Моніторинг процесу контактного стикового зварювання оплавленням
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Моніторинг процесу контактного стикового зварювання оплавленням
|
|
| Creator |
Чвертко, Євгенія Петрівна
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – Зварювання та споріднені процеси і технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», МОНМС України, Київ – 2011 р. У дисертаційній роботі розглянуто питання моніторингу технологічного процесу з метою оцінки якості за електричними параметрами процесу контактного стикового зварювання безперервним оплавленням в режимі реального часу. Результатом моніторингу є непряма оцінка наявності відхилень показників якості зварних з’єднань, а саме: відсутності недопустимих дефектів, рівномірності розподілу мікротвердості та структурної однорідності зварних з’єднань. Визначено параметри процесу контактного стикового зварювання безперервним оплавленням, що є інформативними для оцінки якості зварного з’єднання. Визначено критерії оцінювання якості. Розроблено модель контактного стикового зварювання безперервним оплавленням з урахуванням електротехнічних характеристик зварювального обладнання та деталей. Визначено методи автоматичного моніторингу технологічного процесу зварювання у режимі реального часу та обробки інформації про хід процесу нагрівання деталей для його забезпечення. Розроблено технологію автоматизованої оцінки якості зварних з’єднань та прогнозування наявності у них дефектів у режимі реального часу. Для оцінки застосовано систему штучного інтелекту. Дисертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06 – Сварка и родственные процессы и технологии. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», МОНМС Украины, Киев – 2011 г. В диссертационной работе рассмотрены вопросы мониторинга технологического процесса с целью оценки качества по электрическим параметрам процесса контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением в режиме реального времени. Результат мониторинга – косвенная оценка наличия отклонений показателей качества сварных соединений, а именно: отсутствия недопустимых дефектов, распределения микротвердости и структурной однородности сварных соединений. В результате проведения работы решена актуальная задача повышения точности контроля качества сварных изделий при контактной стыковой сварке оплавлением без расширения выборок для разрушающего контроля. Установлено, что мониторинг процесса сварки в случае применения машин с жестким программированием по перемещению возможно выполнять с применением однофакторной измерительной системы. Для такой системы определен параметр процесса контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением, который является информативным для оценки качества сварного соединения и простым в измерении – напряжение во вторичном контуре машины. Предложена аналитическая методика расчета границ устойчивости режима сварки с учетом электротехнических характеристик оборудования и наличия в нем регуляторов процесса оплавления. Она была применена для определения параметров режима сварки экспериментальных групп образцов. Методика также дает возможность пересчета параметров режима при изменении характеристик оборудования для сохранения устойчивости процесса. Разработана процедура предварительной обработки результатов измерений с целью сокращения массивов данных и упрощения автоматизированной их обработки. Определены качественные критерии мониторинга технологического процесса. Установлено, что длительные этапы снижения интенсивности оплавления могут быть определены распознаванием образа, а для остальных отклонений необходимо применять процедуру кластеризации с помощью искусственных нейронных сетей. Разработана технология автоматизированной оценки качества сварных соединений и прогнозирования наличия в них дефектов в режиме реального времени. Технология состоит из следующих этапов: – регистрация напряжения во вторичном контуре машины; – предварительная обработка данных; – отбраковка стыков по наличию длительных этапов снижения интенсивности оплавления; – оценка с помощью искусственных нейронных сетей и определение возможных дефектов и характеристик качества стыка. Адекватность методики подтверждена результатами механических испытаний экспериментальных групп образцов (испытания на разрыв, измерения микротвердости в зоне сварки, микроструктурный анализ). Установлено, что погрешность системы составляет не боле 13 % в зависимости от выбранной архитектуры нейронной сети. Разработана компьютерная модель процеса контактной стыковой сварки непрерывным оплавлением. Модель учитывает электротехнические характеристики сварочного оборудования и деталей. С целью моделирования сварочного процесса проведен ряд экспериментов и определены параметры закона распределения случайных величин – времени импульсов и пауз напряжения на деталях. Адектваность модели проверена при помощи нейронных сетей, обученных на данных реальных процессов сварки. Модели были использованы для обучения аналогичных нейронных сетей и повторной проверки экспериментальных данных. Погрешность таких сетей составляет не более 16 %. Показано, что модель может быть использована для уменьшения количества сварок, необходимых для обучения систем искусственного интеллекта. Показано, что разработанная метдика может быть использована для аттестации технологии совместно с методами разрушающего контроля, а также в машинах с обратными связями и регуляторами процесса оплавления для оценки хода процесса сварки. Проанализированы основные причины образования дефектов в сварных соединениях и возможность их идентификации с помощью разработанной системы. Составлен атлас- классификатор типовых дефектов. Thesis for candidate of technical sciences degree in speciality 05.03.06 – Welding and related processes and technologies. – National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, – 2011. The thesis reveals problems of monitoring of the technological process. The purpose of the monitoring is to evaluate quality characteristics of the welded joints in real-time mode by the electrical parameters of the welding process. As a result of the monitoring indirect characteristic of variations of quality parameters (formation of dangerous defects, uniformity of microhardness distribution, structural uniformity of welded joints) is obtained. Parameters of flash-butt welding process which can be used to evaluate quality of the welded joints were determined. Criteria of quality evaluation were developed. Computer model of flash-butt welding process was developed. The model includes electrical characteristics of the welding equipment and physical characteristics of the workpieces to be welded. Methods of automated monitoring of the technological process in real-time mode were developed as well as methods of data processing during the process analysis. Technology of automated evaluation of the quality of welded joints and prediction of defects’ appearance in them was developed. The evaluation procedure is being carried out with artificial neural networks. |
|
| Date |
2011-12-27T15:09:37Z
2011-12-27T15:09:37Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/1316
|
|
| Language |
uk
|
|