автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Обеспечение качества сварочных материалов рутилового типа на основе аналитического контроля производства

РГ6 од

,„,„ АКАДЕМШ НАУК УКРА1НИ

4 г, "(АН /пг>0

I МНСТИТУ.ЙВЛЕКТРОЗВАРЮВЛННЯ 1м. €. О. ПАТОНА

На правах рукопису

ПЕРЕХРЕСТОВА Валентина 1вашвна

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТ1 ЗВАРЮВАЛЬНИХ МАТЕР1АЛ1В РУТИЛОВОГО ТИПУ НА ОСНОВ1 АНАЛ1ТИЧНОГО КОНТРОЛЮ ВИРОБНИЦТВА

05.03.06-

технолог!я I машини зварювального виробництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацП на здобуття наукового ступеня кандидата техн!чних наук

КиТв 1993

робота вшсонана на дншропстровському державному ыетизно-вироб-ничоыу об'еднаши.

Науков! керамики:

асадем1к АН Укра1ни

ПОХОДИЛ 1.К.;

.доктор техн!чних наук Карманов ВЛ.

ОфИЦШи ОПОНеНТИ:

доктор техн1чних наук Шепаков В.!.!.:; кандидат хиачних наук Шевченко л.с. ■

Проь'1дне п1дприоыство; Одеське сталепротткы

об'аднання«

-Надсилашо Вам для ознакомления .автореферат «исертаци тренера Лерахрестово! В.1.

Просимо Вас 1 са1вроб1тш;с1Б вашо1 оргашзацп, защказлених темою дисертацп, езяти участь в засланы! спеЩал1зовано1 вче-но1 ради або над!слати сво! в1дзиви (I -екз., .засвурюЕий аечат-кою) за адресою: 252650, ки1в-5, нсп. вуз. Бозгешса, II, вченоиу секретарю спеШал1зовано1 вчеко! ради.

Захист в1дбудеться 1993 р. о.годин! на -Зас1данн1 •

спец!ал1зовано1 вчеко! ради Е OI6.OB.OI при 1нститута -електро-зварювання щ. е.о.Патана АН й-сранж.

3 дисертащсй ыожла ознайоштися з науково-техщчнхзй бХблЮтеШ Хнституту ележтрозваршаша.

Автореферат -розюханай

зчении секрета? спе1Цал1зовано1 вчено! ради

кандидат техн1чних наук Нестеренков В.М.

:*'1Г'й.лыы. характеристика робот;1.

летуплии сть_тсми. йрсстакм нимогч до експлуатацшю! 1.ад!й-нос.Т! инаринх кснотоупи И пимагоють гидгищоння якост1 зварювальних катер]алт Миссии.» характер 1 И'тонсчф'каШя пиробництва п1дркщують {"дотр:исть осот в технологи, шдхилень \ порушень в робот! облад-напня при виг'оточлсин! згаргвгльних литер!г>.И о. Контроль технолопч-ного лроцссу л оорти^Лкшця продукт! виконуатъея, и основном'/, з допомогою метод ¡н вкзчзлемня мелашчних характеристик зварних з'ед-какь. Ц; нр дозчоуяц стсчааю 1 в 1готр1бних об'емах контролювати готова иролук'Пй, п гич 0! чизв ппхивати на технолог!чний процес. Для пчрниеинг цнх газдлнь перепоктшнпм молена вважати рентгеноспектраль-чп'Л метод -зяалл:у. Ви,1 дозволяв своечасьо отримати !нформац!ю про х1м!чний .ск;;ад сяросини, атхти електродпого покркття, порошкового дроту, {.хос^с, газначи™:! 1>1д1!ов!дк!сть готово! шихти рецептурному складу. Гшкориого.чуючм математичн! модем, яа основ! ц!е! 1нформац!1 молена оперативно прогнозу зати характеристики готово! продукт 1, зтлпити обсяг .'гонтрольованог парт11 матер! ал! в та зробити контроль б!л.ш прсдставиицьким.

створйння гистеми на рснов1 оперативного анал!тичного контролю якост* зларювальних матер1ал1В, безумозно, с актуалъним зазданням.

■ Гозроег.ти мгч^.атичн! (/одел!, як! дозволять розра-

ховугати на ЕСМ х!ы!чгай склад та мехашчп! властивоет! чаплавлечого металу, гтворити на щя осноз! систему контролю виробництва елект-род!в ! порошкового дроту рутилового типу, як найб!льш масових зва-рювалъних ыатер!алв.

Для вир!шеннл цього завдання було потр!бно:

1. Встановита Фактори, як! визначально чпливають на як1сть виготоплення зварювальних матср!эл!п.

2. Створити мате:латичн! модел! для розрахунку на вон х1тчного складу 1 ыехашчних властивоетей наплавленого металу за результатами контролю готово! шихти та ву!дного контролю використаних сировинних матер!ал!в.

3. Опрацювати методичи! питания • та програмке забезпечення систеии контролю виготовлення зварювальних ттео1ал1в на основ1 реитгенострук'п'рного флуоресцентного анал!зу (РСФА) та статистичиих ыетод!в.

Наумова новизна, опрацьозано новий 1Пдх1д до контроля та кер^— вання як1стю виготовлення зварювальних матер1ал1в на основ! оперативно! аналогично! ШформацП про склад шихти готового згш!су, роз-рахунку пркймально-здасальних характеристик готово! продуши (Х1н1чного складу та мехатчни:: властивостей лаплавлемого металу/ за доп.оиогою запропонованих математичш/х моделей 1 використання статпс-тичних метод!в керування. Обгрунтовано використання вм!сту марганцю 1 кремнио в наплавленому метал1 як контрольованих параметра в.

Доведено, що для налагодженого технологичного процесу розпод1л ' цих параметр!в в!дпов1дае нормальному закону. Показано, що основна причина нев!дпов1дност1 х!м!чного складу 1 мехашчнкх властнвостей наплавленого металу (НЮ вимогэм НТД криеться в порушеннх режим1в дозування та зшшуоання шихт.

створено матеиатичш модел!, як! дозволяють за результатами контролю шихти (з коефИЦентом кореляцИ Я=0,89.. .0,95 та мтшль-ною залишковою дисперс1ею) розраховувати хийчпЛй склад та мвхамчн! властивост1 ш для електрод1в АНО-4 при обмскеннях: 1!л=о,34... 1,30%; 31=0,Об...О,20 %; 3=0,016...0,055 1; Р=0,019...0,090 %; 5Р=470.. .550 Ша; Ь =16...30%; ам =100.. .211 Дж/см2; та иеталу, наплавленого порошковим дротом ПП-АНЗ: МП=0,7...1,6 %; 31=0,20... 0,30%; Ь=0,015...0,025 %; Р=0,026...0,038 %; С=0,06...0,II %; бв=560... 64о ша; ¿Г =20... 29 %; ам =70.. .156 дж/скГ . використання запропонованих математичних моделей дозволяе розраховувати. нормова-Н1 механ1чн! властивост1 НМ для склад!в шихти, де к!льк1сть складо-вих В1др1зняеться в1д рецептурних в 1,5...2,5 рази. достов!рн1сть одержаних результат!в п1дтверджено пср!вняльними випробуваннями за ГОСТ 9667-80.

На захист винесено. Результати розробки 1 впроваджепня системи забезпечення якост! зварювальних матзр!ал1в,'засновано! на аналггич-ному контрол! 1х виробництва 1 статистичних методах керування, мате-матичн! модел1, призначен1 для розрахунку на ЕОМ х1м1чного складу готових заы1с1в шихти рутилозих електрод!в АНО-4 та порошкового дроту ПП-АН-8 та для прогнозування хшшного складу 1 механ1чних властивостей нм.

Практичне значения роботи. Система оперативного контролю технолога чного процесу виготовлення зварювальних матер 1 ал 1 в 1 ФункЩо-нування технолопчного обладнання впроваджена на ДнШропетровськочу метизному ВО, де щороку випускаеться до 40 тис. т зварювальних

• ;;К"}(Шдт дан! для осеоскня ЩС1 системи такон передано пдоемсому сталепрокатному по. використання скстеми дозволило п!дви-:';ити '¡¡.-¡ст;> нварювальних натер 1ги1п г ефсктивШсть виробництва за ! -¡лхунок снижения трудозатрат на вяготовлешш 1 випробування некон-;:и.ц1"лто1 продукц« та д1квздац1к> пеоборотних втрат сиропини та г-локтроенергП.

."агальний окопом!чний ефекгт на Д?.ШО складае 5,0 млн. крб./р1к, особиста частка автора в кого досягненн! - 50 в!дсотк1в.

ойсяг 1 структура дисертац1йно! роботи. Робота складаеться 1з пступу, чотирьох розд1Л1В, загалыш вксковк1в, списку внкористано! л1тер£тури (1X8 найченувань) та додатк!в. дисертащя штеладена па стортках машинопису, таблиць та ^Грисунк1з.

Вступ. Обгрунтована актуальн1еть проблеми та сформульован! зав-дання роботи.

Псргчий розд1л. Анализ л!тературних дашх про особливост? вироб-иицтва ззарювальних матер!ал1в, способах контролю та приймання готово! продукц!!.

Другий pos.nlл. Розглянуто питания контролю та керування як 1 сто виготовяошш зварювальнмх матер1ал!в на п1дстав! аналХтичних метод1в.

Трет'й розни. Розглянуто питания анал!тичного контролю при ви-робпицты електрод1в АНО-4. 0триман1 р1вняння для розрахугаав на ЕОМ за результатами рс®а хШ1ччого складу та механ1чних властивостей нм для влектрод!в ано-4. Наведено результата використання напрацьовано! системи анал!тичного контролю у виробництв! електрод1в ано-4 на дао.

В четвертому роздШ розглянуто методичн1 особливост1 анал!тич-ного контролю пмхти порошкового дроту ПП-АН8. Биведено р1вняння для розрахункю за даними РСОА шихти х!м1чного складу 1 мехаШчних властивостей металу, наплавленого порошков™ дротом ПП-АН8.

Апробашя роботи. Найваяливип! матер юли по зм1сту дисертаци допов1дались на всесоюзна нарад! по рентгеноспзктральному аналзу (1ркутськ, 1989 ), Всесоюзна конференци по зварювальних матер1алах (Краснодар, 1990), Укратськ1й науково-техн!чн1й конФеренцП "СучасШ методи спектрального анал!зу а чорн!й металургИ" (Дн!пропетровськ, 1990, 1993), на ееШнарах "Нов! матер1али для електродугового зварю-вання" (Ки!в, 1980, 1989 1 1991), "Досв!д 1 проблеми використання обчислювально1 техшки в спектральному анал1з1я ГДн1пропетровськ, Ю92). на технолопчному еешнар! ГЕЗ 1м. е.0.Патока.

л

Р.усл1кац1!. оснбвиий. ам1ст роботи викладено в 9 публпсацых.

Основпиа змют робота Сучасний обсяг зварювальпих poeiT п основному вшгонуоться електродуговим зварюва{:ням плавким елсстродом. сп1ьроб1тника!Ж П'.ституту електрозваоюваннл п:. е.о.латона о.м.Шленаковим, т.Р.явдо-щиним, А.Ю.Марченком, В.Ф.Альтером i iH. П1Д кер^вництвом академхка АН Украпш I.к.Походи! створена гама рхзиомаштних марок електрод1е та зварювалъного порошкового дроту cepift АНС 1 ПП-АИ для зьарювання малозуглецелих та иязьколс^оваину сталей ! опрацьована технологчя IX иасового виробництва.

в псршоыу розд! л j розглянут! характеристики'електродгв та порошкового дроту ругилового типу i технолог!чш' особливосп 1х виробництва. проанал1зопан1 мохливост!, пиявлен! недол!ки i обхгеження на-явних схем контролю та спссо&чв лриймання готово! продукцП. На гидсташ ,л1тературних даних розглянуП особтюст! рентгеносаект-рального флуоресцентного методу анализу багатокомпонштниу гетеро-геших матер! ал i и, математико-статистичних мотод!в та можливост! IX Еикорисгання для виробництва зиарювальних ыатер1ал1в (ЗМ). Сформу-лъован1 завдання i ochoehî напрямки досЛджепь.

В другому роздал! розглянут! наступи! питания. 2.1. Лосл1джен1!я ôaicropiB, визначалъних для яког-Ti виробництва електроддв 1 порошкового дроту. механ1чн1 характеристики, ыеталу. наплавленого елсктродаыи та порошковой дротом, залежать, перш за все, в!д IX эцшчного складу, якии багато в чому визначасться складом шихти зм, стержню, стр1чки-оболонки. значно впливати на нього ыожуть технолог!чн! умови виготовлення ЗМ та режими зварювання при випробуваннях. для електрод1в рутилового типу розглянуто пплиз то ищи! m, сксцзнтричнест! покриття та к1льк!сть (доза) р!дкого скла в мас1 обмазки на хШчний скла« FM. Bel параметри вар повали в ыежах традицшмк допуск1в, регламонтоваких нормативно» документацию. Результат хш!чного аналхзу нм довели, що вплив них факторт на вы!ст марганцю та кремн1ю малозначний i зэичайно знаходитк-я в межах допуску на вмют цих влемен'Пв. вм*ст марганцю та кремнiю визначаеться. головним чином, складом пшхта, тобто залежить в1д роботи дозупалышх лццй. X1mjчний склад металу, наплавленого електродами, Еиготонлени-кй з шихта pi зних зам! ci в, але г>1 днесоних до удиtel пар'Ш, може бути MЗПИМ (ТРбЛ. I).

Таблиця I. Х1м1чиии охлад мсталу, иаплавленого електродами АНО-4

1з р1зних замЮ1п одше! партн

МО 1 ЕШст елемент1В, В1дсотки

"■ам1су

1 —

; Вуглець марганець КремШй Фосфор С1рка

1-Г 0,068 0, ,48* 0,1 0,037 0,022

1-4 0,09 0, ,58 0,08 0,036 0,023

1-5 0,055 0, ,48* 0,064 0,030 0,023

1-6 0,03 о, ,50 С,12 0,035 0,034

1-7 0,07 0, ,68 0,08 0,033 0,022

1-8 0,06 0, ,45* 0,078 0,03 0,03

середне'

значения 0,072 о, 53 0,087 0,032 0,026

* - значения за межами вкиог ТУ,

2.2. система аналП'ичногс контролю шихти. Анал1тичний контроль у вяробництв! зм повинен: •

- забезпечити поетХйний пот1к 1нформаци про склад використову-ваних сировинниХ' к:атер1ал!В;

- оперативно виконувати анал!з сгатистично-представницько! ви-б1р-:и зразк!в контрольовано! сухо! шихти(

- стивставляти п фактичшш склад з рециптуриим;

- видавати рекомеидацн по коригуванню шихти в випадках в1дхи-лень И складу в!д паолортних даних, при збоях в робот1 л1н1й дозування чи зм1н! Х1м1чного складу компонента шихти.

В умовах часового виробництва зм ефективним може бути контроль на основ! рентгеноспектралыюго флуоресцентного анал!зу (РСФА) в по-еднанн! 31 статистичнкш методами. РСФА можна з усп1хом вигсористову-вати для контролю Х1М1много складу сировини, роботи дозувалыгах грйстрош, а Пего результата - для прогнозування х1м1чного складу 1 пластивостеп неталу шва. використан! в робот! техн1чн! засоби гналГгично! систеш асладались з багатоканалыюго рентген! вського спектрометра (СРМ-20М) з ПЕОМ, рентгеноспектрального анализатора РАРС-З та засоб1в приготування проб (мехашчна ступка СМБП, тбро-млинок 75-ДР, пристр!й для прссування з'разкш.

. , . . У П1ДП0В1ДИ0СТ1 3 Ц16Ю

схемою п!сля завершения onepauii дозуваннл та змхшування з р!зних м1сць змИпувача в1дбирають проби сухо! шихти, теля чого для кожно1 проби послхдовно визначаеться склад контрольованих елеменпв. Для шихти електрод!в АНО-4 це Мл, Т1 , к, Si, Al, Мд, а для шихти ПП-АН-8 - Fe, МП, TI, Si.

Через наявшсть похибок в робот! дозувально! лШИ, можливих порушень зм!шування компонента, а також наявност! певно! помилки РСША вих1дних сировинних матер1ал!в та шихти абсолютно! в!дпов1д-ноет! результата анал!тичного контролю шихти з И рецептурниы складом досягти немокливо.

сгивставляючи х!М1ЧНИй склад шихт та им, одержали регрес!йн! Piвняння, як! зв'язують >: 1ы!чниИ склад НМ з елеыентним складом шихти. Ц1 р1вняння дозволяють розрахувати оч!куваний склад нм та оц1ни-ти його в!дпов1дн1сть вимогам ТУ або стандарту. Прогноз х1м!чного складу НМ виконуеться за р!внякням виду,-

Xi * Zaj, а>

де,у- масов! частки в метал! легуючих 1 докипкових елемент!в Mn, SI 1 т.д.; а - часов! частки елемент1в в шихт1 за даними РОМ;

йс • <Xj ~ коефЩ1енти р!внянь perpecil. Для конкретно! шихти ко-е$1ц1енти визначали в наведеШй пижче посл1довност!. виходячи 1з складу матер!ал1в i виробничого досв1ду, задавали меж! в1дхилень вм1сту компонент!в шихти в!д рецептурного, в цих межах методом пла-нування експерименту розраховували Склад i виготовляли досл1дн1 ЗМ {електроди,- порошковий дрпо, Шсля зварювання якими визкачали х1м1чний склад НМ, 1 на ЕСШ (методом наймешшх квадрат1в) вирахову-вали коефЩ1енти а„, aj , як! використовуються в ршняннях для прогнозу х!м1чного складу НМ та механ!чних властивостей мета.пу шва.

в Ц1й систем! важливим е питания представництва результате анал!зу. Bono б досить просто вир1шувалось на гидетав! математично! статистики, ■ якби допуски на вм!ст складивих гаихти були задан!. Як правило, в д!юч!й НТД на електроди 1 порошковий др1т таких допускХв немае. в загальному вигляд! для багатокомпонентнш шихти зм, в склад1 яко! к!лька розкислювач!в, одерхсати так! допуски не завжди ыожливо.

Вважаючи, що коливанг.я вмюту легуючих елементГв в НМ описуеться нсриальшы законом рознод!лу з середшм значениям та дисперс!ею . вигначити прадставництво результатов анал!зу можливо

»•ляхом перся!рки стагистично! ппотези про те, що ега1п < о < етах, рпт, - ниш!я та иерчяя межа гм!сту лс.гутчих елемент1в в НМ, лизначоШ стандартом. ДпспороХя визиачаеться залгапковою дисперс1с!0 рпшянь рсгрес! I та днепереюю пеоднор!днсст1 складу пмхти. Роль С'аТИСТИЧНО! СИб1рКП при пьому внкппують в , ,... 0Х - ирогио-';ояач1 г.1лькост1 легужчих елемент!в в Ш, вирахуват за рсгресивгога Р1.РЧ5ШНЯМ виду (1).

при використанн! ь-кипер1я к!льк1сть зразк1в, п гядпних А та б, постШте 1 визиачаеться В).цомими сп1зв!дношеннями математично! статистики

с «г

г т

П = |----------| , (2)

и ^ -1

,чо л --точшслъ да.ирювання.

суттово скоротити к1лья1сть випробуваних зразк1в дозволило ви-користакня гюеЛдопного (секвенщальнсго) анал!зу.' При посл1довному анал!з1 число конгрельованих проб попередньо не обумовлено, п1сля кожного в!ш1рювання приянята ппотеза або приймасться, або в!дкида-еться, чи робиться висновок про продовгенпя випробувань.

Так, наприклад, якщо вм!ст марганцк: в метал 1 рогламентовапо НТД н межах 0,65...0,8 % (тебто' елИп = 0,55, ешах 0,8), то мояишв! пар!анти:

- шихта бракусться по верхньому обмеженнго, коли вояа дае бм1ст на} гапцю биьше, Н1ж с,8 +д , тобто с^ а. 0,8 ;

- шихта бракусться по нижньому обмежэшпо, коли С^ ^ 0,У - Д

- шихта кондишйна, коли о,Б +д - 0,8 -л ■.

як показуо досв1д, обсяг представницько! вибгрки в середньоыу не пвревгадуе 7 - 1С зразк!в.

2,3. Статистичний контроль точност1 технолопчного процесу за результатами РСФЛ шихти. для забезпечення якост1 у виробництв1 ЗМ г-иконусться перюдичний контроль складу готово! пихти, що вкроб-ляеться в цеху протягом змши, доби, тижнл. накопичена анал!тична 1нформац1я дозволяе визначити точн!сть та стагяльшсть робота облад-паннл 1 технолопчного процесу на основ1 математико-статистичних ме-тодт. Через р!зн! прсшлоси часу 1з зм1пувача беруть проби 1 анал!зують готову шихту, за результатами анал1з1в розраховують

оч!куваний х1ы 1.чний склад Ш та мехаШчн! властивост! металу шва. За тши ж даними визначаеться точн1сть та стг.б1льн1сть технолопчного процесу.

точн!сть техпслончпого процесу - його здатн!дть забезпечити Зб1г поля розс!ювання контрольованого показника якост! з полей допуску. КоефИЦент точност! техпроцесу визначасться як вдношення по- ' ля розс1ювання ¡сонтрольованого параметра ¿¿) 1 поля його долуску ¿/: •к =«)/(?.

Технолог 1чний процес зацовольняе вимогам точност!, при умов1. що

К. .<1. 1 ^

2.4. виб!р контрольованого показника.

для точно! ощнки технолопчного процесу важливо в!рно виз-начити контрольований показник точност! технолопчного процесу.

Доведено, що в!н повинен вгдповхдати умовам:

- однозначно обумовлювати технодопчний пронес;

- мати ч1ткий ф!ЭИЧНЦП ЗМ1СТ;

- мати к!льк!сне визначення-,

в статистиц] в!диов!дати закону нормального розпод1лу.

для вибору контрольованого показника газначали вплив технолог? чних умов виготовлення електрод!в 1 хШ!чного складу ш на мехаШчн! властивост! металу шва. 1з технолончнцх параметр!в вивчали: модуль ! в'язк1сть р!дкого скла, дозу р1дкого'скла в сух!й шихт!,. д!амётр стержня, кое$1ц!ент маси покриття. Х1м!чний склад ш харак-теризувався вы!стом у ньому вуглецю, кремшю, марганцю, с1рки та фосфору. Всього п!дготували дан! по 58 загсах для електрод1Е.

Розглядали вплив технолопчних параметр1в та Х1м!чного складу НМ на мехаШчн! властивост! - мн(Шсггь на розрив, в1дносне подовжен-ня 1 ударну в'язк!сть. при температур! +20 градус!в Цельс!я.

Анал1з коеф!ц1ент!в в р!вняннях багатон!рно! регресП для величин мехшичних властивостей (б , £ , ан ) дозволяв зробити висновок, що стушнь впливу технолончьих фактор!в на мехаШчн! властивост! металу шва р!знпй. так, доведено, що для елоктрод!в "основного" типу, (УОШ-13/45, УОНИ-13/55) пом!тно вплившоть ексцентричн!сть та коеф!-Ц1ент маси покриття, модуль 1 вм!ст р!дкого скла. Вплив цих же факторов для рутилових елекгрод!в (АНО-4, лно-ГЗ) значно менши^-

Статиотичний анал1з викснаних експершент!в показав, що з роз-глянутих зи1нних параметр?в найб1лыпе виливахт на мехаШчн! характеристики ы с. талу шва нм!ст в останньому марганцю та кремшю. щ

елементи 1 були нацал! використан! як контрольоваш параметр« точности технологичного процесу.

розглянуто аиалИ'ичний контроль у ппробницт-

и1. електрод1п ДНО-';.

3.1. Вплив умов приготупання сухо! шихти на точнЮть аналд-тичного контролю.

Досл1джено вплив дисперсност! сировиниих матер1ал1в I часу змилувалня шихти АН0-4 на точнють контролю складу готово1 омхти, коливання вмхсту мп, Б!, 5, Р в НМ. Диспсрсшсть часток сировинних матер!ал!в - феромарганцю, рутилу, магнезиту, слюди-мусковЛу-моке мати суттспий вплив на точшсть рсфа готово! шихти. Зменшити цей вплив ыокливо шляхом стаб1л1запи гранулометркчного складу проб для РСФА. 1з л!тературниу даних в!домо, що гошгеншсть готопих сумпвей внзначаеться 1х складом, Ф1зико-механ!чними характеристиками зм!шу-ваних матер!ал1в.

Як показали доел Жжения змипування шихти лно-4 в зм1шувачах р!зних принципових схем (двоконусний, Льод1ге-Нортон, ДИтрометизу), однор!дн!сть шихти за час змИиупання 5.. ,10 хвилин ц!лком достатпя для РСФА. При цьому забеэпечуеться 1 задов!льна однор!дшсть Х1м1ч-ного складу ИМ.

3.2. Р1вняння для розрахунку х]м1чного'складу ! мохашчних олас-тивостей металу, наплавленогъ електродами АНО-4.

Для одержання р1внянь, прид&тних для розрахунку, га результатами РСФА шхти, хИЛчного складу 1 ыехаШчних властивостей км, був розрахованнй план експерименту з 27 дослхдними шихтами електрод!в (використовували програмне заьезпечення, опрацьоване о.г.касаткшим)»

ПХсля обробки дослхдних даних методами багатом!рного регрес!-йного анал!зу з посл!довним виключенням регресор!в, незначних на р!-вн! <* = 0,1, були одержан] модел! р!внянь для розрахунку вм1сту маргаицю та кремшю в НМ:

Г МП) V 0,37870 I 0,0840009(МП);

] 0,14062 + 0,006377(МП) - 0 ,ОТ737(МдО), (3)

де (Мп) - масова доля маргаицю в шихт1, емдС) - масона доля магнезиту в шихт1, перерахована на мдо.

1з р1внянь видно, що на вм!ст маргаицю в НМ впливае лише ¿м!ст маргачцю в шихт!, а на вмют кремнШ впливаэ вм1ст маргаицю 1 о кису магнш, який в шихту АНО-4 вводиться у вигляд! сирого магнезиту

(карбонату магнШ. РХеияння (3) давть моялк eiert ро&рахогунати БМ.1СТ мирганцю в НМ в менах О,-38.. Л,03 %, кремШю - о,ОН...0,13 %. Для цих р!внянь коефиценти керелнцп R шдпоихдпо дортнюють 0,93 ';а 0,36. Б!лыи висок! значения п при роярахунку вм!сту марганцю, кремнш, пуглецю, cipicii. фосфору за результатами контроля шихти ог-римано за даними активного (лабораторного) та пасисного (икроеничо-гЬ) експернменИв. Р!вняння квадратичного р!вня включали до чис/'.ч зм1нних BMicr yeix складових шихти. АдекватнЮть р!внянь перевирали шяхоы визиачення залштово! диспорсП з 'вйкористанням 1-критер1я.

3.3.Проведения анал!тичного контролю готоно! шихти.

Контроль!!i проби готово! шихти влдбираж !з эмйнувача з заданою перходичшетю та анал!зували методом РСФА'. Методико-ттематичле за-безпечення РСФА складалось !з юмплексу мятодик анализу сировинних матер!ал1в, cyxoi шихти, НМ. В методиках заф!ксовано в1дпрацьован1 процедура о!дбору та и!дготовки проб длл анал!з1в, реко,^ендащ I по Шдбору стапдартних зрагк1в-еталон!в, оптимальних умов внм!рювання !нтонсивностея та приводиться формули (р!вняння) для розрахунку вм!сту потр!бних елемент!в. Математичнэ забезпечення дозволяе вс! розрахунки викоиувати на пком. Вс! необх!дн! методики серти$1кован! (за участю автора дисертацш. За результатами анал1з!в шихти розра-ховували х!м!чний склад та мехашчн! властивост! км. точшеть прогнозу оц1нювали визначенням зони розс!ювання прогнозованих показ-ник1в, а також шляхом сп!вставлення окспершептальних ! розрахова::их величин, з використашшм 1-критер!я. Зона розс:1ювання прогнозованого показника рсзраховувалась за формулою

11F

F

1 г А

де ' б ~ | £ д xt "

= -2.56 б

hd*l

N

= 1.05сг для п = 6,

'V"

х^, х'- величина показчик!в,

визнэчених екснеримекгом i прогнозованих на п!дстав! РСФА шихти; N -число вкпробувань. 1нтервали розс!ювання' розраховували по експери-менталыай виборц! з N г 40 дослшв.

У ход! накопичення даних результати контролю зам1с!в можуть бути йикористат для оЩнки точност1 та стаб!льност! технолог!чного процесу дозувакня, регулювання та налагодження. обладнання. •

Пср1ешякня псказшяан я1сосг1 електрод1 в аио-4, виготовлених на ДКВО п 1989 та 1М2 роках, наведено в таблиц! 2.

1абл!]1Я_2^_ поршняння показникИ) якоег1 елеггродю ЛН0-4, иироблених на ДМВО в 1903 ! 1992 рр. (виб!рка п = 75)

Мехшпчн! якост! 1Ы

| В1дносне подовлсенняд | Ударна в'язкють, д«/см

-------,----------1------,-------,—,---------,--------1 _„:__,„__.

роки | я | х | я | о | я | х 1 э I е

1989 31,7-10,7 23,7 3,0 0,30 | 199-102 144,0 20,9 0.04

1992 27,6-11,9 24,6 2.86 0,341| 162-101 135,9 13,1 0,03

Х1Шчний склад ни, %

Конц. | 1 .* 1 1 1

елеиенти| Роки | Я 1 х 1 в \

1989 0,35-0,С 0,152 0 ,054 0,26 1

Б! |

1992 .0,23-0,00 0,146 0 ,030 0,23 ' 1

1989 2,37-0,48 0,08 0 ,54 0,84- 1

МП |

19&2 0,904-0,49 0,672 0 08 0,01 1

Я - розмах показнигац X - середнс значения-, Б - середке квадратичне В1дхилення; 0 - показник р!вня надагоджзност! технолога много процесу.

О четвертому розл1л1 розглкнуто ашштичний контроль пои вироб-НИЦТВ! порошкового дроту ПП-ЛН8.

4 л.кетодичщ питания анал!тичного контролю шихти ПП-ЛП8.

У ииробшщтв] порошкового дроту для контролю використовушъся стацюнарний багатоканальний рентгешвський спектрометр срм-йом та портатизнкй анал!затор барс-3. Це обумовлено специ<Ячн!отю виготовлення тихти порошкового дроту. Вимоги до надШюст! складу сухих сум!шей вище, н1к при виробництв! елекгрсд!в. в той же час, досягну-та в процес1 виготовлення гомо'геншсть шихти мозке попрштись п!д час транспортування кюбелхв та дозування при виготовленнз порошкового дроту.

через цо довелося налагодити частковий онеративний контроль го-тових шихт бенпосередньо в цеху, б!ля технолопчних л!н!й виготовлення порошкового дроту з вшсористаниям портативного анализатора варс-з, а иовний контроль готових шихт - виб!рково на спектрометр! срм-2см (в цзл диво).

Використання анаЛзатора БАРС-3 ' для контролю шихти вимагало розв'язання в!дп091дних методичних аспектЮ, як1 б врахували особли-вост! шихти порошкового дроту - лаявшсть значних (до 50...60 в!д-сотпв шихтй) ваккоподр!бнюваних метал1чних пороппс1в, значний розм!р (принайми!, в 3 - 5 раз!в б!лыпе, н!ж для електрод!в) часток скровинних штер1ал!в, 1нтенсивн!сть самого процесу виготовлення шихт. Опрацьована методика РСФА готових,шихт передбачае зменшення .штервалу розс!ювання тляхом додаткоього гомоген1?ування проби та вибору оптимально! кЗлькост! паралельно досл!дкуваних проб. При, контрол! в шихт! ПП-АН8 вм!сту рутилу, фероыарганцю .та зал1зного порошку за ш!стьма паралольними пробами отримали дов1рчий штервал розс!ювання до 1,5 в!дсотка.

' 4.2. Р!вняшк для прогнозування х!м!чного складу нм та механ!ч-них властивостей.

для одержання регресивних р!внянь зв'язку складу шихти пп-аш в 1 х!м!чним складом 1 механ!чниш властивостями наплавленого металу оув розрахований Д-оптимальний план досл!дних вар!ант!в шихти. Вм!ст .компонентов зшнювали в межах: рутиловий концентрат 84...45 %; алю-;,юсил!кати та $торидн! сил1катк I... б %•, Феромарганець та фе-Рооил!ц!й о..,йо% та 0,5.. .3 % в!дпов!дно, зал!зний порошок 415...65 %.• Для розрахованих склад!в шихти були виготовлен! потр!бн!

Таблшя 3. Пор1в!1я.чмя по!:азщ:>йв якоот! норолко-зого дроту ГШ-АЧ8, Биготовленм:; дмво в 1989 га 1991 рр. (вширка п - )

мсхашчн! влаоч ивост! --------------------------------------т

1П1ЛН0СНС 1ЮДОЮК6ННЯ,% ) \Уд«»на о'язкють. дж/см

------,----------,-------,-----------1---------,------,------,------

роки | н | х | б ! е' | а ] х } з ! в -----------------------------1------1--------------------------------

1089 33,Т-18,1 24,Г 3,98 | 0,16 I32,2-24,7' 28, .=¡9 2.78 0,086 ----------------------------•------[--------------------------------

1091 31,1-20,8 25,7 2,34 | 0,02 131,5-25,7 20,7 Т.С'8 0,05?

ХШ1чний оклад Ш.1

Контр. елементи Роки 1 1 к 1 1 Г X 1 1 * 1 1 9 |

Т989 0,65-0,11 0,27 0,092 0,13 |

1991 0,40-0,18 0,28 0,06 0,025 1

МП 1989 1,74-0,68 1.14 0,226 0,95 ¡'

1991 ' 1,40-0,9I 1,16 0,127 0,67 |

Н - розмах иоказиика; X - серодно значении; я - середке квадратично в!дхилення; 0 - покапник римя налагсджеиосП технолог1чного процесу

кинсост! поролкозого дроту, ьшиэдоем зразкк-п.-ц,отов!»1 та от отоплен! зразкк л ля визначення мехашчиих влястивоогей н:/....

За результатами вяпрооурань отримаи! рл:няння зсязку складу ¡•дихт (¡ю рсфл) з мехашчними властивостями та хшекладом НМ.

Для ршшпь квадратичного, виду коефЩЮнти корелящ I складають

0,85...0,95.

' -1.3. використаиня результата контролю кжги порошкового дрогу для ощнки роботк обладнакня.

в цеху порошкового дроту шихта готусться у виглядд -зам1с1в масои 200 кг для кожного стана. Готова шихта збеР1гасться б контей-нера^-зы!шувачах до отрицания результат! в контролю II якостЬ конт-ролюеться кожея зам1с. контейнер .з . шихтою подасться на стан для "виготовлення порошкового, дроту ."чгаз. при надвност1 яр лика про кон->диц1йн1сть шихти. 1н$орыац1я -про • вм!ст кентрольованих елементхр в йихт! за эшну, , добу, тиэдень використозуеться кер1вним персоналом • цеху .для ощнки точност'1 роботи технолог!много обладнання. Результата контролю шихти та стаб1льн!сть коб$1 щента заповнення (К ) дозво-дяють характеризузати' як!сть роботи кожного волочильного стана 1 як!сть партII дрогу в Щлому. . -

Пор1вняння якост! порошкового дроту, виготовленого в 1989 та 1981 рр.,наведено в табл. 3.

За.гальн1 зисковки '

I.Запропоновано використати та реал13овано в проыислових умовах ковий п!.дх1д до керування як1стх> виготовлення зварювальних ыа-,'гер1ал1в, заснований на отриманн! поточно! анал1тично! 1нфорыац11 про х1м1чний склад шхти 1 розрахунку приймально-здавальних характеристик нал давленого ыеталу.

2.Статистичного обробкою виробничих даних про склад шихт елект-роД5в та порошкового дроту обгрунтовано використання як контрольова-них параметр!в вы1сту крешио та шрганцю, а також доведено, ко нев1дПов1дн1сть приймально-здавальних характеристик задании величина« викликано, в основному, збояыи дозування 1 зм1шування шихти та Езр1ац1ями- коеФШЮита заповнення, частково-порушеннями зварювально-го режиму.при випробуваннях готово! продукцп.•

З.статнсгпчпо нэдшго доведено, цо при пипробупанн; о.;о;-.трод!;-АНО-4 ■ т движения ШПР7ГИ дуги 3 24 до ПО В ("О в1дс0тк1в) зни»г/<? пм1ст м-даганню р тнлавлепоыу ызтал! ыаПао пдг,о-.;, крссим - н » чнерть, с!рк!1 та - шью на десять п1дсотк1в.

361льщоши1 едвой (при вимройуианиях ПИ-л1?а п» 1Ь(> до

300 А) зни)(суе пм1'ст к паплавленсму метал! «арганцю на чперть, крем-я!ю - в 4 рази.

РШютовд^шисть покриття електрод!в та вар!ац!1 к порошкового дроту в межах вимог НТД не моно викликати брак по х!м!чному складу чи механ!чних властивостей нм.

4.0дертлн1 автором дисертацП регресивн! р1вняння дозволяють за результатами контролю хш!чного складу пихти оперативно кер\":ату. технолог 1чним процесс!/, та виробляти як!сн1 електроди АНО-4 та лорощ-ковип др!т ПП-АН8 з додержаыням ,х1м!чного складу КМ та мехашчпич властивостей в!дпов!дно до НТД на ц! матер!али.

5. опрацьованв программе забезпечення акал!тичного контролю ших-ти звархшальних ыагер1ал!в на комплекс! СРМ-20М + ПЕОМ (з атестацюю методик контролю в поршнянш з ГОСТ 9637-80) дозволило стаб!л1зува-ти склад готових шихт для електрод!в АНО-4 та порошкового дроту ПП-АН8, довести обсяг контрольовано! продуктI до 22,5 %,проти 0,1 % по гост, тобто оперативним контролем охоплепо майте в дв!ст! раз!в б!льше продукцп, Шж пег^Дбачено ГОСТ. Завдяки цьому практично повшетю л!кв!довано брак готово.' продукцП .по контрольованих параметрах.

в.Еко.чом1чна ефективн!сть виконано! роботи Шдрахована лише по статт! зниження витраг.на виготовлення 1 внпробування некондатйно! та браковано! продукт! (електрод!в та порошкового дроту), складае 5,8 ылн. крб. (в Ц1нах .1991 р.).

Чаетка дисертанта мохе бути оцтена в 45...55 в!дсотк!в,' або ыайже три Шльйони карбованЩв на рис.

Основиий зшет дисертацП в. Г.Перехрестово! викладено в роботах:

I. контроль и упразление качеством сварочных материалов с.использованием рентгенофлуоресцентного анализа / В.И. Карманов, А.Г.Стаг линская, Б.И^Перехрестова и др.// второе Всесоюз. совещание,но рент-геноспектральюму анализу. - Иркутск,'1089.- с. 1яО-:с»2.

• ' Та

2. оценка показателей качества порошковой проволоки на основе контроля cocraBEi готовых ¡пихт / с. Г. ©литре! »ко, в. И ¿Карманов, в.И.Пе-рехрестсва // Сб.докладов х всесоюзной конференции по сварочным материалам, ч. 3.- Краснодар, 1090.- С. 50-53.

з- Использование рентгеновских анализаторов КЛРС-з для оперативного контроля состав;х шихт сварочных порошкопнх проволок / В.И.Карма"ов, /,.Г.Сталинская, в.и.перехростова, д.и. руденко // I Ужр. научн.-тех. конф. "Современные методы спектрального анализа в черной металлургии".- Днепропетровск, ipso.- с. 14-16.

4. использование аналитических комплексов СРМ-20М-СЗМ в аналитическом контроле сварочных материалов / О.и.Карманов, С.И.Селиверс-тенко, в.И.Переурестова // Там же.- С. 17-18.

5. контроль точности дозирсвалия сухой шихты в електродном производстве с использованием рентгеноспектрзльного анализа и статисти-'чсских методов / И.К.походня, 3.И.Карманов. В.И.Г1ерехростова и др. // Автомат, сварка. - 1991.- No 2 - с. 50-П4.

6. Яерехрестова в.И., карманов Б.и. Использование рентгеновских анализаторов барс-у для оперативного контроля состава шихт сварочных пороговых проволок // металлургическая и горнорудная промышленность.

- 1992. - N0 - С. 36-37.

7. Аналитический контроль в производстве сварочных материалов. /В.И.карманов. А,г.Сталинская, В.и.перехрестова // м Всесоюз. со-вещ. по рентгеновской и електрошой спектроскопии. - Иркутск, IQ8".

- С. 27. ,

8. влияние химического состава шихты слектродов АНО-4 на химический состав и механические свойства наплавленного металла / в.и.перехрестова, ВЛ'.Дранов, в.И.Карманов // Передовой опыт аналитического контроля в черной металлургии. - Днепропетровск, - 1993 (в печати).

9. Рентгеноспектральный анализ сварочьых материалов / В.и.перехрестова, В.Г.Дранов, Л. "И. Руденко // Там ке св г.очати).

Особистий внесок автора.

Робота [е,8,9] написано автором дисертаци перевалено самост1йно, частка В.I-Перехрестово.1 - 80 %. Автору належить головний внесок у досл!дненн! впливу технолог!чних Фактор!в на яКгсть електродних аа-тер1ал1в, Бйбор1 i обгрунтуванн! контрольованих параметр!в, одержали! р!внянь для прогнозування приймально-здавальних характеристик за

х1м1чниы складом шихта для електрод!в АНО-4 та порошкового дроту ИП-АН8. В роботах 12, 3, Б, 73 авторулгалежить оеновний шесок в постановку експерименпв, в роботах {1, 4, в, 93 - ъ розробку алгоритма програмного вабезпечення, сргашзаяп та впровадаення гсонтроль-но-анал1тичного комплексу СРЫ-20М разом з ГТЕОМ для поточного контролю 1 керування як!стю електрод1в та порошкового дроту, загальна частка •автора -в тщх. роботах 55..-65 %.

П1дп. до друку 19.05.93. Формат бОхЕЙ/Хб. Пап.офе. 0 2. Офс. jawt-Ум.лсук.арк. 0,93. Ум. 4арбо-в1яб. 1,16. Обл.-вид.арк. 0,95- Тиоая

100 прим. Заи. 311. Ссзкоитовно.__ - _

ХЕЗ 1м.£.0.Патон&. 252650 Ки1в 5, «СП, еул. Горького, 69. ПОД IE3 1м.Е.О.Патона. 252650 Км1в 5, МСП, вуп. Горького, 69-