Сварка в машиностроении.Том 4 (1041441), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Поэтому численны. значения коэффициентов передачи и постоянных времени необходимо определять в условиях, йалностью идентичных реальному производственнОму процессу, Коэффициенты передачи определяют по статическим характеристикам звеньев, постоянные времеви — по специальным методикам. Статические характеристики звеньев системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш в большинстве случаев практически нелннейны. Поэтому коэффициент передачи звена находят, взяв производную от статической характеристики в точке„ соответствующей номинальным значениям входного и выходного параметров звена.
Статические характеристики получают на основе эксперимента. Методики проведения экспериментов и расчета коэффициентов передачи звеньев 1, 11, П1, 1Ч, Ч11, ХП1 и Х1Ч (см. табл. 1) описаны в литературе [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8). Коэффициенты /ггн, нгт, )ггсс, ахи, )гхт и )г,сс (звенья Ч, Ч1, Ч!11, ХЧ, ХЧ1, ХЧ11; табл. 1) определяют по статическим характеристикам, снятым в окрестности номинала каждого из входных сигналов этих звеньев: напряжения С)ди дуги; тока lдн дуги или скорости [гссн сварки. Статическую характеристику звена строят по точкам при дискретном изменении варьируемого параметра) С/д, /д илн Чсс, При этом два другие парамегра в процессе эксперимента должны сохранять номинальные значения.
мех 1д„+ 03!р„1 р, А -агапках о„ажЪ,о,,д Рпс. 5. Зависимость Нп (1д) для определения коэффициента передачи АНп йг — — — мм'А т ххг г д Рис. 4. Зависимость Нп (С)д) для определения коэффициента передачи — АНп )ггн = ", мы/В ~С)д Диапазон изменения входного сигнала звена выбирают в пределах: С)дн + ' 0,25()дн, 1дн ~ 0,3!дн и Чссн ~ О,ЗУссн. Весь диапазон делят на четыре равн. ~х отрезка и в условиях, полностью идентичных условиям производства реального изделия, производят сварку.
Напряжение и ток дуги регистрируют астатическими приборами класса 0,5; скорость сварки — по секундомеру. Из сваренных швов вырезают темплеты и изготовляют поперечные шлифы. Шлнфы измеряют с помощью бинокулярного микроскопа. По результатам эксперимента строят статические характеристики Нп (Уд), Нп (7д) н Нп (Усе), а по ним рассчитывают коэффициенты ,передачи )гг„)ггт и й„„(рис. 4 — 6). Аналогично находят коэффициенты )гхн, )гхт и йхсс, с)пс если хгп — геометрический параметр шва, например ширина шва (см.
рис. 4). Если ~гсс хгп — содержание легирующего элемента в шве или наплавленном слое, то статические характеристики Хпг (()д), Хш (Уд) и Хш ([гсс) -((т~„„у„„~)1ти„„ум,пнгп строят по данным химанализа. Коэффициенты передачи звеньев )гси ггсн и вот (звенья Рнс. 6. Зависимость Нп (Уссн) для Х, Х! и Х11; табл 1) отображают свойство определения коэффициента песаморегулирования дуги при сварке плавя- ), — АНп щимся электродом. Их определяют по стати- "' АЧсс ческнм характеристикам, представляющим собою зависимость скорости плавления электродной проволоки от длины вылета Уэ (Ен), напряжения дуги и', (С)д) илп тока дуги у'э (!и).
Эксперимент строится так же, как в предыдущем случае. Так как в установившемся режиме скорость плавления равна скорости подачи электродной проволоки, то измеряют скорость подачи, варьируя длину вылета, напрязкение илн так дуги. При этом два других параметра оставляют неизменными, По статическим характеристикам определяют )гон, )гоп и )гст. При расчете ошибок Регулирования МРДП, АРДС или АРНД кагкдый из коэффициентов передачи берут со своим знаком.
Методики определения отклонений параметров сварного шва Статические свойства системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш Рис. 7. Зависимость ширины шва В,„от тока дуги !д ОЦЕНКА СТАТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ И вЂ” А — Д вЂ” Ш. КОЭФФИЦИЕНТЫ КАЧЕСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВАРНОГО ШВА Задача получения сварного соединения определенного качества в производственных условиях предполагает разработку технологического процесса и выбор оборудования для сварки конкретного изделия. Основной, характерной особенностью дуговых автоматов, точнее системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш, является наличие естественных обратных связей.
В автоматах типа МРДП и АРДСестественная обратная связь является главной обратной связью (см. рис. 1,2) и, следовательно, полностью определяет качество регулирования. В АРНД она представляет собою местную обрати ую связь (см. рис, 3). Эффективность действия естественных обратных связей зависит от передаточных коэффициентов звеньев всех реальных органов системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш и, в частности, от коэффициентов передачи технологических звеньев, отображающим Постоянные времени Т„„Т1 и Т, (табл. 1, звено П1), Ту (звено Х1П) и Тем (звено Х1Ч) определяют по общепринятым методикам, известным из теории электрических машин и теории автоматического регулирования.
Параметры Т„ (звенья Ч, Ч1 и Ч1П), Т, (звенья Х1, ХП) и Т» (звенья ХЧ, ХЧ1 и ХЧП) определяют по специальным методикам !2, 5] При аргонодуговой сварке неплавящимся электродом постоянную времени Т, приближенно можно определить по отклонению ширины шва. Для этого в процессе сварки на номинальном режиме дают скачок по току Ид дуги.
Величина скачка должна быть не менее 0,57дн. Для получения скачка по току в сварочную цепь параллельно дуге включают балластное сопротивление (5). Сфотографировав шов, измеряют отклонение ширины ЛВш шва, отсчитывают 0,63 ЛВщ и, зная скорость 1,4 У сварки, находят Т„(рис. 7). Так как все 7»» » ы размеры зоны проплавления изменяютсц практически одновременно, то постоянную Т„времени проплавления изделия по глубине провара можно принять равной Т„. Если»ш не геометрический параметр шва, о а, например, содержание легирующего элемента в шве, то Т, можно определить аналогично, построив кривую переходной харак- В,„, мм — теристикн кщ (7) по данным спектрального ЦбЗВВш О~ анализа.
При расчете статических и установившихся динамических ошибок системы И вЂ” А— Д вЂ” Ш целесообразно заведомо упростить расчетные формулы, Зто достигается, если в определенных случаях можно пренебречь значениями некоторых коэффициентов передачи и постоянных времени по сравнению с другими. На практике, в большинстве случаев, сварку в аргоне и под флюсом производят на таких режимах, которым соответствует горизонтальный участок вольтамперной характернс|нки дуги (см. табл.
1, звено П). При этом в передаточных функциях и выражениях для статических ошибок МРДП, АРДС или АРНД можно положить йд, — — О. При расчете статических и динамических ошибок АРДС во всех случаях, кроме линейного возмущения по длине дуги (см. табл. 2), можно положить Фсэ = О. Кроме этого, почти всегда можно считать Тд = 0 и Т, = О, Погрешность при расчете по упрощенным формулам, как правило, не превышает ~0,2 величины установившейся ошибки при действии на систему одного возмущения н =0,35 при совместном действии нескольких возмущений.
зависимость скорости плавления электродной проволоки и геометрических размеров шва от параметров режима сварки (см. табл. 1). В связи с этим, даже при использовании одного и того же автомата, качество регулирования параметров сварного шва, определяющих несущую способность и качество сварного соединения, при сварке или наплавке различных по составу металлов и сплавов может оказаться существенно различным.
Таким образом, для того чтобы в реальных условиях обеспечить заданное качество сварных соединений, необходимо не только разработать технологический процесс, выбрать номинальный режим сварки и оборудование, но и оценить качество регулирования системы И вЂ” А— Д вЂ” Ш при воздействии возмущений, характерных для данного конкретного случая. Зту задачу можно решить, применив определенные критерии качества регулирования. В основу выбора критерия оценки свойств системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш должна быть положена практическая целесообразность и научная объективность показателя качества регулирования.
Критерий качества регулирования должен давать сварщикам непосредственное представление о том, с какой точностью система регулирования способна поддерживать регламентируемые параметры шва при воздействии возмущений. Зто обусловлено тем, что в технической документации на сварные конструкции регламентируются непосредственно отклонения параметров сварного шва.
Опенку свойств системы И вЂ”.А — Д вЂ” Ш по значениям ошибок по току и напряжению дуги нельзя признать сосгоятельной потому, что значения этих ошибок не дают сварщикам объективного представления о качестве регулирования по шву. Зто объясняется, во-первых, различной проплавляющей способностью дуги при сварке различных металлов и сплавов, а, во-вторых, тем, что при воздействии одних возмущений ошибки по току и напряжению дуги складываются, других— вычитаются, в связи с чем при одних и тех же абсолютных значениях этих ошибок отклонения параметров шва будут существенно различны.
Критерий качества регулирования должен отображать не только количественную связь между возмущением и отклонением изучаемого параметра шва, а и влияние каждого из реальных органов замкнутой системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш на величину ошибки. Только при этом можно составить конкретное представление о путях и методах улучшения качества регулирования. В реальных условиях система И вЂ” А — Д вЂ” Ш подвержена воздействию различных по величине возмущений. При этом возникают и различные ошибки регу. лирования. Абсолютное значение ошибок регулирования по шву не дает объек. тивного представления о свойствах системы, Для того чтобы получить объективный критерий, целесообразно сопоставлять относительные величины возмуще.
нии и ошибок. При заданном характере входного воздействия (возмущения) ошибки по шву будут определяться свойствами системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш, В теории автоматического регулирования свойства различных систем характеризуют значениями установившихся ошибок (статических и динамических), а также параметрами переходной характеристики (перерегулированием, длительностью переходного процесса, колебательностью) . При оценке свойств дуговых автоматов за основу (в первом приближении) можно принять статические ошибки системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш.
Зто определяется тем, что в соответствии с ГОСТ 87!3 — 70 и производственными нормалями регламентируемые отклонения параметров шва правомерны, как правило, на всей длине шва и, следовательно, при скачкообразных возмущениях, по смыслу представляют собою допустимые статические ошибки системы. Критерии, полученные на базе статических ошибок системы, не могут претендовать на исчерпывающее отображение свойств динамической системы (впро. чем так же, как любые другие критерии, применяемые в теории регулирования), ио в то же время они характеризуют статические свойства И вЂ” А — Д вЂ” Ш. Такие критерии называют коэффициентами качества регулирования системы И вЂ” А— Д вЂ” Ш.
Мепгодики определения отклонений параметров сварного игва Коэффициенты качества ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ И РАЗМЕРНОСТЬ коэФФициеитов клчествА Определение. Коэффициент качества регулирования системы И вЂ” А — Д вЂ” Ш есть отношение отклонения параметра сварного шва к вызвавшему его возмущению, составленное в относительных единицах. Согласно этому определению коэффи- циент качества для любого параметра сварного шва и любого из возмущений Лу/У хгв = =г г/Е где Ау — статическая ошибка любого параметра шва н абсолютных единицах; У вЂ” значение изучаемого параметра шва в номинальном режиме; г — величина возмущения (скачок) в абсолютных единицах; У вЂ” номинальное значение возмущающего параметра. Например, коэффициент качества регулирования глубины провара при возмущении по напряжению сети Айп!Нпн хгс г ис/(/гс где апп — статическая ошибка по глубине провара при возмущении по напрякению сети и, на вторичной стороне сварочного трансформатора (выпрямителя), мм; Нпн — глубина провара в номинальном режиме, мм; (/гс — напряжение холостого хода сварочного трансформатора (выпрямителя), В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
