section of the first layer of double-sided welding seam of a butt joint of plates without edge cutting with an incomplete penetration depth. In 0 - the maximum width of the weld pool (seam) on the outer surface of the plates (from the action of the welding arc). H 0 - nominal (reference) penetration depth of the seam. When adjusting it is required to stabilize the depth of penetration H 0 . FIG. Figure 1 shows the axes in the calculation of temperatures — the Y axis is perpendicular to the direction of the welding speed and the Z axis directed from the outer surface of the plate from the side of the action of the welding arc. The depth of penetration H 0 has permissible deviations from the nominal depth ± ΔН 0 , which should ensure the overlap of the seams in the thickness of the plates after welding the second similar seam. Nominal penetration and tolerances can be set by the developer of the welding technology or given in regulatory documents. The maximum depth of penetration takes place along the axis of the weld with the transverse coordinate y = 0. The seam can be obtained using filler wire, therefore it has a bulge g.

На фиг. 2 представлен продольный профиль провара по толщине пластины вдоль оси X при поперечной координате у=0, рассчитанный с помощью формулы для точечного источника тепла, действующего на поверхности плоского слоя.FIG. Figure 2 shows the longitudinal profile of penetration along the plate thickness along the X axis with the transverse coordinate y = 0, calculated using the formula for a point source of heat acting on the surface of a flat layer.

Формула для расчета приращения температур ΔT в точке тела от действия такого источника тепла имеет видThe formula for calculating the temperature increment ΔT at the point of the body from the action of such a heat source is

Figure 00000003
Figure 00000003

где Т - температура точки изделия, °С;where T is the temperature point of the product, ° C;

Т0 - начальная температура пластины, °С;T 0 - the initial temperature of the plate, ° C;

qИ - эффективная мощность источника тепла, Вт;q And - the effective power of the heat source, W;

сρ - объемная теплоемкость материала пластины, Дж/(см3°С);сρ is the volumetric heat capacity of the plate material, J / (cm 3 ° С);

а - коэффициент температуропроводности пластины, см2/с;a is the coefficient of thermal diffusivity of the plate, cm 2 / s;

х - координата в направлении движения источника тепла, отсчитываемая от оси источника тепла, см;x - coordinate in the direction of the heat source, measured from the axis of the heat source, cm;

VС - скорость движения источника тепла, см/с;V With - the speed of movement of the heat source, cm / s;

t - время с момента начала действия движущегося источника тепла, с;t is the time since the beginning of the action of the moving heat source, s;

у - координата, перпендикулярная направлению движения источника тепла, отсчитываемая от оси источника тепла, см;y is the coordinate perpendicular to the direction of movement of the heat source, measured from the axis of the heat source, cm;

z - координата, перпендикулярная направлению движения источника тепла и плоскости пластины, на которой действует источник тепла, см;z is the coordinate perpendicular to the direction of movement of the heat source and the plane of the plate on which the heat source acts, cm;

δ - толщина пластины, см;δ — plate thickness, cm;

n - целые числа от -∞ до +∞.n - integers from -∞ to + ∞.

Формула (3) приводится в учебнике «Теория сварочных процессов» / В.Н. Волченко М. и др. Под ред. В.В. Фролова. - М: Высшая школа, 1988. - 559 с. С. 186.Formula (3) is given in the textbook "Theory of welding processes" / V.N. Volchenko M. et al. Ed. V.V. Frolov. - M: High School, 1988. - 559 p. P. 186.

Конкретное количество чисел n задает число членов ряда (количество интегралов), которое нужно вычислить. Оно зависит от требуемой точности вычислений последнего члена ряда в формуле (3). Чем больше число n по абсолютной величине, тем меньше последний интеграл ряда. Точность вычисления температуры в точке быстро повышается с увеличением n по абсолютной величине. При вычислении температур ограничение числа n производится заданием отношения последнего члена ряда к сумме всех предыдущих членов ряда. При расчетах температур в сталях число n=N не превышает 10 по абсолютной величине. Первый член ряда вычисляется при n=0 и число n перестают увеличивать по абсолютной величине, когда достигается требуемая точность вычислений температуры.The specific number of numbers n specifies the number of members of the series (the number of integrals) to be calculated. It depends on the required accuracy of the calculations of the last member of the series in formula (3). The greater the number n in absolute value, the smaller the last integral of the series. The accuracy of calculating the temperature at a point increases rapidly with increasing n in absolute value. When calculating temperatures, the limitation of the number n is made by setting the ratio of the last member of the series to the sum of all previous members of the series. When calculating temperatures in steels, the number n = N does not exceed 10 in absolute value. The first term of the series is calculated when n = 0 and the number n ceases to increase in absolute value when the required accuracy of temperature calculations is reached.

Верхний предел интегрирования времени t выбирается таким, чтобы температурное поле в пластине было установившемся (квазистационарным). Это такое состояние температурного поля, когда температура всех точек тела в зоне сварки изменяется на пренебрежимо малую величину. При таком состоянии глубина проплавления и ширина шва достигают номинальных значений с высокой точностью. Значение t, как и значение n выбирается исходя из требуемой точности вычислений. Эксперименты и расчеты показывают, что в условиях двухсторонней сварки стыковых соединений (толщина пластин 6-8 мм) такое состояние достигается примерно за 10 секунд для сталей и 15 секунд для алюминиевых сталей с очень высокой относительной точностью расчета температуры не ниже 0,1%.The upper limit of integration of time t is chosen such that the temperature field in the plate is steady (quasistationary). This is a state of the temperature field when the temperature of all points of the body in the weld zone changes to a negligible value. In this condition, the depth of penetration and the width of the seam reach the nominal values with high accuracy. The value of t, as well as the value of n, is selected on the basis of the required accuracy of calculations. Experiments and calculations show that under conditions of double-sided welding of butt joints (plate thickness 6-8 mm), this condition is achieved in about 10 seconds for steels and 15 seconds for aluminum steels with a very high relative accuracy of temperature calculation not lower than 0.1%.

Величину эффективной мощности qИ в формуле (3) для сварочной дуги следует определять по формулеThe value of the effective power q And in the formula (3) for the welding arc should be determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где I - ток сварки (дуги), А;where I is the welding current (arc), A;

qУ - удельная эффективная мощность дуги, равная частному от деления экспериментального значения эффективной мощности на ток сварки, Вт/А.q Y is the specific effective arc power, equal to the quotient of dividing the experimental value of the effective power by the welding current, W / A.

Поэтому в уравнении (2) также следует использовать вместо эффективной мощности дуги qИ выражение (4). Такая форма позволяет выделить непосредственно влияние тока сварки как параметра режима на температуру изделия и глубину проплавления.Therefore, in equation (2) should also be used instead of the effective power of the arc q And the expression (4). This form allows you to select directly the influence of the welding current as a mode parameter on the product temperature and penetration depth.

Из формулы (3) видно, что температура точек тела пропорциональна эффективной мощности источника тепла и обратно пропорциональна объемной теплоемкости пластины. Поэтому температура будет пропорциональна отношению этих величин. Это позволяет определять экспериментально и использовать в формуле (3) не каждую из этих величин по отдельности, а их отношение, и в дальнейшем при регулировании глубины проплавления оперировать этим отношением. С учетом постоянных чисел обозначим этот коэффициент К, не включая в него ток сварки, который может изменяться в процессе сварки вследствие действия возмущенийIt can be seen from formula (3) that the temperature of the body points is proportional to the effective power of the heat source and inversely proportional to the volumetric heat capacity of the plate. Therefore, the temperature will be proportional to the ratio of these values. This makes it possible to determine experimentally and use in the formula (3) not each of these quantities separately, but their ratio, and later in regulating the depth of penetration to operate with this ratio. Taking into account constant numbers, we denote this coefficient K, not including the welding current in it, which may change during the welding process due to the effect of perturbations

Figure 00000005
Figure 00000005

Размерность коэффициента К - (см3⋅-°С)/(А⋅с). При умножении К на ток сварки получим размерность (см3⋅°С)/с.The dimension of the coefficient K - (cm 3 ⋅- ° С) / (А⋅с). When multiplying K by the welding current, we obtain the dimension (cm 3 ⋅ ° C) / s.

В этом случае получается, что в формуле (3) остаются только два неизвестных: коэффициент пропорциональности К и коэффициент температуропроводностся а. Для их однозначного определения на номинальном (эталонном) режиме нужно знать две независимые температуры в двух точках тела при известных координатах этих точек х, у, z. Тогда из формулы (3) можно составить систему уравнений относительно неизвестных коэффициентов. Так как известно, что на границе шва с основным металлом при сварке температура всегда равна температуре плавления, можно использовать ширину шва и глубину проплавления для отыскания постоянных коэффициентов К и а в формуле (3), а затем применять эти коэффициенты при расчете регулирующего параметра - тока или скорости сварки. При этом обеспечивается высокая точность определения регулирующего воздействия, так как полученные коэффициенты изменяются очень мало при имеющих место возмущениях параметров сварки.In this case, it turns out that only two unknowns remain in formula (3): the coefficient of proportionality K and the coefficient of thermal diffusivity a. To determine them uniquely at the nominal (reference) mode, you need to know two independent temperatures at two points of the body with known coordinates of these points x, y, z. Then from the formula (3) you can make a system of equations for the unknown coefficients. Since it is known that the temperature at the boundary of the weld with the base metal is always equal to the melting temperature, you can use the weld width and penetration depth to find constant coefficients K and a in formula (3), and then apply these coefficients when calculating the control parameter - current or welding speed. This ensures high accuracy in determining the regulatory impact, since the coefficients obtained change very little when welding parameters are disturbed.

Вместо координаты z в формуле (3) при составлении уравнения (2) использована номинальная (эталонная) глубина проплавления Н0, так как на ее основе производится расчет регулирующего параметра сварки - тока сварки или скорости сварки, то есть при регулировании она является известной заданной величиной, а неизвестным является значение регулирующего параметра - тока сварки или скорости сварки.Instead of the z coordinate in the formula (3), the equation (2) used the nominal (reference) penetration depth H 0 , because it is used to calculate the welding control parameter — the welding current or welding speed, that is, when adjusting, it is a known target value , and the unknown is the value of the control parameter - welding current or welding speed.

Величина qУ в литературе получила название вольтова эквивалента эффективной мощности или удельного теплового потока. Последнее название не совсем точно отражает сущность данного параметра, так как понятие плотность теплового потока включает площадь, на которую действует мощность. Более точно называть эту величину удельной эффективной мощностью. Величина qУ слабо зависит от тока и длины дуги, а, следовательно, и от напряжения дуги. Это обусловлено тем, что эффективная мощность при сварке неплавящимся электродом преимущественно передается изделию от приэлектродной области дуги у изделия.The value of q V in the literature is called the volt equivalent of the effective power or specific heat flux. The latter name does not quite accurately reflect the essence of this parameter, since the concept of heat flow density includes the area on which power acts. More precisely, to call this value the specific effective power. The quantity q Y is weakly dependent on the current and the arc length and hence the arc voltage. This is due to the fact that the effective power during welding with a non-consumable electrode is predominantly transferred to the product from the near-electrode area of the arc at the product.

Известно, что эффективная мощность сварочной дуги часто определяют по формулеIt is known that the effective power of the welding arc is often determined by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где U - напряжение сварочной дуги, В;where U is the voltage of the welding arc, V;

ηИ - эффективный КПД сварочной дуги.η And - effective efficiency of the welding arc.

Эффективный КПД сварочной дуги прямой полярности в аргоне с неплавящимся вольфрамовым электродом в литературе рекомендуют принимать в диапазоне 0,65-0,75 (см., например, Ерохин А.А. Основы сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1973, 448 с. С. 13, таблица 1.2). Отклонение от среднего значения составляет здесь ±8%. Во многих случаях оно значительно больше. Такой разброс значений КПД обусловлен изменением таких условий, как длина дуги, скорость сварки, угол заточки электрода и т.п. С увеличением длины дуги эффективный КПД обычно уменьшается. Это вызвано ростом напряжения в столбе дуги и постоянством полезной (эффективной) мощности, передаваемой дугой изделию ее приэлектродной областью. При удлинении дуги прирост мощности дуги происходит в основном за счет увеличения выделения энергии в столбе дуги и практически весь теряется в окружающую среду. В отличие от КПД удельная эффективная мощность qУ практически не зависит от тока, длины и напряжения дуги. Это позволяет при автоматическом регулировании глубины проплавления по уравнению (2), определив предварительно из опыта коэффициент К, в который сомножителем входит qУ, не производить измерения и регулирование напряжения дуги в процессе сварки. Удельная эффективная мощность qУ также очень слабо зависит от тока дуги. Это позволяет, рассчитав коэффициент К по размерам шва при номинальных параметрах сварки, принять его постоянным и в дальнейшем использовать для расчета регулирующего параметра сварки при возмущениях по току дуги.The effective efficiency of a welding arc of direct polarity in argon with a non-consumable tungsten electrode is recommended in the literature to be taken in the range of 0.65-0.75 (see, for example, Erokhin AA, Fundamentals of fusion welding. M .: Mashinostroenie, 1973, 448 p. P. 13, table 1.2). Here the deviation from the mean value is ± 8%. In many cases, it is much larger. Such a spread of efficiency values is due to changes in conditions such as arc length, welding speed, electrode sharpening angle, etc. With increasing arc length, the effective efficiency usually decreases. This is caused by the increase in voltage in the arc column and the constancy of the useful (effective) power transmitted by the arc to the product near its electrode area. With the lengthening of the arc, the increase in arc power occurs mainly due to an increase in the energy release in the arc column and almost all is lost to the environment. In contrast to the efficiency, the specific effective power q Y is practically independent of the current, length and voltage of the arc. This allows the automatic adjustment of the depth of penetration according to equation (2), having previously determined the coefficient K, which includes q Y as a factor, from the test, not to measure and regulate the arc voltage during the welding process. The specific effective power q Y also very weakly depends on the arc current. This allows us, by calculating the coefficient K from the size of the weld at the nominal welding parameters, to accept it constant and then use it to calculate the regulating welding parameter in case of arc current disturbances.

Эффективный КПД дуги приближенно оценивают по формулеThe effective efficiency of the arc is approximately estimated by the formula

Figure 00000007
Figure 00000007

где UП - напряжение, соответствующее вкладу в эффективную мощность приэлектродных областей дуги (катодной или анодной).where U P is the voltage corresponding to the contribution to the effective power of the near-electrode areas of the arc (cathodic or anodic).

На прямой полярности дугиOn the straight arc polarity

Figure 00000008
Figure 00000008

где UА - анодное падение напряжения дуги у изделия, В;where U A is the anode voltage drop of the arc at the product, V;

UВ - напряжение соответствующее численному значению работе выхода электрона из металла изделия-анода, В.U In - voltage corresponding to the numerical value of the electron work function of the metal product anode, V.

На обратной полярности дугиOn the reverse polarity of the arc

Figure 00000009
Figure 00000009

где UК - катодное падение напряжения дуги у изделия, В;where U K is the cathode voltage drop of the arc at the product, V;

UВ - напряжение соответствующее численному значению работе выхода электрона из металла изделия-катода, В.U In - voltage corresponding to the numerical value of the electron work function of the metal product cathode, B.

В дуге однофазного переменного тока UП равно полусумме из (8) и (9)In the arc of single-phase alternating current U P is equal to the half-sum of (8) and (9)

Figure 00000010
Figure 00000010

Формулы (7-10) приведены в монографии Г.И. Лескова «Электрическая сварочная дуга», М.: Машиностроение, 1970. - 335 с.Formulas (7-10) are given in the monograph by G.I. Leskov "Electric welding arc", M .: Mashinostroenie, 1970. - 335 p.

UП в формулах (7-10) фактически представляет из себя достаточно точную оценку удельной эффективной мощности qУ.U P in formulas (7-10) is actually a fairly accurate estimate of the specific effective power q Y.

В связи с тем, что приэлектродные падения напряжения дуги практически не зависят от длины дуги и слабо зависят от тока дуги, то и qУ от них зависит очень мало. Это позволяет включить и использовать qУ в уравнении (2) и формуле (3) как постоянную величину в коэффициенте К. На основе эксперимента в предлагаемом способе регулирования определяется не само значение qУ, а коэффициент пропорциональности К, в который qУ входит сомножителем. Тогда возмущающее воздействие по току сварки будет приводить к пропорциональному изменению множителя К⋅I в уравнении (2) и можно вести расчет регулирующего параметра сварки - тока или скорости сварки.Due to the fact that the near-electrode voltage drops of the arc are practically independent of the length of the arc and weakly dependent on the arc current, then q Y depends very little on them. This allows you to include and use q Y in equation (2) and formula (3) as a constant value in the coefficient K. On the basis of the experiment, the proposed control method determines not the value of q У itself , but the proportionality coefficient K, into which q Y is a factor. Then the perturbing effect on the welding current will lead to a proportional change in the multiplier К⋅I in equation (2) and it is possible to calculate the welding parameter regulating current or welding speed.

Приравняв выражение (3) равным температуре плавления TL, отсчитываемой от нуля градусов Цельсия и учитывая начальную температуру пластин Т0, получаем уравнение (2), и с его помощью можно рассчитать глубину сварочной ванны в любой плоскости по толщине пластины, в том числе максимальную при координате у=0, то есть найти координаты х, z, при которых Т=TL. Значение координаты z принимается в формуле (3) равным номинальной глубине проплавления Н0. При этом формула (3) превращается в уравнение (2). Для отыскания координаты z с температурой, равной температуре плавления, может, например, для каждой выбранной координаты х использоваться метод деления отрезка между плоскостями пластин пополам (метод дихотомии). Отыскание максимальной глубины проплавления может производиться численным методом последовательной подстановкой координат х с определенным шагом Δх. При вычислении профиля на фиг. 2 шаг Δх выбирался 0,1 см = 1 мм. Таким образом, профиль, представленный на фиг. 2 является эталонным расчетным продольным профилем сварочной ванны по оси шва.Equating the expression (3) equal to the melting temperature T L , measured from zero degrees Celsius and taking into account the initial temperature of the plates T 0 , we obtain equation (2), and using it, we can calculate the depth of the weld pool in any plane through the thickness of the plate, including the maximum at the coordinate y = 0, that is, find the coordinates x, z, for which T = T L. The value of the z coordinate is taken in formula (3) equal to the nominal penetration depth H 0 . In this case, formula (3) turns into equation (2). For finding the z coordinate with a temperature equal to the melting point, for example, for each selected x coordinate, the method of dividing the segment between the plate planes in half (dichotomy method) can be used. Finding the maximum depth of penetration can be done by a numerical method by successively substituting the x coordinates with a certain step Δx. When calculating the profile in FIG. Step 2 Δh was chosen 0.1 cm = 1 mm. Thus, the profile shown in FIG. 2 is a reference design longitudinal profile of the weld pool along the weld axis.

Рекомендуемые значения теплофизических коэффициентов при расчете профиля на фиг. 2 принимались для высоколегированной стали 304L (США): объемная теплоемкость сρ=3,476 Дж/(см3°С), коэффициент температуропроводности а=0,0432 см2/с.The recommended values of thermophysical coefficients when calculating the profile in FIG. 2 were adopted for high-alloy steel 304L (USA): the volumetric heat capacity was ρ = 3.476 J / (cm 3 ° C), the thermal diffusivity a = 0.0432 cm 2 / s.

(см. Сидоров В.П. Двухдуговая двусторонняя сварка неплавящимися электродами в аргоне / В.П. Сидоров, С.А. Хурин. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2015. 191 с. С. 67-68).(see Sidorov, VP. Two-arc two-sided welding with non-consumable electrodes in argon / V.P. Sidorov, S.A. Khurin. Togliatti: TSU, 2015. 191 p. p. 67-68).

Толщина пластин при расчете принималась δ=0,6 см, эффективная мощность источника тепла qИ=1350 Вт, скорость сварки VС=0,43 см/с.При удельной эффективной мощности qУ=6,0 Вт/А этой мощности соответствует ток сварки I=225 А.The thickness of the plates in the calculation was taken δ = 0.6 cm, the effective power of the heat source q И = 1350 W, welding speed V С = 0.43 cm / s. With a specific effective power q У = 6.0 W / A, this power corresponds to welding current I = 225 A.

Значение коэффициента К при данных параметрах расчетаThe value of the coefficient K with the given calculation parameters

К=2qУ/cρ(4π)1,5=2⋅6/(3,476⋅44,54)=7,75⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с).K = 2q Y / cρ (4π) 1.5 = 2⋅6 / (3.476⋅44.54) = 7.75⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅с).

Температура плавления высоколегированной стали, отсчитываемая от 0°С принималась TL=1440°С. Номинальная температура деталей перед сваркой принималась Т0=20°С. Таким образом, номинальная (эталонная) расчетная температура плавления (TL-T0) при расчете размеров сварочной ванны составляла 1420°С. Верхний предел интегрирования времени t в уравнении, составленном по формуле (3) принимался t=40 секунд, в результате дальнейшего увеличения времени глубина проплавления изменялась менее чем на 0,01%. Разбиение одной секунды при вычислении одного интеграла из ряда в уравнении на отрезки составляло М=50. При этом время расчета одной точки профиля на обычном персональном компьютере составляет 1-2 секунды. При оптимизации компьютерной программы и использовании более быстродействующего компьютера время вычисления регулирующего параметра по уравнению (3) может составлять порядка 0,01 с и менее.The melting point of high-alloyed steel, measured from 0 ° C was taken to T L = 1440 ° C. The nominal temperature of the parts before welding was taken T 0 = 20 ° C. Thus, the nominal (reference) calculated melting point (T L –T 0 ) when calculating the size of the weld pool was 1420 ° C. The upper limit for the integration of time t in the equation compiled by formula (3) was taken t = 40 seconds; as a result of a further increase in time, the depth of penetration changed by less than 0.01%. The division of one second in the calculation of one integral from the series in the equation into segments was M = 50. At the same time, the calculation of one profile point on an ordinary personal computer is 1-2 seconds. When optimizing a computer program and using a faster computer, the calculation time of the regulating parameter according to equation (3) can be of the order of 0.01 s or less.

Максимальная глубина проплавления для профиля на фиг. 2 Н0=0,36 см, что составляет 60% от толщины пластины. Выбор такого же значения Н0 для второго шва обеспечивает перекрытие швов по высоте при двухсторонней сварке на 0,12 см = 1,2 мм - 20% от толщины пластины.The maximum penetration depth for the profile in FIG. 2 Н 0 = 0.36 cm, which is 60% of the plate thickness. The choice of the same value of H 0 for the second seam ensures the overlapping of the seams in height with double-sided welding by 0.12 cm = 1.2 mm - 20% of the plate thickness.

Расчеты по уравнению (3) производились программированием вычислений путем задания необходимой точности вычисления глубины проплавления, которая составляла 0,01 мм. При этом число положительных и отрицательных членов ряда в уравнении (3) не превышало n=N=±10. Программа автоматически прекращает вычисления при достижении заданной точности вычислений последнего члена ряда (2) или (3).Calculations according to equation (3) were made by programming calculations by specifying the required accuracy of calculation of the depth of penetration, which was 0.01 mm. At the same time, the number of positive and negative terms in the series in equation (3) did not exceed n = N = ± 10. The program automatically stops the calculations when the specified accuracy of the calculations of the last member of the series (2) or (3) is reached.

Определение точек профиля на фиг. 2 производилось следующим образом. Координата по оси Y задается у=0, так при этом обеспечивается максимальная глубина проплавления. Затем задается точка с координатой х=0 и методом дихотомии вычисляется значение координаты z, представляющей граничную точку с температурой плавления. После этого координата х изменяется с определенным шагом и расчет повторяется. При расчетах положительное направление оси х для удобства выбирали противоположно направлению сварки, что достигается изменением знака при х в уравнении (3). Из полученных значений глубины проплавления выбирается точка с максимальным значением Н0.The definition of the profile points in FIG. 2 was made as follows. The coordinate along the Y axis is given by y = 0, thus ensuring the maximum penetration depth. Then a point with a coordinate x = 0 is set and the value of the coordinate z representing the boundary point with the melting point is calculated using the dichotomy method. After that, the x coordinate changes with a certain step and the calculation is repeated. In the calculations, the positive direction of the x axis for convenience was chosen opposite to the direction of welding, which is achieved by changing the sign when x in equation (3). From the obtained values of the depth of penetration, a point with a maximum value of H 0 is selected.

Методы решения нелинейных уравнений типа (2 или 3) подробно изложены в специальной литературе, например см. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ. - М.: Наука, 1987 - 240 с., С. 86-91, программы 4.11…4.19. В определенное место таких программ программируется вычисления по исходной функции, по которой составляется уравнение. В нашем случае для профиля на фиг. 2 это функция (3). Метод дихотомии изложен в программе 4.15 на стр. 89 этого справочника.Methods for solving nonlinear equations of type (2 or 3) are described in detail in the specialist literature, for example, see VP Diakonov. Handbook of algorithms and programs in the BASIC language for personal computers. - M .: Nauka, 1987 - 240 p., P. 86-91, programs 4.11 ... 4.19. In a certain place such programs are programmed to calculate the original function, which is the equation. In our case, for the profile in FIG. 2 is a function (3). The dichotomy method is described in program 4.15 on page 89 of this handbook.

Обычно проблемой при использовании формул типа формулы (3) для расчета температур при сварке при линейной постановке задачи (теплофизические коэффициенты принимаются не зависящими от температуры) является именно назначение величин этих коэффициентов, так как в действительности они в определенной степени зависят от температуры. Обычно добиваются наилучшей сходимости расчетных и опытных термических циклов, выбирая значения коэффициентов для некоей усредненной температуры сварки. Рекомендации по выбору такой усредненной температуры сварки обоснованы пока недостаточно. Однако, если использовать два параметра температурного поля (в предлагаемом способе регулирования это глубина проплавления и ширина шва), то можно получить два точных значения коэффициентов К и а. При этом отпадает необходимость измерения эффективной мощности сварки, которое заменяется более простым определением эталонной ширины шва В0. Именно это лежит в основе основного технического результата предлагаемого технического решения. Такой методикой устраняются неточности математической модели, вызванные принятием допущения о постоянстве теплофизических коэффициентов, отсутствии учета их зависимости от температуры.Usually, the problem when using formulas like formula (3) for calculating temperatures during welding in a linear formulation of the problem (thermophysical coefficients are taken independent of temperature) is precisely the assignment of the values of these coefficients, since in reality they depend to some extent on temperature. Usually, the best convergence of the calculated and experimental thermal cycles is achieved by choosing the values of the coefficients for a certain average welding temperature. Recommendations for choosing such an average welding temperature are not yet sufficiently substantiated. However, if you use two parameters of the temperature field (in the proposed method of regulation it is the depth of penetration and the width of the weld), then you can get two exact values of the coefficients K and a. In this case, there is no need to measure the effective welding power, which is replaced by a simpler determination of the reference weld width B 0 . This is the basis of the main technical result of the proposed technical solution. Such a technique eliminates inaccuracies of the mathematical model, caused by the adoption of the assumption of the constancy of thermophysical coefficients, the absence of taking into account their dependence on temperature.

При составлении второго уравнения системы уравнений для расчета коэффициентов формула (3) примет видIn compiling the second equation of the system of equations for calculating the coefficients, formula (3) will take the form

Figure 00000011
Figure 00000011

В уравнении (11) вместо координаты у используется половина номинальной (эталонной) ширины шва В0, а вместо координаты z подставляется z=0, так максимальная ширина шва будет иметь место на поверхности пластины со стороны действия источника тепла.In equation (11), instead of the y coordinate, half the nominal (reference) seam width B 0 is used , and z = 0 is substituted for the z coordinate, so the maximum seam width will occur on the surface of the plate from the side of the heat source.

На фиг. 3 представлена расчетная полуизотерма сварочной ванны на поверхности пластин со стороны действия источника тепла, полученная с помощью уравнения, составленного по формуле (3). Параметры источника тепла и теплофизические коэффициенты аналогичны кривой на фиг. 2. Координата z в уравнении (3) была принята z=0. Приведена одна половина изотермы, так как такая изотерма симметрична относительно продольной оси X. Порядок построения изотермы аналогичен построению профиля провара для фиг. 2. Отличие заключается в том, что при использовании для расчета метода дихотомии (деления отрезка пополам) необходимо производить поиск границы сварочной ванны внутри отрезка Δу, размер которого должен выбираться заведомо больше максимальной ширины сварочной ванны. Это делается таким образом, что удаленная граница зоны расчета берется пропорционально толщине свариваемых пластин, например 3δ, что заведомо больше половины эталонной ширины шва.FIG. 3 shows the calculated semi-isotherm of the weld pool on the surface of the plates from the side of the action of the heat source, obtained using the equation composed by the formula (3). The parameters of the heat source and thermophysical coefficients are similar to the curve in FIG. 2. The z coordinate in equation (3) was taken z = 0. One half of the isotherm is given, since such an isotherm is symmetric about the longitudinal axis X. The order of construction of the isotherm is similar to the construction of the penetration profile for FIG. 2. The difference is that when using the dichotomy method (dividing a segment in half) to calculate, it is necessary to search for the boundary of the weld pool inside the segment ∆y, the size of which should be chosen to be obviously greater than the maximum width of the weld pool. This is done in such a way that the remote border of the calculation zone is taken in proportion to the thickness of the plates being welded, for example, 3δ, which is certainly more than half of the standard weld width.

Другим вариантом является приближенная оценка ширины шва по известной простой формуле для точечного быстродвижущегося источника тепла, дающей несколько завышенное значение ширины шва, по сравнению с источником тепла, движущимся с ограниченной скоростью.Another option is to approximate the width of the seam using a well-known simple formula for a point-like, fast-moving heat source, which gives a slightly overestimated value of the seam width compared to a heat source moving at a limited speed.

Затем задается точка с координатой х и методом дихотомии вычисляется значение координаты у, представляющей граничную точку с температурой плавления. После этого координата х изменяется с определенным шагом и расчет повторяется. При построении изотермы положительное направление оси х для удобства выбирали противоположно направлению сварки, что достигается изменением знака при х в уравнении (3). Из полученных значений ширины сварочной ванны выбирается точка со значением ширины шва В0. Эта точка всегда находится в направлении, противоположном направлению сварки, поэтому первое значение х можно принимать х=0, а затем изменять его с определенным шагом. При построении изотермы на фиг. 3 шаг по X Δх = 0,1 см = 1 мм.A point is then set with the x coordinate and the dichotomy method calculates the value of the y coordinate representing the boundary point with the melting point. After that, the x coordinate changes with a certain step and the calculation is repeated. When constructing the isotherm, the positive direction of the x axis for convenience was chosen opposite to the welding direction, which is achieved by changing the sign at x in equation (3). From the obtained values of the width of the weld pool, a point is selected with the value of the weld width B 0 . This point is always in the direction opposite to the welding direction, so the first value of x can be taken x = 0, and then change it with a certain step. When building the isotherm in FIG. Step 3 X Δх = 0.1 cm = 1 mm.

На фиг. 4 представлены зависимости удельной эффективной мощности qУ от тока дуги прямой полярности в аргоне в медный анод по литературным данным.FIG. 4 shows the dependences of the specific effective power q Y on the arc current of direct polarity in argon into the copper anode according to the literature data.

В данном случае формула для qУ имеет видIn this case, the formula for q Y has the form

qУ=Wa/Iд,q Y = Wa / Id,

где Wa - эффективная мощность в анод сварочной дуги, Вт;where Wa - effective power in the anode of the welding arc, W;

Iд - ток дуги (сварки), А.Id - arc current (welding), A.

Кривая 1 показывает зависимость при использовании в качестве вольфрамового электрода чистого вольфрама диаметрами 3,2 мм и 1,6 мм, кривая 2 - зависимость при использовании торированного вольфрамового электрода диаметром 3,2 мм. Наибольшее изменение удельной эффективной мощности имеет место для кривой 2 и составляет в диапазоне токов дуги 50-70 А 0,2 Вт/А, что при отклонении тока дуги на 10 А приведет к погрешности определения эффективной мощности дуги всего на 2 Вт, что составляет примерно 0,3%.Curve 1 shows the dependence when using pure tungsten with a diameter of 3.2 mm and 1.6 mm as the tungsten electrode, curve 2 shows the dependence when using a thoriated tungsten electrode with a diameter of 3.2 mm. The greatest change in the specific effective power takes place for curve 2 and in the range of arc currents 50-70 A is 0.2 W / A, which, if the arc current deviates by 10 A, will lead to an error in determining the effective arc power of only 2 W, which is approximately 0.3%.

Зависимости на фиг. 4 и обозначения величин приведены в монографии А.В. Савинова и др. «Дуговая сварка неплавящимся электродом». М.: Машиностроение. 2011. - 477 с. С. 82, рис. 1.57.The dependencies in FIG. 4 and designations of values are given in the monograph by A.V. Savinov and others. "Arc welding with non-consumable electrode." M .: Mechanical Engineering. 2011. - 477 s. P. 82, fig. 1.57.

На фиг. 5 приведена зависимость эффективного КПД дуги прямой полярности в аргоне с неплавящимся электродом от тока дуги. Использовался электрод марки ЭВИ диаметром 2 мм с углом заточки 30 градусов при длине дуги 1 мм. При изменении тока дуги с 10 до 40 А эффективный КПД дуги увеличился с 0,5 до 0,7.FIG. 5 shows the dependence of the effective efficiency of an arc of direct polarity in argon with a non-consumable electrode on the arc current. An EVI brand electrode with a diameter of 2 mm was used with a sharpening angle of 30 degrees and an arc length of 1 mm. When changing the arc current from 10 to 40 A, the effective efficiency of the arc increased from 0.5 to 0.7.

Эта зависимость также приведена в монографии А.В. Савинова и др. «Дуговая сварка неплавящимся электродом». М.: Машиностроение. 2011. - 477 с., С. 94, рис. 1.71.This dependence is also given in the monograph by A.V. Savinov and others. "Arc welding with non-consumable electrode." M .: Mechanical Engineering. 2011. - 477 p., P. 94, fig. 1.71.

Зависимость на фиг. 5 свидетельствует о существенном влиянии тока на эффективный КПД и о том, что этим коэффициентом не следует пользоваться при определении эффективной мощности дуги в случае регулирования глубины проплавления по математической зависимости (2). В этом случае отклонение эффективного КПД от среднего значения около 17%, что намного больше погрешности при использовании удельной эффективной мощности qУ. Чтобы определить приближенное значение эффективной мощности с помощью эффективного КПД необходимо знать напряжение дуги, которое также зависит от тока дуги и ее длины. Зависимость удельной эффективной мощности от тока дуги и длины дуги значительно меньше. Аналогично и другие параметры дуги (диаметр, угол заточки электрода) слабо влияют на удельную эффективную мощность в отличие от КПД дуги. Это позволяет при регулировании глубины проплавления по предлагаемому способу, определив расчетом на основе опыта коэффициент К и коэффициент температуропроводности а на эталонном режиме, не определять эффективную мощность дуги qИ, включить в коэффициент К удельную эффективную мощность qУ, и использовать последнюю при возмущениях не только тока сварки, но и напряжения дуги.The dependency in FIG. 5 indicates a significant effect of current on the effective efficiency and that this factor should not be used when determining the effective arc power in the case of adjusting the depth of penetration according to the mathematical dependence (2). In this case, the deviation of the effective efficiency from the average value is about 17%, which is much more than the error when using the specific effective power q Y. To determine the approximate value of the effective power using the effective efficiency, it is necessary to know the arc voltage, which also depends on the arc current and its length. The dependence of the specific effective power on the arc current and the arc length is much less. Similarly, other parameters of the arc (diameter, angle of sharpening of the electrode) have little effect on the specific effective power, unlike the efficiency of the arc. This allows for adjusting the penetration depth of the proposed method, determining the coefficient K and the thermal diffusivity a in the reference mode by calculating on the basis of experience, not to determine the effective arc power q I , to include in the coefficient K the specific effective power q Y , and use the latter for disturbances not only welding current, but also arc voltage.

На фиг. 6 показана расчетная зависимости максимальной глубины проплавления Н0 и ширины шва В0 от коэффициента К. Теплофизические параметры расчета оставались такими же, как для зависимости на фиг. 2. Кривая 3 представляет зависимость для глубины проплавления Н, а кривая 4 для ширины шва В. Значения коэффициента К на фиг. 6 увеличены в 100 раз.FIG. 6 shows the calculated dependences of the maximum penetration depth H 0 and the weld width B 0 on the coefficient K. The calculation of the thermophysical parameters remained the same as for the dependence in FIG. 2. Curve 3 represents the dependence for the depth of penetration H, and curve 4 for the width of the seam B. The values of the coefficient K in FIG. 6 magnified 100 times.

В интервале коэффициентов К с центром в точке номинального режима К=7,75⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с) средний коэффициент передачи для глубины проплавления kПН=ΔН/ΔК=0,65/1,72⋅10-2=0,378⋅102 мм/[(см3°С)/(А⋅с)]. Средний коэффициент передачи для ширины шва kПВ=ΔВ/ΔК=0,94/1,72⋅10-2=0,547⋅102 мм/[(см3°С)/(А⋅с)].In interval K coefficients centered at the nominal mode K = 7,75⋅10 -2 (cm3 ° C) / (A⋅s) the average transmission coefficient for the penetration depth k PN =? H / ΔK = 0.65 / 1 72⋅10 -2 = 0.378⋅10 2 mm / [(cm 3 ° С) / (А⋅с)]. The average transmission coefficient for the seam width is k PW = ΔВ / ΔК = 0.94 / 1.72⋅10 -2 = 0.547⋅10 2 mm / [(cm 3 ° С) / (А⋅с)].

На фиг. 7 представлены расчетные по формуле (3) зависимости глубины проплавления и ширины шва от коэффициента тепературопроводности. Остальные параметры расчета и коэффициенты были как для профиля на фиг. 2.FIG. 7 shows the dependences of the depth of penetration and the width of the weld on the thermal diffusivity coefficient calculated by the formula (3). The remaining calculation parameters and coefficients were the same as for the profile in FIG. 2

Значение коэффициента К=7,75⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с), qИ=1350 Вт, чему соответствует ток сварки I=225 А.The value of the coefficient K = 7.75⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅с), q И = 1350 W, which corresponds to the welding current I = 225 A.

Кривая 5 относится к глубине проплавления Н, а кривая 6 к ширине шва В. Из зависимостей 5 и 6 видно, что увеличение коэффициента температуропроводности приводит к уменьшению глубины проплавления и ширины шва.Curve 5 refers to the penetration depth H, and curve 6 to the seam width B. From dependences 5 and 6, it can be seen that an increase in the thermal diffusivity leads to a decrease in the penetration depth and the seam width.

На фиг. 8 показаны расчетные по формуле (2) зависимости максимальной глубины проплавления Н и ширины шва В от скорости сварки. Параметры расчета остались такими же, как для профиля сварочной ванны на фиг. 2. Кривая 7 представляет зависимость для глубины проплавления, а кривая 8 - для ширины шва В. Значение коэффициента К=7,75⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с).FIG. 8 shows the dependences of the maximum penetration depth H and the width of the seam B on the welding speed calculated by the formula (2). The calculation parameters remained the same as for the weld pool profile in FIG. 2. Curve 7 represents the dependence for the depth of penetration, and curve 8 - for the width of the seam B. The value of the coefficient K = 7.75⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅с).

В интервале скоростей сварки VC=0,38-0,48 см/с средний коэффициент передачи для глубины проплавления kПН=ΔH/ΔVС=(0,56)/0,1=5,6 мм/(см/с). Для ширины шва kПВ=ΔАВ/ΔVC=(0,75)/0,1=7,5 мм/(см/с).In the interval of welding speeds, V C = 0.38-0.48 cm / s, the average transfer coefficient for the penetration depth k PN = ΔH / ΔV C = (0.56) / 0.1 = 5.6 mm / (cm / s ). For the width of the seam, k PV = ΔAB / ΔV C = (0.75) /0.1 = 7.5 mm / (cm / s).

На фиг. 9 представлены расчетные зависимости максимальной глубины проплавления и ширины шва от разности ΔT между температурой плавления TL и начальной температурой деталей Т0 Эта разность характеризует температуру подогрева изделия. Кривая 9 относится к глубине проплавления, кривая 10 - к ширине шва. Другие параметры расчета соответствуют данным для фиг. 2.FIG. 9 shows the calculated dependences of the maximum penetration depth and the weld width on the difference ΔT between the melting temperature T L and the initial temperature of the parts T 0 This difference characterizes the temperature of heating the product. Curve 9 refers to the depth of penetration, curve 10 - to the width of the seam. Other calculation parameters correspond to the data for FIG. 2

Значение коэффициента К=7,75⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с). Кривые на фиг. 9 показывают, что отклонения температуры деталей будут приводить к погрешностям регулирования глубины проплавления. Коэффициент передачи для кривой 9 kП=ΔН/ΔТ=0,49/200=2,45⋅10-3 мм/°С, для кривой 10 kП=ΔВ/ΔТ=0,61/200=3,05⋅10-3 мм/°С. При существенных изменениях начальной температуры деталей, как, например, при предварительном или сопутствующем их подогреве при регулировании по известному способу необходимо будет проводить новые эксперименты для определения эмпирических коэффициентов в формуле (1), что весьма трудоемко. При регулировании по предлагаемому способу можно расчетным путем скорректировать режимы сварки: ток и скорость сварки и проверить экспериментально значение глубины проплавления.The value of the coefficient K = 7.75⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅с). The curves in FIG. 9 show that deviations of the temperature of the parts will lead to errors in the regulation of the depth of penetration. The transmission coefficient for the curve 9 k П = ΔН / ΔТ = 0.49 / 200 = 2.45⋅10 -3 mm / ° С, for the curve 10 k П = ΔВ / ΔТ = 0.61 / 200 = 3.05⋅ 10 -3 mm / ° C. With significant changes in the initial temperature of the parts, such as, for example, with preliminary or concurrent heating during the regulation according to a known method, it will be necessary to conduct new experiments to determine the empirical coefficients in formula (1), which is very laborious. When adjusting for the proposed method, it is possible by calculation to adjust the welding modes: current and welding speed and verify experimentally the value of the penetration depth.

На фиг. 10 даны расчетные зависимости глубины проплавления и ширины шва от толщины пластины. Кривая 11 показывает зависимость для глубины проплавления, а кривая 12 - для ширины шва. Параметры расчета использовались как при построении профиля на фиг. 2. С увеличением толщины пластины глубина проплавления и ширина шва уменьшается, что будет приводить к постоянной ошибке регулирования, если не откорректировать режим сварки и не учитывать при расчетах при регулировании изменение толщины пластин.FIG. 10 gives the calculated dependences of the depth of penetration and the width of the seam on the thickness of the plate. Curve 11 shows the relationship for the depth of penetration, and curve 12 for the width of the seam. The calculation parameters were used as in the construction of the profile in FIG. 2. As the plate thickness increases, the penetration depth and weld width will decrease, which will lead to a constant regulation error, if the welding mode is not corrected and the change in plate thickness is not taken into account in the calculations when adjusting.

На фиг. 11 представлена схема построения изолиний. Кривая 13 представляет зависимость глубины проплавления Н0 от коэффициента К при коэффициенте температуропроводности а=0,03 см2/с, кривая 14 при а=0,04 см2/с, а кривая 15 при а=0,05 см2/с. Через эти кривые проводится линия, параллельная оси коэффициента К при значении Н=Н0. Точки пересечения этой прямой с кривыми 13, 14, 15 дают координаты значений К1, К2, К3 при разных коэффициентах температуропроводности и дают возможность построить изолинию «коэффициент К - коэффициент температуропроводности а» на фиг. 12.FIG. 11 shows the construction of contour lines. Curve 13 represents the dependence of the penetration depth H 0 on the coefficient K at the thermal diffusivity a = 0.03 cm 2 / s, curve 14 at a = 0.04 cm 2 / s, and curve 15 at a = 0.05 cm 2 / s . Through these curves, a line is drawn parallel to the axis of the coefficient K with the value H = H 0 . The points of intersection of this straight line with curves 13, 14, 15 give the coordinates of the values of K 1 , K 2 , K 3 at different thermal diffusivity and make it possible to draw the isoline “coefficient K - coefficient of thermal diffusivity a” in FIG. 12.

Аналогично строится график второй изолинии для ширины шва В0.The graph of the second contour for the seam width B 0 is constructed similarly.

На фиг. 12 представлены изолинии «коэффициент К - коэффициент температуропроводности а» для заданных значений номинальной глубины проплавления Н0 и номинальной ширины шва В0. Кривая 16 представляет изолинию для глубины проплавления Н0, а кривая 17 - изолинию для ширины шва В0. Изолиния - это такая кривая, на которой любая точка с различными коэффициентами К и а дает одинаковое значение исследуемого параметра. В данном случае любая точка на кривой 16 дает одинаковую номинальную глубину проплавления Н0, а любая точка на кривой 17 дает одинаковую номинальную ширину шва В0. Поскольку сочетание номинальной глубины проплавления и номинальной ширины шва для номинального режима единственное, то изолинии 16 и 17 имеют одну точку пересечения, которая дает единственные значения искомых коэффициентов К и а. Эти значения необходимо использовать для расчета величины регулирующего параметра сварки при его расчете по уравнению (2), что обеспечивает высокую точность регулирования глубины проплавления. Согласно фиг. 12 можно принять а=0,05 см2/с, К=8,4⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с).FIG. 12 shows the contour "coefficient K - thermal diffusivity a" for given values of the nominal penetration depth H 0 and the nominal width of the weld B 0 . Curve 16 represents the isoline for the penetration depth of H 0 , and curve 17 represents the isoline for the seam width B 0 . An isoline is a curve on which any point with different coefficients K and a gives the same value of the parameter being studied. In this case, any point on curve 16 gives the same nominal penetration depth H 0 , and any point on curve 17 gives the same nominal width of the weld B 0 . Since the combination of the nominal penetration depth and the nominal weld width for the nominal mode is the only one, contour lines 16 and 17 have one intersection point, which gives the only values of the desired coefficients K and a. These values should be used to calculate the value of the welding control parameter when calculating it using equation (2), which ensures high accuracy of the penetration depth control. According to FIG. 12 you can take a = 0.05 cm 2 / s, K = 8.4⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅с).

Построение изолиний фактически представляет графический способ решения системы двух нелинейных уравнений (2) и (11), составленных по формуле (3). В этом случае в одном из уравнений координата у=0, a z=H0, а в другом z=0, а у=В0/2. В обоих уравнениях, решаемых численным путем с помощью изолиний, координата по оси X изменяется с небольшим шагом Δх.The construction of isolines actually represents a graphical method for solving a system of two nonlinear equations (2) and (11), compiled according to formula (3). In this case, in one of the equations, the coordinate is y = 0, az = H 0 , and in the other z = 0, and y = B 0/2 . In both equations, solved numerically using contour lines, the coordinate along the X axis changes with a small step Δx.

На фиг. 13 представлена расчетная изолиния «ток - скорость сварки» для номинальной глубины проплавления. При расчете параметры были аналогичными, как при расчете профиля на фиг. 2. Граничные значения токов на изолинии 208 А - 242 А. Граничные значения скоростей сварки 0,4 -0,47 см/с. Строили зависимости необходимого тока для нескольких скоростей сварки при номинальном проваре. Затем проводили линию, параллельную оси скоростей сварки и получали в точках пересечения этой линии с кривыми координаты искомых точек изолинии. Любая точка на изолинии (значения токов и скоростей сварки) дает одинаковую максимальную глубину проплавления Н0. Изолинию можно рассматривать как регулировочную кривую по предлагаемому способу регулирования. Номинальным параметрам процесса соответствует точка А на изолинии, ток IА и скорость сварки VCA. При расположении вследствие действия возмущений рабочей точки процесса в точке В за пределами изолинии текущие значения тока IB и скорости сварки VCB в общем случае каждое имеют отклонения от номинальных значений. При регулировании по предлагаемому способу необходимо изменить только скорость сварки или ток сварки. При регулировании скорости сварки, рабочей точкой процесса станет точка С с измеренным током IB и новым значением скорости сварки VCC.FIG. Figure 13 shows the calculated “current – welding rate” isoline for the nominal penetration depth. In the calculation, the parameters were the same as in the calculation of the profile in FIG. 2. The boundary values of the currents on the isolines 208 A - 242 A. The boundary values of the welding speeds 0.4-0.47 cm / s. The dependencies of the required current for several welding speeds were built at nominal penetration. Then a line was drawn parallel to the axis of welding speeds and the coordinates of the sought points of the isoline were obtained at the intersection of this line with the curves. Any point on the contour (values of currents and welding speeds) gives the same maximum depth of penetration H 0 . The isoline can be considered as an adjustment curve for the proposed method of regulation. The nominal parameters of the process correspond to the point A on the isolines, the current I A and the welding speed V CA. When positioned due to the effect of perturbations of the working point of the process at point B, outside the isoline, the current values of current I B and welding speed V CB generally have deviations from nominal values. When regulating the proposed method, it is necessary to change only the welding speed or the welding current. When adjusting the welding speed, the working point of the process will be point C with the measured current I B and the new value of the welding speed V CC .

Для упрощения системы регулирования полученная изолиния может с высокой точностью аппроксимироваться до сварки и вместо уравнения (2) использоваться для регулирования. Это значительно сократит объем и время вычислений в процессе регулирования. Изолинию, представленную на фиг. 13 аппроксимировали параболой видаTo simplify the regulation system, the resulting isoline can be approximated with high accuracy before welding and instead of equation (2) used for regulation. This will significantly reduce the amount and time of calculations in the regulatory process. The isoline shown in FIG. 13 approximated by a parabola

Figure 00000012
Figure 00000012

где В0, В1, В2 - коэффициенты аппроксимации, определяемые по точкам кривой на фиг. 13. В результате аппроксимации получили значения коэффициентовwhere B 0 , B 1 , B 2 are the approximation coefficients determined by the points of the curve in FIG. 13. As a result, the approximations obtained the values of the coefficients

В0=0,842 см/с, B1=-5,72⋅10-3 см/(сА), В2=17,28⋅10-5 см/(сА2).B 0 = 0.842 cm / s, B 1 = -5.72⋅10 -3 cm / (сА), В 2 = 17.28⋅10 -5 cm / (сА 2 ).

Аналитические и аппроксимирующие значения при этих коэффициентах совпадают с точностью выше 0,01%.The analytical and approximating values for these coefficients coincide with an accuracy above 0.01%.

Figure 00000013
Figure 00000013

Компьютерная программа для расчета коэффициентов по параболической регрессии приведена в справочнике: Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ. - М.: Наука, 1987 - 240 с., С. 142 программа 5.24.A computer program for calculating the coefficients for parabolic regression is given in the reference: VP Diakonov. Handbook of algorithms and programs in the BASIC language for personal computers. - M .: Nauka, 1987 - 240 p., P. 142 program 5.24.

На фиг. 14 показана схема автоматического регулирования по предлагаемому способу. Свариваемое изделие 18 подается в зону сварки со скоростью VC. Источник питания 19 подключается положительным полюсом к изделию 18, а отрицательным полюсом к неплавящемуся электроду сварочной горелки 20. Между неплавящимся электродом горелки 20 и изделием 18 возбуждается электрическая дуга 21 и расплавляются кромки свариваемого изделия 18. Образуется сварочная ванна 22 и после затвердевания расплавленного металла возникает шов 23 с номинальной глубиной проплавления Н0 и номинальной шириной В0. Измерение их величин производится после сварки эталонного образца. В сварочную ванну 22 в промежуток между неплавящимся электродом сварочной горелки 20 и сварочной ванной 22 подается присадочная проволока 24 со скоростью VП, равной скорости ее расплавления теплом дуги. Процесс сварки контролируется с помощью датчика скорости сварки 25, датчика силы сварочного тока 26. Данные по скорости сварки и тока сварки с датчиков 25,26 поступают в вычислительное устройство 27. В блоке памяти 28 хранятся и передаются в вычислительное устройство 27 значения определенных заранее и принятых теплофизических коэффициентов: температуропроводности а, коэффициента К, температуры плавления металла TL и его начальной температуры Т0, толщины пластин δ, значение координаты х для номинальной максимальной глубины проплавления Н0, координаты у=0. Устройство 29 обеспечивает регулирование скорости сварки. В вычислительном устройстве 27 вначале по измеренному току сварки происходит вычисление коэффициента пропорциональности в уравнении (2) К1=К⋅I. Затем, с использованием переданных из блока памяти 28 коэффициентов и эталонной глубины проплавления Н0 по уравнению (2) рассчитывается значение скорости сварки VCP, обеспечивающее заданное значение глубины проплавления Н0. Рассчитанное значение скорости сварки VCP сравнивается с измеренным, VСИ и разность ΔVС подается на устройство 29 регулирования скорости сварки, которое устанавливает требуемую скорость VСС=VСР.FIG. 14 shows the automatic control scheme for the proposed method. The welded product 18 is supplied to the welding zone at a rate of V C. The power source 19 is connected to the product 18 by the positive pole, and the non-consumable electrode of the welding torch 20 is connected to the non-consumable electrode. An electric arc 21 is excited between the non-consumable electrode of the burner 20 and product 18, and the edges of the product to be welded melt 18. A weld is formed and the weld metal solidifies. 23 with a nominal penetration depth H 0 and a nominal width B 0 . Measurement of their values is carried out after welding the reference sample. In the welding bath 22 in the gap between the non-consumable electrode of the welding torch 20 and the welding bath 22 is fed the filler wire 24 with a speed V P equal to the speed of its melting heat arc. The welding process is monitored using a welding speed sensor 25, a welding current strength sensor 26. Data on welding speed and welding current from sensors 25,26 are fed to a computing device 27. In the memory unit 28, the values determined in advance and transmitted to the computing device 27 are received physical characteristics: thermal diffusivity a, the coefficient K, the metal melting temperature T L and its initial temperature T 0, the plate thickness δ, the value of the x coordinate for the nominal maximum penetration depth H 0, to rdinaty y = 0. The device 29 provides control of the welding speed. In the computing device 27, first, the proportionality coefficient in equation (2) K 1 = K⋅I is calculated from the measured welding current. Then, using the coefficients transferred from the memory unit 28 and the reference penetration depth H 0 , the value of the welding speed V CP is calculated by equation (2), which provides the specified value of the penetration depth H 0 . The calculated value of the welding speed V CP is compared with the measured, V SI and the difference ΔV C is fed to the welding speed control device 29, which sets the required speed V CC = V CP .

Пример 1.Example 1

Проводили определение регулирующего параметра сварки по предлагаемому способу.Conducted the determination of the regulatory parameter of welding on the proposed method.

Для сварки были использованы пластины из стали 20 толщиной 6 мм. Рассматривалось регулирование для случая сварки первого слоя двухстороннего сварочного шва. Номинальная глубина провара составила 60% от толщины пластин Н0=3,6 мм. Допустимые отклонения от этой величины были выбраны ±0,6 мм, то есть ±10% от толщины. Для получения номинальной глубины проплавления был подобран режим аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом без присадочной проволоки на прямой полярности дуги: напряжение сварки (дуги) U=14,0 В, ток сварки (дуги) I=275 А, скорость сварки VC=0,25 см/с (номинальные режимы). Номинальная ширина шва при этом составила В0=0,653 см=6,53 мм В качестве регулирующего параметра была выбрана скорость сварки VC.For welding, plates of steel 20 with a thickness of 6 mm were used. The regulation was considered for the case of welding the first layer of a double-sided weld. The nominal penetration depth was 60% of the plate thickness H 0 = 3.6 mm. Permissible deviations from this value were chosen ± 0.6 mm, that is ± 10% of the thickness. To obtain the nominal penetration depth, we selected the argon-arc welding method with non-consumable tungsten electrode without filler wire on the direct polarity of the arc: welding voltage (arc) U = 14.0 V, welding current (arc) I = 275 A, welding speed V C = 0, 25 cm / s (nominal modes). The nominal width of the seam was B 0 = 0.653 cm = 6.53 mm. The welding speed V C was chosen as the control parameter.

Начальная температура пластин составляла Т0=20°С. По опытным значениям номинальной глубины проплавления Н0=0,36 см и номинальной ширины шва В0=0,653 см и температуре плавления низкоуглеродистой стали, отсчитываемой от 0°С TL=1520°С при номинальных параметрах сварочного процесса по уравнению, составленному по формуле (3) с помощью компьютерной программы, составленной на языке программирования Бейсик были построены изолинии «коэффициент К - коэффициент температуропроводности а и на точке пересечения изолиний получены расчетные значения К=5,39⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с) и температуропроводности а=0,08 см2/с.The initial temperature of the plates was T 0 = 20 ° C. According to experimental values of the nominal penetration depth H 0 = 0.36 cm and the nominal weld width B 0 = 0.653 cm and the melting temperature of low carbon steel, measured from 0 ° С T L = 1520 ° С at the nominal parameters of the welding process according to the equation (3) using the computer program compiled in the BASIC programming language, the contour lines were constructed; the K coefficient — the thermal diffusivity coefficient a; and the calculated values of K = 5.39⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅ c) and thermal diffusivity a = 0.08 cm 2 /with.

В процессе пробной сварки с помощью балластного реостата уменьшили ток дуги. Напряжение дуги уменьшилось на 0,5 В. В результате ток дуги уменьшился на 30 А и составил I=245 А, скорость сварки VC не изменилась. Рассчитали изменение коэффициента К1=К⋅245 А от уменьшения тока дуги до К1=13,2 (см3°С)/с. Расчетное значение максимальной глубины проплавления уменьшилось по уравнению (2) на ΔН0=0,5 мм. На продольном шлифе шва получили постепенное уменьшение максимальной глубины проплавления на ΔН0=0,6 мм.In the process of trial welding using a ballast rheostat, the arc current was reduced. The arc voltage decreased by 0.5 V. As a result, the arc current decreased by 30 A and amounted to I = 245 A, the welding speed V C did not change. The change in the coefficient K1 = K⋅245 A from the reduction of the arc current to K1 = 13.2 (cm 3 ° C) / s was calculated. The calculated value of the maximum penetration depth decreased by equation (2) by ΔН 0 = 0.5 mm. On the longitudinal section of the seam, a gradual decrease in the maximum penetration depth of ΔН 0 = 0.6 mm was obtained.

Задаваясь номинальной глубиной проплавления, рассчитанными коэффициентами, температурой плавления деталей и их начальной температурой рассчитали с помощью уравнения (2) значение скорости сварки, позволяющее оставить глубину проплавления Н0 неизменной. Получили VC=0,20 см/с.Given the nominal penetration depth, the calculated coefficients, the melting temperature of the parts and their initial temperature were calculated using equation (2) the value of the welding speed, which allows to leave the penetration depth H 0 unchanged. Received V C = 0.20 cm / s.

После этого был проведен повторный опыт с уменьшением тока дуги на такую же величину. После уменьшения тока на 30 А скорость сварки уменьшили на 0,05 см/с. В результате на продольном шлифе шва после уменьшения провара на 0,6 мм произошло его увеличение на такую же величину. В результате отклонение провара от номинального значения составило 0,1 мм, то есть отличается всего на 1,4% от номинальной глубины проплавления.After this, the experiment was repeated with a decrease in the arc current by the same amount. After reducing the current by 30 A, the welding speed was reduced by 0.05 cm / s. As a result, on the longitudinal section of the seam after reducing the penetration by 0.6 mm, it increased by the same amount. As a result, the penetration deviation from the nominal value was 0.1 mm, that is, it differs by only 1.4% from the nominal penetration depth.

Пример 2.Example 2

Проводили определение регулирующего параметра сварки по предлагаемому способу.Conducted the determination of the regulatory parameter of welding on the proposed method.

Для сварки были использованы пластины из алюминиевого сплава АД0 толщиной 8 мм. Рассматривалось регулирование для случая сварки первого слоя двухстороннего сварочного шва. Номинальная глубина провара составила 60% от толщины пластин Н0=4,8 мм. Допустимые отклонения от этой величины были выбраны ±0,8 мм, то есть ±10% от толщины. Это обеспечивает при сохранении номинальных параметров перекрытие двух швов по высоте на 1,6 мм. Для получения номинальной глубины проплавления был подобран режим аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом с присадочной проволокой Св-АД0 диаметром 2 мм дугой переменного тока (эталонный режим): напряжение сварки (дуги) U=14,0 В, ток сварки (дуги) I=340 А, скорость сварки VC=0,4 см/с. Расход аргона 12 л/мин, диаметр вольфрамового электрода 5 мм. Скорость подачи присадочной проволоки VП=30 м/ч = 0,83 см/с. На данном режиме получили ширину шва с лицевой стороны В0=0,884 см = 8,84 мм, глубину проплавления Н0=0,48 см, выпуклость шва g=0,5 мм. После этого рассчитали путем построения изолиний «коэффициент К - коэффициент температуропроводности а» значения этих коэффициентов. К=0,132 (см3°С)/(А⋅с), а=0,85 см2/с. В качестве регулируемого параметра сварки был выбран ток сварки. Начальная температура пластин составляла Т0=20°С.For welding, plates of aluminum alloy AD0 8 mm thick were used. The regulation was considered for the case of welding the first layer of a double-sided weld. The nominal penetration depth was 60% of the plate thickness H 0 = 4.8 mm. Tolerances from this value were chosen ± 0.8 mm, that is ± 10% of the thickness. This ensures, while maintaining the nominal parameters, the overlap of two joints in height by 1.6 mm. To obtain the nominal penetration depth, we selected the argon-arc welding method with a non-consumable tungsten electrode with an Sv-AD0 filler wire with a diameter of 2 mm AC arc (reference mode): welding voltage (arc) U = 14.0 V, welding current (arc) I = 340 A, welding speed V C = 0.4 cm / s. Argon consumption 12 l / min, the diameter of the tungsten electrode 5 mm. The filing wire feed speed is V П = 30 m / h = 0.83 cm / s. In this mode, the width of the seam from the front side, B 0 = 0.884 cm = 8.84 mm, the depth of penetration H 0 = 0.48 cm, the convexity of the seam g = 0.5 mm, was obtained. After that, the values of these coefficients were calculated by constructing isolines "coefficient K - coefficient of thermal diffusivity a". K = 0.132 (cm 3 ° С) / (А⋅с), а = 0.85 cm 2 / s. The welding current was selected as the controlled welding parameter. The initial temperature of the plates was T 0 = 20 ° C.

В процессе сварки уменьшили скорость сварки до 0,29 см/с. Ток сварки не изменился. Коэффициент К также не изменился. Расчетное значение максимальной глубины проплавления увеличилось на ΔН0=+1,2 мм. На продольном шлифе шва получили постепенное уменьшение максимальной глубины проплавления на ΔН0=+1,2 мм. Поэтому с помощью уравнения (2) рассчитали уменьшение тока сварки, которое должно компенсировать уменьшение скорости сварки ΔVС.During the welding process, the welding speed was reduced to 0.29 cm / s. Welding current has not changed. The coefficient K also has not changed. The calculated maximum penetration depth increased by ΔН 0 = + 1.2 mm. On the longitudinal section of the seam, a gradual decrease in the maximum penetration depth of ΔН 0 = + 1.2 mm was obtained. Therefore, using equation (2), a decrease in the welding current was calculated, which should compensate for the decrease in the welding speed ΔV С.

Задаваясь номинальной глубиной проплавления, известными коэффициентами К и а, температурой плавления деталей TL и их начальной температурой Т0, рассчитали с помощью уравнения (2) значение тока сварки, позволяющее оставить глубину проплавления неизменной. Получили I=315А.Given the nominal penetration depth, the known coefficients K and a, the melting temperature of parts T L and their initial temperature T 0 , the welding current was calculated using equation (2), which allows the penetration depth to remain unchanged. Received I = 315A.

После этого был проведен повторный опыт, в результате которого после уменьшения скорости сварки до 0,29 см/с уменьшили и ток сварки до расчетной величины I=315 А. В результате на продольном шлифе шва после увеличения провара на 1,2 мм произошло его уменьшение на величину 1,2 мм. В результате отклонение провара от номинального значения в пределах точности измерений отсутствовало.After this, a repeated experiment was carried out, as a result of which, after reducing the welding speed to 0.29 cm / s, the welding current was reduced to the calculated value I = 315 A. As a result, a decrease in the weld longitudinal section after an increase in penetration of 1.2 mm occurred by the amount of 1.2 mm. As a result, the penetration deviation from the nominal value within the limits of measurement accuracy was absent.

Пример 3.Example 3

Для параметров примера 1 было установлено, что начальная температура деталей повысилась на 30°С. Такая ситуация возможна, например, при сварке второго слоя двухстороннего соединения непосредственно после сварки первого слоя и в ряде других случаев. Для уменьшения потерь рабочего времени, необходимого для доведения деталей до номинальной температуры сварки, корректировали режим сварки по току дуги. Для этого при расчете глубины проплавления Н по формуле (3) величина TL-T0 принималась не 1420°С, как для эталонного режима, а 1390°С. Получили расчетом, что максимальная глубина проплавления в этом случае увеличится на 0,15 мм. После этого с помощью известного значения коэффициента К=5,39⋅10-2 (см3°С)/(А⋅с) и коэффициента температуропроводности а=0,08 см2/с рассчитали по формуле (3) уменьшенное значение тока сварки, обеспечивающее номинальный (эталонный) провар Н0=0,36 см. Получили значение тока сварки на 10 А меньше номинального значения. В связи с тем, что как показывают зависимости на фиг.5 такие малые отклонения эффективной мощности не влияют на значения коэффициента передачи, то корректировки значения коэффициентов температуропроводности и К не требуется. Для учета подогрева деталей целесообразно до сварки уменьшить эталонный ток сварки на источнике питания на 10 А или увеличить эталонную скорость сварки с помощью устройства 29 на фиг. 14. При регулировании по предлагаемому способу в блок памяти 28 на фиг. 14 должно быть введено новое значение начальной температуры деталей и регулирование во время сварки будет выполняться автоматически.For the parameters of example 1, it was found that the initial temperature of parts increased by 30 ° C. Such a situation is possible, for example, when welding the second layer of a two-sided joint immediately after welding the first layer and in a number of other cases. To reduce the loss of working time required to bring parts to the nominal welding temperature, the arc current welding mode was adjusted. To do this, when calculating the penetration depth H by the formula (3), the value of T L -T 0 was not taken as 1420 ° С, as for the reference mode, but 1390 ° С. Received by calculating that the maximum penetration depth in this case will increase by 0.15 mm. After that, using the known value of the coefficient K = 5.39⋅10 -2 (cm 3 ° С) / (А⋅с) and the thermal diffusivity a = 0.08 cm 2 / s, the reduced value of the welding current was calculated by formula (3) providing the nominal (reference) penetration H 0 = 0.36 cm. We obtained the welding current value 10 A less than the nominal value. Due to the fact that, as the dependences in Fig. 5 show, such small deviations of the effective power do not affect the values of the transfer coefficient, then the correction of the value of the thermal diffusivity coefficient and K is not required. To take into account the heating of parts, it is advisable to reduce the reference welding current at the power source by 10 A before welding or to increase the reference welding speed using the device 29 in FIG. 14. When adjusting for the proposed method in the memory block 28 in FIG. 14, a new value of the initial temperature of the parts must be entered and regulation during welding will be performed automatically.

Пример 4.Example 4

Для параметров примера 1 было установлено, что в партии проката для заготовок изделия толщина металла увеличилась до δ=0,64 см. При регулировании по известному способу потребовалось бы определение нового значения номинального провара и трудоемкое определение четырех коэффициентов в формуле (1). При регулировании по предлагаемому способу необходимо ввести в блок памяти новые значения толщины пластин δ=0,64 см и новое значение эталонного провара Н0=0,384 см. Перед сваркой с помощью вычислительного блока 27 на фиг. 14 можно рассчитать скорректированное значение скорости сварки и установить его. Получили расчетом по формуле (3), что номинальная скорость сварки при новой толщине пластин и новой максимальной глубине проплавления должна составить VC=0,205 см/с.В связи с тем, что как показывают зависимости на фиг. 8 такие малые отклонения скорости сварки не влияют на значения коэффициента передачи, то корректировки значения коэффициентов температуропроводности и объемной теплоемкости не требуется. При регулировании по предлагаемому способу в блок памяти 28 на фиг. 14 должно быть введены новые значения толщины и эталонной глубины и предварительная коррекция скорости сварки будет выполнена автоматически, а в процессе сварки будет происходить ее автоматическое регулирование.For the parameters of example 1, it was found that the thickness of the metal increased to δ = 0.64 cm in a batch of rolled products for billets. When adjusting by a known method, a new nominal penetration value and time-consuming determination of four coefficients in the formula (1) would be required. When adjusting for the proposed method, it is necessary to introduce new values of plate thickness δ = 0.64 cm and a new value of reference penetration H 0 = 0.384 cm into the memory block. Before welding using the computing unit 27 in FIG. 14, it is possible to calculate the adjusted welding speed value and set it. It was calculated by the formula (3) that the nominal welding speed at a new plate thickness and a new maximum penetration depth should be V C = 0.205 cm / s. In connection with the dependences in FIG. 8 such small deviations of the welding speed do not affect the values of the transfer coefficient, then the correction of the value of the coefficients of thermal diffusivity and volumetric heat capacity is not required. When adjusting for the proposed method in the memory block 28 in FIG. 14, new values of thickness and reference depth must be entered and the welding speed will be pre-adjusted automatically, and automatic adjustment will occur during the welding process.

Предлагаемый способ регулирования позволяет уменьшить число опытов и трудоемкость определения коэффициентов математической модели при повышении точности регулирования, что позволяет повысить стабильность сварных соединений. Экспериментально необходимо определить до регулирования только глубину провара и ширину шва на номинальном режиме сварки. Способ также позволяет производить измерение двух параметров сварки вместо трех по известному способу. В данном способе можно производить коррекцию номинальной начальной температуры изделия и учитывать изменение толщины деталей без проведения новых экспериментов по определению коэффициентов используемого уравнения. Способ может с одинаковой эффективностью использоваться как при сварке и наплавке без присадочной проволоки, так и с присадочной проволокой.The proposed method of regulation allows to reduce the number of experiments and the complexity of determining the coefficients of the mathematical model while increasing the accuracy of regulation, which allows to increase the stability of welded joints. Experimentally, it is necessary to determine before the regulation only the penetration depth and the width of the seam at the nominal welding mode. The method also allows the measurement of two welding parameters instead of three by a known method. In this method, it is possible to correct the nominal initial temperature of the product and to take into account the change in the thickness of the parts without conducting new experiments to determine the coefficients of the equation used. The method can be used with the same efficiency as in welding and surfacing without filler wire, and with filler wire.

Способ может быть реализован с помощью известных устройств -цифровых амперметров и датчиков тока для измерения тока сварочной дуги, измерителей скорости сварки на основе измерения числа оборотов электродвигателя привода сварочного автомата для перемещения сварочной горелки. Современные средства микропроцессорной техники и программного обеспечения позволяют осуществить с высокой скоростью решение уравнения (2) и вычисление требуемых скорости сварки или тока дуги для регулирования глубины проплавления. Поэтому способ обладает промышленной применимостью.The method can be implemented using known devices - digital ammeters and current sensors for measuring the current of the welding arc, measuring the speed of welding based on measuring the number of revolutions of the electric motor driving the automatic welding machine for moving the welding torch. Modern means of microprocessor technology and software allow solving the equation (2) with high speed and calculating the required welding speed or arc current to control the penetration depth. Therefore, the method has industrial applicability.

Claims (15)

Способ регулирования глубины проплавления при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом стыковых соединений без разделки кромок с присадочной или без присадочной проволоки, включающий поддержание глубины проплавления на заданном постоянном уровне посредством регулирования параметра сварки, выбираемого из тока сварки и скорости сварки, при этом измеряют фактические значения регулируемого параметра в процессе сварки, которые корректируют в соответствии с их рассчитанными по заданной математической зависимости значениями, отличающийся тем, что при номинальных параметрах сварки дополнительно измеряют ширину сварного шва, задают температуру плавления металла и эталонную начальную температуру свариваемых деталей, а в качестве регулируемого параметра используют ток сварки, расчет которого производят по математической зависимостиThe method of regulating the depth of penetration in automatic argon-arc welding with non-consumable electrode butt joints without edge cutting with filler or filler wire, which includes maintaining the depth of penetration at a given constant level by adjusting the welding parameter selected from the welding current and welding speed, while measuring the actual values of the controlled parameter in the process of welding, which is adjusted in accordance with their calculated according to a given mathematical dependence of Achen, characterized in that at the nominal welding parameters further measure the width of the weld, define the metal melting temperature and the initial temperature reference parts being welded, and as a control parameter used welding current whose calculation is based on a mathematical function
Figure 00000014
Figure 00000014
где I - ток сварки, А,where I is the welding current, A, TL - температура плавления металла изделия, °С,T L - the melting point of the metal products, ° C Т0 - эталонная начальная температура пластин изделия, °С,T 0 - the reference initial temperature of the plates of the product, ° C, К - коэффициент пропорциональности, равный К=2qy/[cρ(4π)1,5], (см3°С)/(А⋅с), где qy - отношение эффективной мощности сварочной дуги к току сварки, Вт/А,K is a proportionality coefficient equal to K = 2qy / [cρ (4π) 1.5 ], (cm 3 ° С) / (А⋅с), where q y is the ratio of the effective power of the welding arc to the welding current, W / A, сρ - объемная теплоемкость материала изделия, Дж/(см3°С),сρ is the volumetric heat capacity of the product material, J / (cm 3 ° С), а - коэффициент температуропроводности материала изделия, см2/с,a - coefficient of thermal diffusivity of the material of the product, cm 2 / s, х0 - координата точки с максимальной глубиной проплавления при номинальных параметрах сварки, в направлении, противоположном направлению скорости сварки, см,x 0 is the coordinate of the point with the maximum penetration depth at the nominal welding parameters, in the direction opposite to the direction of the welding speed, cm, VC - скорость сварки, см/с,V C - welding speed, cm / s, t - текущее время с момента начала действия и движения источника, с,t is the current time since the beginning of the action and movement of the source, s, Н0 - номинальная глубина проплавления, см,H 0 - the nominal depth of penetration, cm δ - толщина свариваемых пластин, см,δ is the thickness of the welded plates, cm n - целые числа от -10 до +10,n - integers from -10 to +10, для которой коэффициент температуропроводности а и коэффициент пропорциональности К рассчитывают по значениям ширины и глубины проплавления эталонного шва.for which the coefficient of thermal diffusivity a and the coefficient of proportionality K are calculated from the values of the width and depth of penetration of the reference weld.
RU2018113031A 2018-04-10 2018-04-10 Method for controlling penetration depth during arc automatic welding RU2691824C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113031A RU2691824C1 (en) 2018-04-10 2018-04-10 Method for controlling penetration depth during arc automatic welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113031A RU2691824C1 (en) 2018-04-10 2018-04-10 Method for controlling penetration depth during arc automatic welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691824C1 true RU2691824C1 (en) 2019-06-18

Family

ID=66947604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018113031A RU2691824C1 (en) 2018-04-10 2018-04-10 Method for controlling penetration depth during arc automatic welding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691824C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735847C1 (en) * 2019-07-18 2020-11-09 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр" Method for controlling penetration depth during arc automatic welding
CN113500271A (en) * 2021-05-27 2021-10-15 卡斯马汽车系统(重庆)有限公司 Method for obtaining welding parameters of aluminum alloy MIG welding
CN115922061A (en) * 2022-12-07 2023-04-07 长沙大科激光科技有限公司 Copper-aluminum dissimilar metal lap welding method based on ultrasonic real-time measurement

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2018471A (en) * 1978-03-23 1979-10-17 Boc Ltd Controlling depth of weld penetration
SU1013163A1 (en) * 1982-02-01 1983-04-23 Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана Method of automatic regulating of welding depth in automatic arc welding
SU1320030A1 (en) * 1983-01-10 1987-06-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Current-conducting nozzle
SU1346369A1 (en) * 1985-10-28 1987-10-23 МВТУ им.Н.Э.Баумана Method of automatic control of fusion depth in welding with nonconsumable electrode
JPH0523851A (en) * 1991-07-24 1993-02-02 Nkk Corp Penetration depth control method for all position welding
RU2613255C1 (en) * 2015-10-05 2017-03-15 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр" Automatic control method of penetration depth in automatic arc welding

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2018471A (en) * 1978-03-23 1979-10-17 Boc Ltd Controlling depth of weld penetration
SU1013163A1 (en) * 1982-02-01 1983-04-23 Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана Method of automatic regulating of welding depth in automatic arc welding
SU1320030A1 (en) * 1983-01-10 1987-06-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Current-conducting nozzle
SU1346369A1 (en) * 1985-10-28 1987-10-23 МВТУ им.Н.Э.Баумана Method of automatic control of fusion depth in welding with nonconsumable electrode
JPH0523851A (en) * 1991-07-24 1993-02-02 Nkk Corp Penetration depth control method for all position welding
RU2613255C1 (en) * 2015-10-05 2017-03-15 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр" Automatic control method of penetration depth in automatic arc welding

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735847C1 (en) * 2019-07-18 2020-11-09 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Технический учебный центр "Спектр" Method for controlling penetration depth during arc automatic welding
CN113500271A (en) * 2021-05-27 2021-10-15 卡斯马汽车系统(重庆)有限公司 Method for obtaining welding parameters of aluminum alloy MIG welding
CN115922061A (en) * 2022-12-07 2023-04-07 长沙大科激光科技有限公司 Copper-aluminum dissimilar metal lap welding method based on ultrasonic real-time measurement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2691824C1 (en) Method for controlling penetration depth during arc automatic welding
CN102078990B (en) Wire-cut electric discharge machine and electric discharge machining method
CN105636734A (en) Extraction of arc length from voltage and current feedback
CN112719524A (en) Method, system, terminal and storage medium for automatically adjusting parameters of welding machine
RU2735847C1 (en) Method for controlling penetration depth during arc automatic welding
CN104849144B (en) Method for detecting strain strengthening non-homogeneous deformation of stainless steel welded joint
JP3221296B2 (en) Control device and control method for resistance welding
Kunieda et al. Reverse simulation of sinking EDM applicable to large curvatures
RU2613255C1 (en) Automatic control method of penetration depth in automatic arc welding
RU2707287C2 (en) Method of controlling penetration depth during automatic arc welding
CN105537820A (en) Welding system and welding method
RU2704676C1 (en) Method for determination of basic metal penetration area during arc welding
RU2709177C1 (en) Method of determining shape of weld seam surface standard
KR100650611B1 (en) apparatus and method for weld-time control
Arya et al. Application of signal to noise ratio methodology for optimization of MIG welding process parameters
Sharakhovsky et al. Model of workpiece erosion for electrical discharge machining process
RU2676935C1 (en) Method of regulating depth of melting in automatic welding
RU2791542C2 (en) Method for determining the area of penetration of base metal during arc welding
JPH09196881A (en) Computing method for interface voltage of resistance welding and its interface resistance, and monitoring method for welding quality
Clark Manual metal arc weld modelling: Part 1 Effect of process parameters on dimensions of weld bead and heat-affected zone
RU2650461C1 (en) Method of regulation the maximum width of the welding pool while automatic welding
Baheti Vision processing and control of robotic arc welding system
Hotoiu et al. A novel pulse shortcut strategy for simulating nano-second pulse electrochemical micro-machining
US20170027050A1 (en) System and method for automated welding
JP2016150349A (en) Welding system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200411