автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Стабилизация геометрии проплавления при аргонодуговой сварке трубных изделий с применением систем энергетического и магнитного управления параметрами источника нагрева и сварочной ванны

На правах рукописи

РГБ W

1 / /№Г

КИСЕЛЕВ ОЛЕГ НИКОЛАЕВИЧ

УДК 621.791.75

СТАБИЛИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ПРОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКЕ ТРУБНЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ИСТОЧНИКА НАГ РЕВ\ И СВАРОЧНОЙ ВАНН 1*1

Специальность 05.03.06 Технологии и машины сварочного производств;»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000 г.

Работа выношена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор,

член - корр. Российской инженерной академии, лауреат Государственной премии ГЛАДКОВ Э.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ВЕРШИНСКИЙ А.В. кандидат технических наук, доцент ЛАСТОВИРЯ ВН.

Ведущее предприятие: ОАО «Московский трубный завод «ФИЛИТ»

Защита диссертации состоится « 7 » 2000 г. в

часов

на заседании диссертационного совета К 0S3.1S.03. в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская, S.

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. i ГЭ.Баумана.

Телефон для справок 267-09-63 '

Автореферат разослан » СУ/^/уСЛЦ 2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук,

доцент С^"'1 ' «■ Гирш В.И.

Подписано к печати JO. РЧ. 2 ООО г, . Объем 1 пл. Тираж 100 экз. Заказ Jfejy__Ротапринт МГТУ им. Н.Э. Баумана

tf Ш. 4Ш УЗ о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Продукция трубной промышленности широко используется в народном хозяйстве.

Если электросварные трубы из легированных сталей по своим механическим свойствам не уступают бесшовным, превосходя их по геометрическим размерам и обладая на 28 - 44% меньшей себестоимостью, то их коррозионная стойкость в агрессивных средах и особенно при повышенных температурах несколько уступает бесшовным трубам. Проведенные рядом научно-исследовательских институтов совместно с трубными заводами исследования показали, *гго путем холодной деформации суммарной величиной около 60% в сочетании с термической обработкой можно получить из сварной заготовки трубы с равномерной структурой и одинаковыми свойствами по всему поперечному сечению. Такие трубы по прочности и коррозионной стойкости мало отличаются от бесшовных. Однако рост производства, в частности, электросварных прямошовных труб из легированных коррозионно-стойких сталей (например, Х18Н9Т, Х18Н10Т) сдерживается низкой производительностью процесса сварки.

Одним из наиболее перспективных путей повышения производительности изготовления электросварных трубных изделий является компенсация воздействий технологических возмущений на процесс сварки с помощью адаптивных замкнутых систем управления параметрами режима с использованием микроЭВМ (АСУ ТП сварки), включающих также устройства оценки и управления качеством формообразования шва на основе энергетического и магнитного управления параметрами дуги и сварочной панны.

Цель работы. Целью работы является стабилизация геометрических параметров сварного шва при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом на повышенных скоростях сварки грубных изделий пугем компенсации действия на процесс сварки технологических возмущений различной физической природы.

Для достижения поставленной цели в процессе работы потребовалось решить следующие задачи:

- проанализировать технологический процесс аргонодуговой сварки неплавящимся электродом трубных изделий как объект управления;

- разработать и оценить возможности измерения и эффективность использования косвенных критериев для определения влияния неконтролируемых возмущений на качество сварки;

- разработать способ устранения грата в процессе сварки трубных изделий;

- разработать способ операгивной оценки формообразования внешней стороны сварного (с учетом подреза) шва;

- построить технические средства, обеспечивающие повышение производительности и качества процесса аргонодуговой сварки трубных изделий;

- оценить эффективность разработанных технических решений.

Методы исследования. Основные задачи решались расчетными и экспериментальными методами. В работе использованы: методы системного анализа; аналитико-расчетный метод определения поля температур от распределенного объемно-эллиптического источника теплоты в плоском слое; методы теории автоматического управления и идентификации; методы магнитной электродинамики, математической физики, математической статистики и инженерной схемотехники.

Расчеты, выполненные в работе, проводились с помощью ЭВМ. Испытания опытных образцов АСУ ТП сварки труб проводились в производственных условиях на станах АДС 20-76 и 10-60 Московского трубного завода.

Научная новшна работы. 1. Разработана методика учета влияния неконтролируемых возмущений в объекте на качество сварки, заключающаяся: в измерении ширины изотермы заданной температуры в контрольном сечении поверхности трубного изделия; в измерении температуры в центре этого сечения и контролируемых параметров, определяющих тепловложение; в сравнительной оценке измеренных параметров с расчетными, полученными из уравнения теплопроводности для выбранной расчетной модели. 2. Синтезирован алгоритм и выведен закон управления технологическим процессом сварки для АСУ ТП объектом с неконтролируемыми возмущениями различной физической природы, учитывающим: а) разные знаки коэффициентов влияния на параметры

:

температурного поля поверхности трубного изделия и величину про плавления случайных изменений технологических параметров (мощность, распределенность, эффективный КПД) в источнике нагрева и б) изменения геометрических и теплофизических характеристик (толщина, коэффициенты теплоемкости и температуропроводности) в свариваемом металле.

3. Разработана методика оценки качества формообразования шва в процессе сварки трубных изделий по энергетическим характеристикам дуги и параметрам сварочной ванны, учитывающая гидродинамические процессы I' ванне и позволяющая прогнозировать качество протекания процесса сварки.

4. Получена математическая модель (ММ) формирования шва с плоским обратным валиком при аргонодуговой сварке во внешнем квадруполыюм магнитном поле (КМП). 5. Предложены технологические приемы и решения, обеспечивающие качественное формирование шва.

Практическая ценность. Разработана серия модечей АСУ ТП аргоподушвои сварки нержавеющих труб на непрерывных станах, обеспечивающих стабильное проплявление, отсутствие подрезов, минимальный грат на повышенных скоростя м сварки.

Новизна разработанных АСУ ТП сварки, обеспечивающих повышение производительности и управление качеством формирования шва, подтверждена двумя авторскими свидетельствами и одним патентом Российской Федерации.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на «IX Дальневосточной научно-технической конфере: чин по повреждениям и эксплуатационной надежности судовых конструкций» в сентябре 1984 г. в г. Владивостоке, на постоянно действующем семинаре «Повышение качества и эффективности спа{ючного производства на предприятиях г. Москвы» в фегрллс 19Р6 г., из !!Пуч1!о-тсхн:[ '£с::сГ1 ::с:;фср -;ц:!м «ПрсгрсссиЕпьТс технологические процессы, механизация и автоматизация ручных и трудоемких работ. Новое в сварке» в мае 1986г. п г. Устинове, на научном семинаре кафедры «Технологии сварки и диагностики» МГТУ мм. П.Э.Баумана п марте 2000 г.

Публикации, Основное содержание работы отражено в девяти статьях, дву < авторских свидетельствам и одном патенте Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и результатов работы, списка использованной литературы и приложения. Она изложена на 196 листах машинописного текста, содержит 63 рисунка. Список литературы содержит 132 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность темы работы, области и методы исследований, основные положения работы, выносимые, на защиту.

В первой главе, посвященной анализу технологического процесса аргонодуговой сварки как объекта управления, проводится анализ процесса дуговой сварки как многокритериального объекта управления, структуры объекта управления и классификации возмущений, ММ связи геометрических характеристик сварного шва с параметрами режима и методов и средств управления формированием шва.

Объект управления, или сварочный контур включает источник питания, дугу, сварочную ванну, которые совместно образуют двухконтурную электродинамическую систему.

Анализ ММ электродинамической системы позволил найти связи геометрических параметров сварного шва с параметрами режима сварки, разработать алгоритмы автоматического управления величиной прогшавления с учетом параметров распределенности источника теплоты при действии технологических возмущений на процесс сварки. Рассмотрение физических процессов в сварочной ванне позволило выявить причины образования подрезов и предложить критерий К оценки качества формирования шва, значение которого при отсутствии подрезов К^т/^с^, где с1г - диаметр теплового пятна, с!с - диаметр силового пятна.

Показана эффективность сочетания с АСУ ТП энергетических и магнитных способов управления параметрами источника нагрева й ванны.

Вторая глава посвящена описанию алгоритмов стабилизации величины прогшавления и оценки качества формообразования наружной поверхности шва.

В работах Лебедева В.К., Гладкова Э.А., Гуслистова И.А. был развит способ автоматического регулирования величины проплавления с воздействием на питающую систему, в котором в качестве сигнала обратной

связи используется сигнал фотодатчика, установленного с внутренней стороны свариваемого изделия, а также вариант использования математической модели по выражению

k(J-Jo) + l(V-Vo) + m(U-Uo) = 0, (1)

где J, V, U - текущие значения тока, скорости и напряжения сварки; Jo, Vo, Uo - номинальные значения; к, 1, m - постоянные коэффициенты. Применение модели (1) позволило отказаться от необходимости измерения геометрических параметров сварного шва с обратной стороны изделия. Недостатками этого способа являются неучет влияния неконтролируемых возмущений и неучет зависимости коэффициентов модели от отклонений параметров режима. В работах Caca A.B., Чернова A.B., Подолы Н.В., Руденко П.М. были развиты способы автоматического регулирования глубины проплавления с компенсацией неконтролируемых возмущений по температуре, измеряемой в фиксированной точке на поверхности сварочной ванны или шва. Анализ этих способов показал, что они направлены на компенсацию неконтролируемых технологических возмущений, не существенно изменяющих коэффицие!гт формы шва, как, например, незначительные изменения эффективного КПД процесса. Влияние возмущений другой природы, например изменение распределенности источника теплоты, приводит к неадекватному изменению тепловложения и не может быть скомпенсировано предложенными авторами способами. Это связано с неполнотой учета всей гаммы неко!гтролируемых возмущений и неучетом разности знаков коэффициентов влияния этих возмущений на контролируемые параметры поля температур поверхности изделия и величину проплавления.

На основе уравнения распространения теплоты от быстродвижущегося нормальпо-эллиптического источника в плоском слое была выполнена расчетным путем оценка влияния отдельных технологических возмущений (изменений эффективного КПД, толщины свариваемой стали D, V, коэффициента температуропроводности а, постоянной времени распределенности источника нагрева toi) на размеры изотермы заданной температуры Т=Тз=800 ° С: ширину и длину на внешней поверхности Вт и Lr, ширину на внутренней поверхности br, указанных на схеме определения размеров зоны проплавления (рис. 1 ), где: 1 - выбранное на расстоянии х от

оси горелки контролируемое сечение; 2 - ось горелки; 3 - изотерма температуры проплавления; 4 - изотерма Т3. Из расчетов следует, что изменения V, U, J, D , коэффициента объемной теплоемкости и эффективного КПД имеют одинаковые по знакам коэффициенты влияния на В г, Ьт, Lt и температуру в фиксированной точке шва. Для компенсации действия на процесс сварки всей гаммы неконтролируемых возмущений необходимо использовать информацию, как минимум, о двух параметрах поля температур поверхности изделия, ширине шва и температуре, имеющих разные по знаку коэффициенты влияния возмущений особого типа. Уровень неконтролируемых возмущений особого типа оценивается по предложенному критериальному параметру Кгм= 16 a (x/V+toi), выведенному из решения упомянутого уравнения теплопроводности. Этот параметр, с одной стороны, однозначно связан с возмущениями особого типа a, toi, a, с другой стороны, вычисляется в соответствии с формулой (2), выведенной из того же уравнения, при условии использования непосредственно измеряемых величин: Вц - ширины изотермы, и температуры Ти в центре этого сечения (2, 3].

Кш = Ви2/1п(Ти/Тз). (2)

Каждому значению Ктм соответствует при постоянной скорости сварки требуемое значение Вр ширины изотермы Т=Тз, такое, что глубина прогшавления при этом равняется толщине свариваемого материала, а ширина обратного валика соответствует необходимому минимальному запасу на неточности процесса регулирования. Автоматическое слежение за уставкой Вр обеспечивает компенсацию неконтролируемых технологических возмущений.

Выражение для закона автоматического регулирования величины тепловложения имеет вид (3) [3].

Д1 = к, AD + к2 Д V - к3 AU - K4 (Ви - ВР). (3)

Первые три члена выражения (3) соответствуют контурам регулирования по непосредственно измеряемым возмущениям, компенсация неконтролируемы:; возмущений реализуется за счет введения отрицательной обратной связи по ширине изотермы Вн. Учет нестационарности коэффициентов kj- к* ведется пугем применения адаптивного одношагового алгоритма настройки.

Для повышения производительности сварки трубных изделий и исключения подрезов оценка качества формообразования наружной поверхности шпа проводилась с помощью описанного в главе 1 критерия К=(1г/(3с, который позволяет диагноспгровать качество сварки при условии оперативной оценки параметров с!т и с!с. Величина с1у равна ширине сварочной ванны и оперативно можег быть оценена методом визуально-оптического панорамного контроля, который также позволяет определить геометрические размеры и площадь ванны. Методика оценки <1с приведен;! нами в работах [5, 6, 12] из условий нормального распределения давления по рад!гусу дуги. Сравнивая значения параметров (1с и с1у при глубине прсплавления 1 Ьсогв! (рис. 2) судят о качестве формирования шва: есть подрез или нет.

Третья глава посвящена вопросам описания функциональных возможностей, технической реализации, а также результатам испытаний на производстве разработанной АСУ ТП сварки труб. Разработанная АСУ ТП однодуговой сварки в среде аргона тонкостенных прямошовных труб из аустенитной стали типа 18-8, обеспечивающая гарантированную глубину противления на повышенных скоростях сварки, как система управления, имеет в своем составе информационную, управляющую и исполнительную подсистемы. Основной частью информационной подсистемы являются датчики параметров процесса сварки. Полученные в главе 2 зависимости (2) н (3), определяющие собой закон автоматического регулирования величины проплавления, показывают, что для функционирования АСУ ТП нужны датчики толщины ленты, скорости сварки, изменения напряжения на дуге, сварочного тока, ширины сечения нагретого сварного шва, отстоящего на определенном расстоянии от оси горелки, температуры на поверхности этого сечсппя. Проведенный анализ выпускаемых отечественной промышленностью ' первичных преобразователей позволил выбрать оптимальные с технико-экономической и эксплуатационной точек зрения датчики, которыми и была укомплектована АСУ ТП.

Функциональная схема АСУ ТП представлена на рис. 3.

Измерительная подсистема, состоящая из датчиков 6, 7, 15, 20 и формирователей 2-5, 11, 19 сигналов, обеспечивает получение информации о шести параметрах процесса: скорости сварки, толщине ленты, токе и

напряжении дуги, температуре шва, ширине внешней поверхности трубного изделия, нагретой выше заданной температуры, равной ширине шва. Сигналы от датчиков измерительной подсистемы поступают в управляющую иодсистему, которая обеспечивает сбор, обработку информации и адаптивное управление процессом сварки. Для повышения помехоустойчивости подсистемы управления в измерительных каналах установлены фильтры нижних частот.

Система управления выполнена двухуровневой, что повышает ее быстродействие и надежность работы. Верхний уровень представлен микроЭВМ, осуществляющей функции сбора и хранения информации о ходе процесса сварки, а также реализующей настройку коэффициентов закона управления в соответствии с алгоритмом адаптации. Нижний уровень подсистемы составляет аналоговое вычислительное устройство - контроллер 10, осуществляющее выработку управляющего воздействия по току в соответствии с выражением (3). Каждый канал контроллера содержит устройство задания уставки (Тио, Ц), Уо, Оо), схемно совмещенное с фильтром нижних частот, и управляемый цифровым кодом делитель напряжения. ЭВМ получает информацию о ходе сварки через микропроцессорную систему сбора данных 9, конструктивно встроенную в устройство сопряжения с объектом (УСО) 16. МикроЭВМ осуществляет настройку контроллера через интерфейсный блок связи с контроллером 14.

Исполнительная подсистема представляет собой управляемый сварочный выпрямитель.

Функционирование АСУ ТП в целом обеспечивается системным и прикладным программным обеспечением. Выбор режима происходит по программе, которая организует диалог с оператором и ряд сервисных функций. Диалог с ЭВМ не требует от оператора знания языка программирования или устройства ЭВМ. Вся необходимая для оператора информация может выводиться на устройство термопечати 8 или дисплей 13 в виде таблиц, через интерфейсный блок ЦАП 17 на планшетный графопостроитель 18 в виде графиков реализаций параметров процесса или гистограмм.

АСУ ТП предлагает оператору шесть режимов работы системы: два

информационных и четыре управляющих (со стабилизацией погонной «

энергии, со стабилизацией ширины шва, с настройкой контроллера от ЭВМ, со стабилизацией глубины про плавления). Режим работы задается оператором с клавиатуры дисплея.

Режим с настройкой контроллера от микроЭВМ позволяет осуществить автоматическую подстройку коэффициентов регулирования путем использования одношагового алгоритма адаптации, при этом достигается наилучшее качество регулирования глубины проплавления с компенсацией действия технологических возмущений различной физической природы.

Испытания АСУ ТП показали, что скорость сварки может быть повышена не менее чем на 35% по сравнению со штатной технологией при соблюдении требований ГОСТ 11068-81.

Рассмотренная АСУ ТП сварки труб на повышенных скоростях не исключает грат и дефекты внешней формы шва в виде подрезов из-за неучтенных гидродинамических процессов в расчетной модели.

Четвертая глава посвящена вопросам разработки и испытания модифицированной АСУ ТП однодуговой сварки прямошовных труб, одновременно регулирующей внешнюю форму шва и про плавление на повышенных скоростях сварки.

Указанная цель достигается тем, что задают номинальные значения 1о, Уо, ио, и Д). В процессе сварки измеряют текущие значения указанных параметров, дополнительно измеряют текущие ширину Ви и длину Ьц сварочной ванны и /и определяют по зависимости (4) [5]

А»=К, ДУ + К2 АО-Кз Ди + К4(Нт-НР), (4)

где Нт - требуемое значение глубины проплавления, Нт = Э; Нр - глубина проплавления, рассчитываемая по зависимости из работы [5]; Кь Кг, Кз, К» -коэффициенты, настраиваемые по вышеописанной методике. Без. образования подрезоз при полном проплаалении скорость сварки можно увеличить до предельного значения Ущ>, определяемого выражением (5) [5], 2(152,3^+13,6) •

V -к с 4+22-*в»

ПР~ 5 В1-Б '

где К} - постоянный коэффициент. Соответствующее этой скорости предельное значение сварочного тока определяется как нелинейная функция в работе [5].

Зависимости (4) и (5) были положены в основу построения АСУ ТП сварки труб (рис. 4), регулирующей внешнюю форму шва и проплавление на повышенных скоростях сварки.

Пятая глава посвящена решению еще одной важной производственной задачи - устранению грата с внутренней поверхности шва. Предлагается вариант двухдуговой сварки с внешним КМП на второй и обеих дугах, управляемой от АСУ ТП с воздействием на энергетические и магнитные параметры системы.

Наивысшей производительности изготовления тонкостенных трубных изделий при аргонодуговой сварке на весу можно достигнуть при раздельном решении задачи о проплавлешш и формировании шва с помощью двухдугового процесса с воздействием КМП на дуги по двум схемам. Первая схема [9] предполагает проплавление стыка первой дугой без КМП на заданную глубину на скорости сварки, превышающей критическую и вызывающей образование подрезов, и переплав подрезов второй дугой, находящейся под воздействием внешнего КМП, которое создает тормозящие силы в сварочной ванне и деформирует дугу, увеличивая ширину переплава поверхности сварного шва, что обеспечивает качественную внешнюю форму шва (рис. 5). Эта схема процесса сварки грат не устраняет.

Вторая схема (10] включает в себя воздействие КМП на обе дуги, протем КМП, Бездействующее на первую дугу, является регулируемым внешним тпгогиым полем в функции V, Д, О, и измеренной ширины шва Вц (рис. 6). Под влиянием регулируемого внешнего магнитного поля происходит деформация дуги и анодного пятна, вследствие чего анодное пятно приобретает МШттическую форму, а дуга изменяет колоколообразную форму на 'форму «метелки», вытянутой в одном направлении и сжатой в другом. Степень еыгянутост дуги определяется коэффициентом сосредоточенности = -¡^тх ' Кту ■ теплового потока дуги,где Кух -

коэффициент сосредоточенности теплового потока дуги вдоль шва; Кгу -коэффициент сосредоточенности теплового потока дуги поперек шва. Скрещенные электрическое й внешнее магнитное поля создают в расплаве сварочной ванны объемные электродинамические силы, направленные противоположно гравитационным силам, т.е. создают условия пониженной гравитации и позволяет предотвратить образование внутреннего грата на

повышенных скоростях сварки. Управление величиной фата осуществляется путем автоматического регулирования тока в катушках магнитной системы ¡мс по зависимости Д1'мс=1 ЛКту, где ДКту=Ктуи - Ктур (индексы "и" и "р" обозначают измеренное и расчетное значения); 1 - коэффициент, настраиваемый по вышеуказанной методике. При условии ЛКту = 0 система автоматического регулирования ¡мс позволяет исключить грат полностью.

Обе схемы сварочного процесса были испытаны на стане АДС 20 - 76 при сварке труб диаметром 38 мм на повышенных (более чем в два раза) скоростях сварки. Качество сварки относительно формы шва и коррозионной стойкости полностью соответствовало ГОСТ 11068-81.

Таким образом, безгратовые электросварные трубы, будучи в 1,3-2,5 раза дешевле бесшовных, могут, по исследованиям ВНИТИ, внедряться взамен бесшовных, так как обладают эквивалентными бесшовным трубам параметрами, а также могут служить заготовкой для получения раскаткой особотонкостенных труб.

В приложении приведены технические акты внедрения разработанных АСУ ТП сварки, патент и расчет экономического эффекта.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Высокая производительность технологического процесса и необходимое качество шва при аргонодуговой сварке могут быть достигнуты: путем управления качеством формообразования шва вблизи физической границы подреза, разделяющей области качественного и дефектного формирования шва (подрезы), за счет регулирования скорости и тока сварки с учетом тепловых и силовых характеристик дуги; путем использования внешнего КМП; путем активного управления тепловложением по математической. модели "тешюпложенне - гтроплаЕлеипе".

2. Анализ технологического процесса аргонодуговой сварки на базе тепловой модели показал, что для компенсации отклонений контролируемых параметров режима достаточно изменять .ток сварки в соответствии с принятым законом регулирования; для компенсации неконтролируемых возмущений, не изменяющих форму поперечного сечения шва, достаточно измерять температуру поверхности изделия и учитывать ее в законе управления; для компенсации действия

неконтролируемых возмущений, изменяющих коэффициент формы шва, необходимо оценивать величину критериального параметра Ктм, рассчитываемого по ширине изотермы заданной температуры Тз и измеряемых Ви и Тц на поверхности выбранного поперечного сечения шва в ходе процесса сварки.

3. Нестационарность процессов тепловложения в процессе сварки требует итерационной настройки коэффициентов в законе управления в соответствии с оптимальным одношаговым алгоритмом адаптации на основе измерения значений параметров режима и ширины контролируемой изотермы.

4. Учитывая высокий .уровень поля электромагнитных помех, формируемого сварочным оборудованием, для обеспечения помехоустойчивого режима работы измерительной подсистемы необходимо устанавливать фильтры нижних частот с постоянной времени 0,5 с.

5. Использование в однодуговой АСУ ТП сварки алгоритма стабилизации погонной энергии позволяет снизить коэффициент вариации погонной энергии с 6 % до 1 %, обеспечить гарантированное проплавление на повышенной не менее чем на 35 % скорости сварки и устранить избыточное значение величины тепловложения.

6. Разработана методика оценки качества формообразования шва без подрезов, которая позволяет прогнозировать условия возникновения подреза по отношению диаметров силового с!с и теплового с1г пятен. С увеличением скорости сварки при постоянстве глубины про плавления параметр <1с возрастает по экспоненте, параметр с!т растет монотонно, а зависимость глубины подреза от соотношения этих параметров с1с/ ¿г имеет линейный характер.

7. На базе разработанной математической модели аргонодуговой сварки в квадрупольном магнитном поле при помощи вычислительного эксперимента разработана методика управления высотой обратного валика.

8. Промышленная эксплуатация однодуговой АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб, обеспечивающая качество поверхности сварного шва при гарантированием проплавлении на повышенных скоростях сварки показала возможность повышения производительности сварки труб на

35% с получением швов с допустимой по ГОСТ 11068-81 величиной подреза. Ожидаемый экономический эффект от использования системы составит 38 тыс.руб. (в ценах 1987 г.) в год на один стан АДС.

9. Экономический эффект от использования двухдуговой АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб при увеличении скорости сварки как минимум на 35% и при обеспечении при этом проплавления и отсутствия подрезов на пяти станах составляет 138 тыс. руб в год (в ценах 1987 г.). Технические характеристики стана АДС 10-60 в комплекте с разработанной АСУ ТП сварки труб позволяет отказаться от возможной закупки иностранного оборудования при обновлении основных фондов трубного производства. Величина ожидаемого эффекта на единицу оборудования от экономии валютных средств составляет 244 тыс. руб. (в ценах 1987 г.).

10.Двухдуговая АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб, реализующая составленный на основе тепловой модели алгоритм автоматического регулирования величины проплавления, а также методику управления высотой обратного валика при сварке в квадрупольном магнитном поле обеспечивает на высоких скоростях сварки заданную глубину проплавления, отсутствие грата и подрезов.

Основное содержание диссертации опубликовайо в работах:

1. Информационно-измерительная система технологического процесса сварки груб ка станах аргонодуговой сварки / Э.А. Гладков, A.B. Сас, О.Н. Киселев и др. // Сварочное производство. - 1984. - № 2. - С. 25 - 27.

2. A.c. 1346369 (СССР). Способ автоматического регулирования глубины, проплазленкя при сварке ненлавящимся электродом / Э.А. Гладков, Н.А.Ширковский, О.Н. Киселев //Открытия. Изобретения. - 1987. -№ 39.

3. Ширковский Н.А, Гладков Э.А., Киселев О.Н. Адаптивная АСУ процесса аргонодуговой сварки труб // Сварочное производство. - 1986. - №11. -С. 1-3.

4. Гладков Э.А., Ширковский H.A., Киселев О.Н. Комплекс технических средств и оценка эффективности функционирования АСУ процесса

аргонодуговой сварки труб // Сварочное производство. - 1986. -№11.-С. 3-5.

5. A.c. 1426720 (СССР). Способ получения гарантированного проплавления при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом / Э.А. Гладков, К.А. Садыров, ОН. Киселев и др. // Открытия. Изобретения. - 1988. -№ 36.

6. Чернышов Г.Г., Садыров К.А., Киселев ОН. Оценка качества формообразования стыкового шва труб по энергетическим характеристикам дуги и параметрам ванны // Сварочное производство. -1988. .-№6.-С. 12-13.

7. Григоренко В В., Киселев О.Н., Чернышов Г.Г. Аргонодуговая сварка труб на трубосварочном стане // Сварочное производство. - 1994. - № 5. -С. 29-31.

8. Григоренко В.В., Киселев О.Н., Чернышов Г.Г. Методика контроля высоты обратяого валика при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом «ö шешием квадрупольном магнитном поле // Сварочное производство. -1995. - Ks 1. - С. 16-18.

9. Киселев О.И, Чернышев Г.Г., Гладков Э.А. Повышение производительности сташ АДС при сварке прямошовных труб по двухдуговой технологий <С Использованием внешнего магнитного поля // Сварочиае проиг'одто - 1995. - №2. - С. 9- 12.

10. Пат. РФ,МШ '6 В 23 К9/0Р Способ двухдугог.ой евпрки /' О.Н. Киселев, ßJB. ГцУигс^енко, Г.Г. Чернышов, Э.А. Гладков, A.M. Pt.ißa'iyK п Др. ШШШШ; Заявл. 27.12.95. // Изобретения. -1997.-№¿2.

11. О бездефектном ф ормйрсШййй Сварного шва на повышенных скоростях при автоматической арг<йМД>шйОЙ сварке неплавящимся электродом тонкостенных труб / О.Н. КйсеЛеб, Г.Г. Чернышов, Э.А. Гладков и др. // Сварочное производство. - 1996. - № 7. - С. 6 - 8.

12.Increasing pipe welding productivity. How to make arc welding processes more effective. / K.A. Sadirov, E.A. Gladkov, O.N. Kiselev et al. // The Tube & Pipe Journal - 1997 - Vol. M'st •. - P.24 - J>.

u

Ут

1 1 1

I1«

Рис. I

1,2 2,0 3,0 ум/ми«.

Рис. 2

13

£

2

гИ т

и

И

ИГТ^

1Г|1бП7

к

1?

10

18

Ви

11

3 —ф—

Ги

19

12

к

15

О.

И

у 2&

Рис. 3. Функциональная схема АСУ ТО однодуговой сварки ( управление проплавлением шва)

¿.О

Ви 1и

■формирователь сигнала

Оптический датчик со светофильтром, Оделяющим изображение сбарочнои банны

Комплекс технических средств АСУ ТП _ (рйс- 3)

Формовочные Валки, Привод стана^

йУ

Телекамера

|Рис. 4. АСУ ТП аргонодуговой сварки (управление с о гранича -ниями по подрезам и проплавлением шва )

Вторая дуга в КМП

Сварочный выпрямитель

Магнитная система

Источник постоянного

•777*

ГТЯГ

Рис. 5. АСУ ТП двухдуговой сварки с внешним КМП на второй

дуге ( управление внешней формой шва и проплавлением на повышенных скоростях сварки )

М мс

Управляемый источник постоянного тока

Рис. 6. АСУ ТП двухдуговой сварки с внешним КМП на двух дугах ( управление внешней формой шва, проплавлением и величиной грата в шве )

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.

I | Процесс дуговой сварки как многокритериальный объект управления.ц

1.2. Структура объекта управления. Классификация возмущений.

1.3. Математические модели связи геометрических характеристик сварного шва с параметрами режима сварки

1.4. Методы и средства управления формированием шва.

1.5. Цели и задачи работы.

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЕМ НАРУЖНОЙ И ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ШВА.

2.1. Сравнительный анализ способов стабилизации величины проплавления.

2.2. Дифференцированная оценка влияния технологических возмущений на параметры температурного поля и геометрию шва прямошовной трубы в процессе сварки.

2.3. Разработка алгоритма компенсации действия неконтролируемых возмущений в процессе сварки по измеряемым температуре и ширине нагретого сварного пгва.

2.4. Синтез алгоритма и закона управления противлением.

2.5. Оценка качества формообразования наружной поверхности шва по тепловым и силовым характеристикам дуги.

2.6. Методика оперативного контроля высоты обратного валика при аргонодуговой сварке.

ГЛАВА 3. АСУ ТП ПРОПЛАВЛЕНИЯ СТЫКА ПРИ

ПРОИЗВОДСТВЕ ПРЯМОШОВНЫХ АУСТЕНИТНЫХ

ТРУБ НА НЕПРЕРЫВНЫХ СТАНАХ (АСУ ТП-1).

3.1. Назначение и функциональные возможности АСУ ТП.

3.2. Техническая реализация АСУ ТП.

3.2.1. Выбор датчиков параметров технологического процесса.

3.2.2. Описание устройства и функционирования системы.

3.3. Результаты испытаний АСУ ТП на производстве.

ГЛАВА 4. АСУ ТП ОДНОДУГОВОЙ СВАРКИ ПРЯМОШОВНЫХ ТРУБ НА ПОВЫШЕННЫХ СКОРОСТЯХ СВАРКИ

АСУ ТП-2).

4.1. Модифицированный алгоритм управления АСУ ТП.

4.2. Описание устройства и функционирования системы.

4.3. Технические возможности АСУ ТП.

ГЛАВА 5. АСУ ТП ДВУХДУГОВОЙ СВАРКИ ТРУБ С ВНЕШНИМ

МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ (АСУ ТП-3).

5.1. Технологические возможности двухдуговой сварки с внешним магнитным полем на второй дуге и обеих дугах.

5.2. Описание устройства и функциональных возможностей двух вариантов АСУ ТП-3 в соответствии с технологиями п.5.1.

5.3. . Практические результаты использования двух вариантов

АСУ ТП-3 на непрерывных станах.

Трубная промышленность является важной отраслью металлургии. Продукция трубной промышленности широко используется в металлургической, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, целлюлозно-бумажной и в ряде других отраслей промышленности.

Отечественной промышленностью до начала семидесятых годов выпускались только бесшовные горячекатаные, теплокатаные и холоднотянутые трубы из легированных сталей аустенитного класса. Однако их дефицит, вызванный значительной трудоемкостью их производства, выдвинул необходимость производства электросварных прямошовных труб из легированных сталей аустенитного класса.

Если электросварные трубы из легированных сталей по своим механическим свойствам не уступают бесшовным, превосходя их по геометрическим размерам и обладая на 28 - 44% меньшей себестоимостью, то их коррозионная стойкость в агрессивных средах и особенно при повышенных температурах несколько уступает бесшовным трубам [1,2].

Проведенные рядом научно-исследовательских институтов совместно с трубными заводами исследования [3] показали, что путем холодной деформации суммарной величиной около 60% в сочетании с термической обработкой можно получить из сварной заготовки трубы с равномерной структурой и одинаковыми свойствами по всему поперечному сечению. Такие трубы по прочности и коррозионной стойкости мало отличаются от бесшовных [3].

Особое место в производстве электросварных прямошовных труб занимают трубы из легированных коррозионно-стойких сталей (например, Х18Н9Т, Х18Н10Т). И это не случайно, так как электросварные трубы из легированных сталей, выпускаемые толщиной от 1,5 до 3.0 мм, позволяют экономно расходовать никелесодержащие стали. Кроме того, электросварные трубы являются заготовкой для производства особотонкостенных труб с толщиной стенки от 0,1 до 0,3 мм, широкое внедрение которых экономически эффективно.

Однако повышение производительности технологического процесса изготовления электросварных труб из нержавеющих сталей при существующей технологии сдерживается величиной предельной скорости сварки, которая, как на отечественных, так и на зарубежных станах, достигает 1,5 - 2,0 м/мин при толщине свариваемого материала 2,0 - 2,5 мм, в то время как формовка трубной заготовки на трубоэлектросварочных станах аргонодуговой сварки (в дальнейшем для краткости - станах АДС), может производиться со скоростью 10 м/мин. Увеличенная чувствительность процесса сварки к технологическим возмущениям на повышенных скоростях сварки, связанная, в частности, с утонь-шением прослойки жидкого металла под дугой [4, 5] и с гидродинамическими процессами в сварочной ванне [6], приводит к неминуемым дефектам в виде прожогов, непроваров, дефектному формообразованию шва [6, 7].

Под термином технологические (или неконтролируемые) возмущения нами подразумеваются изменения параметров сварочного контура, обусловленные несовершенством технологических процессов выплавки стали, ее прокатки, резки, калибровки, формовки и т.д. К этим возмущениям относятся изменения химического и структурного состояния металла, механическая неоднородность поверхности свариваемых изделий, изменения толщины и геометрии разделки кромок и т.д. Дифференцированный контроль этих параметров непосредственно в процессе сварки невозможен, а их влияние на качество сварных соединений является подчас определяющим [3].

Кроме того, повышение производительности путем прямого увеличения токовых режимов приводит к снижению коррозионной стойкости сварных соединений труб [3].

Исходя из вышеизложенного, перед трубной промышленностью встала задача повышения производительности технологического процесса изготовления электросварных прямошовных труб из нержавеющих сталей, чтобы при этом размеры и форма сварного шва соответствовали требованиям ГОСТ 11068-81.

Необходимость решения этой сложной народнохозяйственной задачи нашла отражение в Постановлении СМ СССР № 122 от 8 февраля 1980 г. и в Постановлении Госплана СССР № 472/218 от 12 декабря 1980 г.

Анализ литературы показал, что одним из путей решения этой задачи является компенсация воздействий технологических возмущений на процесс сварки с помощью замкнутых систем управления параметрами режима с использованием микроЭВМ [8, 9].

Разработан способ автоматического регулирования величины проплав-ления при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом, обеспечивающий инвариантность технологического процесса сварки к действию всей совокупности возмущений, влияющих на процесс распространения теплоты. В способе используется информация о протекании процесса только на внешней поверхности изделия [10].

Изготовленная на основе упомянутого способа и внедренная в трубосварочном производстве АСУ ТП сварки прямошовных труб [И, 12] однако не устраняет на критических скоростях сварки появления подрезов, возникающих при нарушении гидродинамического равновесия ванны, зависящего от условий силового воздействия дуги [7]. Критическую скорость сварки следует понимать следующим образом: при скорости сварки, равной критической и выше, невозможно получение качественного шва, так как образуются подрезы, несплавления, прерывается формирование шва из-за интенсивного перемещения жидкого металла в хвостовую часть ванны [13].

Исходя из вышеизложенного, следующая актуальная задача состояла в разработке как методов контроля и управления качеством формообразования шва на предельных скоростях сварки вблизи физической границы подреза с образованием бездефектного шва, обеспечивающего максимальную производительность процесса, так и предпосылок для создания нового класса АСУ ТП на базе существующих промышленных телевизионных установок [14] и совершенствования разработанных систем, где управление качеством формообразования шва, равно как и производительностью процесса сварки поручается самой системе. В этом случае объектами управления в электрогидродинамической системе ИП-Д-В-Ш (источник питания - дуга - сварочная ванна - шов) будут являться как сварочная ванна, так и сварочная дуга [15,16].

Нами разработана методика оценки качества формообразования шва по энергетическим характеристикам дуги и параметрам ванны [15, 16], разработаны способ и технические средства получения на станах АДС на повышенных скоростях сварки гарантированного отсутствия подрезов и гарантированного проплавления кромок при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом [17].

Однако эта разработка не решала задачу устранения грата на повышенных скоростях сварки. Решение этой задачи было реализовано путем применения внешнего квадрупольного магнитного поля. В этом направлении были выполнены теоретико-экспериментальные исследования, позволившие установить связь величины фата с индукцией внешнего магнитного поля и параметрами режима сварки [18-23]. С учетом ранее выполненных работ по устранению подрезов с помощью второй горелки и внешнего квадрупольного магнитного поля [24] нами были разработаны способ и устройство, обеспечивающие значительное повышение скорости сварки при гарантированном обеспечении проплавления и гарантированного отсутствия грата и подрезов [25].

В работе использованы методы системного анализа, теории автоматического управления и идентификации, расчета тепловых процессов при сварке, магнитной электродинамики, математической физики, математической статистики и инженерной схемотехники.

По структуре работы можно выделить две основные части. В первой части (главы 1-2) изложены алгоритмические основы управления технологическим процессом сварки труб на непрерывных станах. Во второй части (главы 3 —5) рассмотрены принципы и реализация построения АСУ ТП сварки труб различных модификаций.

Основными научными положениями работы являются: полученный на базе системного анализа параметров поля температур изделия алгоритм технологической адаптации, в основу которого положен способ дифференцированного учета влияния неконтролируемых возмущений, позволяющий компенсировать действие неконтролируемых возмущений, имеющих разные знаки коэффициентов влияния на параметры температурного поля поверхности изделия и величину проплавления; методика учета влияния неконтролируемых возмущений в законе автоматического регулирования тепловложения на основе анализа тепловой модели в системе «дуга-ванна», заключающаяся в измерении ширины изотермы заданной температуры в контролируемом сечении поверхности изделия, измерении контролируемых параметров, определяющих тепловложение; методика оценки качества формообразования шва по энергетическим характеристикам дуги и параметрам ванны, учитывающая гидродинамические процессы в сварочной ванне и позволяющая прогнозировать качество протекания процесса сварки; математическая модель формирования шва при аргонодуговой сварке во внешнем квадрупольном магнитном поле; технологические приемы и решения, обеспечивающие качественное формирование шва.

Научные положения работы были использованы при разработке и внедрении информационно-измерительной системы технологического процесса сварки труб на станах АДС [11] и отработаны на ряде АСУ ТП аргонодуговой сварки, реализованных на базе опытного стана ТЭСА 20-76 Московского трубного завода.

Научные положения работы, касающиеся техники прогнозирования подрезов, были использованы при разработке и апробации информационной системы совместно с вышеупомянутой системой управления процессом сварки пря-мошовных труб на стане АДС Московского трубного завода [17].

Научные положения работы, касающиеся управления в процессе сварки высотой обратного валика с помощью внешнего квадрупольного магнитного поля были использованы при разработке и апробации двухдуговой АСУ ТП

10 сварки прямошовных труб [25].

На защиту выносятся: методика учета влияния неконтролируемых возмущений в законе автоматического регулирования величины тепловложения на основе анализа тепловой модели в системе «дуга-ванна»; методика оценки качества формообразования шва по энергетическим характеристикам дуги и параметрам ванны, позволяющая прогнозировать качество протекания сварочного процесса; математическая модель формирования шва при аргонодуговой сварке в квадрупольном магнитном поле; технические решения и технологические приемы, обеспечивающие качественное формирование шва.

СНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Высокая производительность технологического процесса и необходимое качество шва при аргонодуговой сварке могут быть достигнуты: путем управления качеством формообразования шва вблизи физической границы подреза, разделяющей области качественного и дефектного формирования шва (подрезы), за счет регулирования скорости и тока сварки с учетом тепловых и силовых характеристик дуги; путем использования внешнего квадруполь-ного магнитного поля; путем активного управления тепловложением по математической модели "тепловложение - проплавление". Анализ технологического процесса аргонодуговой сварки на базе тепловой модели показал, что для компенсации отклонений контролируемых параметров режима достаточно изменять ток сварки в соответствии с уравнением регулирования; для компенсации неконтролируемых возмущений, не изменяющих форму поперечного сечения шва, достаточно измерять температуру поверхности изделия и учитывать ее в законе управления; для компенсации действия неконтролируемых возмущении, изменяющих коэффициент формы шва, необходимо оценивать величину критериального параметра Ктм, рассчитываемого по ширине изотермы заданной температуры Т3 и измеряемых Ви и Ти на поверхности выбранного поперечного сечения шва. Нестационарность процессов тепловложения в процессе сварки требует итерационной настройки коэффициентов в законе управления в соответствии с оптимальным одношаговым алгоритмом адаптации на основе измерения значений параметров режима и ширины контролируемой изотермы.

4. Учитывая высокий уровень поля электромагнитных помех, формируемого сварочным оборудованием с тиристорным управлением, для обеспечения помехоустойчивого режима работы измерительной подсистемы необходимо устанавливать фильтры нижних частот с постоянной времени 0,5 с.

5. Использование в однодуговой АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб алгоритма стабилизации погонной энергии позволяет снизить коэффициент вариации погонной энергии с 6 % до 1 %, обеспечить гарантированное проплавление на повышенной не менее, чем на 35 % скорости сварки и устранить избыточное значение величины тепловложения.

6. Разработана методика оценки качества формообразования шва без подрезов, которая позволяет прогнозировать условия возникновения подреза по отношению диаметров силового ёс и теплового ёт пятен. С увеличением скорости сварки при постоянстве глубины проплавления параметр ёс возрастает по экспоненте, параметр ёт растет монотонно, а зависимость глубины подреза Ьп от соотношения этих параметров ёс/ёт имеет линейный характер.

7. Промышленная эксплуатация однодуговой АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб, обеспечивающая качество поверхности сварного шва при гарантированном проплавлении на повышенных скоростях сварки, показала возможность повышения производительности сварки труб на 35 % с получением швов с допустимой по ГОСТ 11068-81 величиной подреза. Ожидаемый экономический эффект от использования системы составит 38 тыс. руб. (в ценах 1987 г.) в год на один стан АДС.

8. Разработана методика контроля высоты обратного валика для аргонодуговой сварки в КМП с помощью оптоэлектронных устройств, позволяющая получать информацию об обратной стороне шва синхронно с процессом сварки. Методика может быть использована в АСУ ТП.

9. Экономический эффект от использования двухдуговой АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб при увеличении скорости сварки как минимум на 35 % и при обеспечении при этом проплавления и отсутствия подрезов на пяти станах составляет 138 тыс. руб. в год (в ценах 1987 г.). Технические характеристики стана АДС 10-60 в комплекте с разработанной АСУ ТП сварки труб позволяет отказаться от возможной закупки иностранного оборудования при обновлении основных фондов трубного производства. Величина ожидаемого эффекта на единицу оборудования от экономии валютных

165 средств составляет 244 тыс. руб. (в ценах 1987 г.). 10.Двухдуговая АСУ ТП сварки в среде аргона прямошовных труб, реализующая составленный на основе тепловой модели алгоритм автоматического регулирования величины проплавления, а также методику управления высотой обратного валика при сварке в квадрупольном магнитном поле обеспечивает на высоких скоростях сварки заданную глубину проплавления, отсутствие грата и подрезов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Практические рекомендации и области возможного применения разработанных АСУ ТП при аргонодуговой сварке различных изделий

Разработанные АСУ ТП позволяют вести процесс дуговой сварки непла-вящимся электродом в среде защитных газов стыковых соединений из нержавеющих сталей толщиной до 6 мм на высоких скоростях с сохранением требуемого качества шва на протяжении всего соединения.

Сварщик-оператор может использовать АСУ ТП в двух режимах работы: информационном и управляющем.

АСУ ТП в информационном режиме позволяет выводить величины параметров процесса сварки на дисплей и/или на принтер. В последнем случае осуществляется документирование процесса сварки изделия.

В режиме управления АСУ ТП реализует различные алгоритмы: стабилизации погонной энергии; управления проплавлением стыка; управления формообразованием шва по заданному критерию.

АСУ ТП сварки обеспечивает визуализацию сцены сварки "электрод - дуга - сварочная ванна" с передачей изображения на терминал сварщика- оператора.

Исходя из вышеизложенного, разработки могут быть рекомендованы для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов различных изделий в авиационно-космической, атомной, металлургической, судостроительной и других отраслях промышленности с некоторыми доделками согласно технических заданий заказчиков.

1. Новые процессы производства труб / Ю.М. Матвеев, Ю.В. Самарянов, П.Г. Гилев и др. — М.: Металлургия, 1969. — 263 с.

2. Петрунии Е.П. Исследование и совершенствование технологии производства нержавеющих прямошовных труб: Дис. . канд. техн. наук. — Днепропетровск, 1969. —155 с.

3. Юхин H.A. Исследование технологических особенностей сварки прямошовных труб из сталей аустенитного класса типа 18 — 8 на форсированных режимах: Дис. канд. техн. наук: — М., 1975. — 177 с.

4. Определение жидкой прослойки под дугой / A.B. Чернов, Э.А. Гладков, А.И. Акулов и др. // Изв. вузов. Машиностроение. — 1979. — № 9. — С. 131 — 135.

5. Lin M.L., Eagar T.W. Influence of arc pressure on weld pool geometry // Welding Journal. 1985. - Vol.64, № 6. - P. 163 - 169.

6. Чернышов Г.Г. Дуговая сварка в среде защитных газов // Итоги науки и техники. Сер. Сварка/ВИНИТИ(М.)-1982.-T. 14.-С. 117-165.

7. Садыров К.А. Разработка метода контроля и управления качеством формообразования шва по оценке энергетических характеристик дуги и параметров ванны с помощью оптоэлектронных устройств: Дис. . канд. техн. наук. -М., 1987.-140 с.

8. Lucas W. TIG and plasma welding in the 80S: Part 3. TIG applications // Metal Construction. 1982. - Vol. 14, № 11. - p. 593 - 599.

9. Lucas W. TIG and plasma welding in the 80S: Part 4. Plasma and pulsed current applications // Metal Construction. 1982. - Vol.14, № 12. - P. 659 — 665.

10. A.c. 1346369 (СССР), Способ автоматического регулирования глубины про-плавления при сварке неплавящимся электродом / Э.А. Гладков, H.A. Шир-ковский, О.Н. Киселев // Открытия. Изобретения. — 1987. — № 39.

11. Комплекс технических средств и оценка эффективности функционирования

12. АСУ процесса аргонодуговой сварки труб / Э.А. Гладков, H.A. Ширковский, О.Н. Киселев и др. // Сварочное производство. — 1986. — №11. — С. 3 — 5.

13. Патон Б.Е., Мандельберг C.JL, Сидоренко Б.Г. Некоторые особенности формирования шва при сварке с повышенной скоростью // Автоматическая сварка. 1971. -№ 8. -С. 1-6.

14. Патон Б.Е. Проблемы комплексной автоматизации сварочного производства // Автоматическая сварка. — 1981. — № 1. — С. 1 — 6.

15. Чернышов Г.Г., Садыров К.А., Киселев О.Н. Оценка качества формообразования стыкового шва труб по энергетическим характеристикам дуги и параметрам ванны // Сварочное производство. — 1988. — № 6. — С. 12 — 13.

16. Increasing pipe welding productivity. How to make arc welding processes more effective. / K.A. Sadirov, E.A. Gladkov, O.N. Kiselev et al. // The Tube & Pipe Journal. 1997. - Vol. 8, № 1. - P. 24 - 26.

17. A.c. 1426720 (СССР) Способ получения гарантированного проплавления кромок при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом / Э.А. Гладков, К.А. Садыров, О.Н. Киселев и др. // Открытия. Изобретения. 1988. — № 36.

18. Григоренко В.В. Совершенствование технологического процесса аргонодуговой сварки в квадрупольном магнитном поле тонкостенных конструкций из аустенитных сталей для пищевой промышленности: Дис. . канд. техн. наук. -М., 1990.-159 с.

19. Математическая модель аргонодуговой сварки в квадрупольном магнитном поле / Г.Г. Чернышов, В.В. Григоренко, О.Н. Киселев и др. // Сварочное производство. 1989. - № 8 - С. 31 - 33.

20. Григоренко В.В., Киселев О.Н., Чернышов Г.Г. Анализ математической модели формирования шва и результаты практической оценки ее при сварке на образцах // Сварочное производство. — 1994. — № 2. — С. 30 — 32.

21. Влияние квадрупольного магнитного поля на распределение тока в сварочной ванне / В.В. Григоренко, О.Н. Киселев, Г.Г. Чернышов и др. // Сварочное производство. — 1994. — № 12. С. 19 — 23.

22. Повышение производительности стана АДС при сварке прямошовных труб по двухдуговой технологии с использованием внешнего магнитного поля / О.Н. Киселев, Г.Г. Чернышов, Э.А. Гладков и др. // Сварочное производство. 1995. -№ 2. - С. 9 - 12.

23. Методика контроля высоты обратного валика при аргонодуговой сварке не-плавящимся электродом во внешнем квадрупольном магнитном поле / В.В. Григоренко, О.Н. Киселев, Г.Г. Чернышов и др. // Сварочное производство. 1995. -№ 1. - С. 16-18.

24. Чернышов Г.Г. Физические основы управления формообразованием шва по параметрам электродинамических процессов в системе "дуга ванна - шов" при автоматической сварке плавлением: Дис. . докт. техн. наук. — М., 1988. -400 с.

25. Пат. 2086371 РФ, МПК 6 В 23 К 9/08. Способ двухдуговой сварки / О.Н. Киселев, В.В. Григоренко, Г.Г. Чернышов, Э.А. Гладков, A.M. Рыбачук и др. — № 95121960/02; Заявл. 27.12.95 //Изобретения. 1997. -№ 22.

26. Львов Н.С., Гладков Э.А. Автоматика и автоматизация сварочных процессов: Учебное пособие для вузов. — М.: Машиностроение, 1982. — 302 с.

27. Мечев B.C., Ерошенко Л.Е. Влияние угла заточки неплавящегося электрода на параметры, электрической дуги при сварке в аргоне // Сварочное производство. 1976. -№ 7. - С. 4-7.

28. Букаров В.А. Регулирование проплавления металла и величины проплава при сварке стыковых соединений: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1973. — 172 с.

29. Ерохин А.А. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономерности. — М.: Машиностроение, 1973. —448 с.

30. Разработка технологии прокатки труб из нержавеющих сталей на станах ХПТР и ХПТ и холодного волочения труб из сварной заготовки: Научн. техн. отчет. / МИС и С; Руководитель темы П.И. Полухин; Инв. № М542. — М., 1963.-160 с.

31. McGlone I.C. Weld bead geometry prediction // Metal Construction. — 1982. — Vol.14, № 7. P. 378 - 384.

32. Гладков Э.А., Cac A.B., Ширковский H.A. Управление сваркой плавлением по идентифицируемым моделям // Изв. вузов. Машиностроение. — 1983. — №7.-С. 101-107.

33. Информационно-измерительная система технологического процесса сварки труб на станах аргонодуговой сварки / Э.А. Гладков, А.В. Cac, О.Н Киселев и др. // Сварочное производство. — 1984. — № 2. — С. 25 — 27.

34. Eagar T.W., Tsai N.S. Temperature fields produced by travelling distributed heat sources // Welding Journal. 1983. - Vol.62, № 12. - P. 346 - 354.

35. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ,-М.: Мир, 1986.-318 с.

36. Bates В.Е., Hardt D.E. A real time calibrated thermal model for closed-loop weld bead geometry control // Journal of dynamic systems, Measurement and Control. 1985. - Vol.107, № 3. -P. 25 - 33.

37. Cac A.B. Исследование и разработка оптимальной системы управления качеством сварки труб на станах АДС: Дис. . канд. наук. — М., 1980. — 146 с.

38. Лосев В.М., Cac А.В., Гладков Э.А. Вопросы идентификации моделей в дуговой сварке // Труды МВТУ им. Н.Э. Баумана. 1981. - № 363. - С. 101 -110.

39. Harris P., Smith B.L. Factorial techniques for weld. Quality prediction // Metal Construction. 1983. - Vol. 15, № 11. - P. 661 - 666.

40. The interactions of process variables — their influence on weld dimensions in

41. GMA welds oil steel plate / K. Thorn, M. Feenstra, I.C. Young et al. // Metal Construction.-1982.-Vol. 14,№3.-P. 128-133.

42. Сагалевич B.M., Золотарев B.B. Тепловые процессы при сварке: Учебное пособие для втузов. — Николаев: Издательство НКИ им. адм. С.О. Макарова, 1982. 105 с.

43. Гухман A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена. — М.: Высшая школа, 1967. — 302 с.

44. Кривошея В.Е. Математические методы расчёта параметров режима автоматической сварки под флюсом стыковых соединений без скоса кромок // Автоматическая сварка. — 1978. — № 2. — С. 5 — 8.

45. Кривошея В.Е. Применение методов подобия и размерностей для расчета размера швов при автоматической сварке под флюсом стыковых соединений без скоса кромок // Автоматическая сварка. — 1978. — №1. — С. 7 — 11.

46. Ерохин A.A., Букаров В.А., Ищенко Ю.С. Расчет основных параметров ванны при сварке пластин // Сварочное производство. — 1970. — № 12. — С. 1 — 3.

47. Система автоматического управления для аргонодуговой сварки неповоротных стыков труб / Н.В. Подола, П.М. Руденко, A.M. Кобылин и др. // Автоматическая .сварка. — 1986. — № 10. — С. 42 — 45.

48. Gros!. P.J., Trabant Е.А. Arc welding temperature // Welding Journal. — 1956. —

49. Л7„д ос хг„ о т» -эгч/: ллл VUI. JJ. JVZ О. -i". J7U — tuu.

50. Dreper С., Eagar T.W., Szekely I. Convection in arc weld pools // Welding Journal. 1983, - Vol 62, № IL —P, 307 — 312.

51. Гладков Э.А., Гуслистов И.А., Сас A.B. Динамические процессы в сварочной ванне при вариации действующих сил // Сварочное производство. — 1974.-№ 4.-С. 5-6.

52. Гладков Э.А., Сас A.B. Динамические характеристики свободной дуги постоянного тока с неплавящимся электродом // Сварочное производство. — 1979.-№3.-С. 3-4.

53. Гладков Э.А. Автоматическое управление процессом дуговой сварки неплавящимся электродом: Дис. докт. техн. наук. — М., 1977. —422 с.

54. Ковалев И.М. Влияние движения металла в сварочной ванне на устойчивость и формирование шва // Сварочное производство. — 1974. — № 8. — С. 5 — 7.

55. Деев Г.Ф., Пацкевич И.Р. Дефекты сварных швов. — Киев: Наукова думка, 1984.-200 с.

56. Shimada W., Hoshinouchi S. Study the process of the weld bead formation in TIG from the low pressure // Journal of Japan Welding Society. — 1982. — Vol. 51, №3.-P. 280-286.

57. Ковтун В.Л. Разработка методики критериальной оценки формирования шва при сварке труб неплавящимся электродом на повышенных скоростях: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1985. —155 с.

58. Визуально-оптический панорамный контроль качества сварных соединений при аргонодуговой сварке / И.В. Шергов, Ф.В. Воронин, Е.Г. Ревков и др. // Сварочное производство. — 1986. — № 2. — с. 9 — 11.

59. Гладков Э.А., Чернышов Г.Г., Садыров К.А. Оптоэлектронные методы исследования световых характеристик сварочной дуги в аргоне // Изв. вузов. Машиностроение. 1987. - № 11. - С. 110 -114.

60. Гусаков Г.Н. Исследование процесса образования шва и разработка технологии автоматической аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом неповоротных стыков трубопроводов из аустенитных сталей: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1972. —220 с.

61. Давыдов В.А., Колупаев Ю.Ф., Сидоров A.B. Регулирование формы обратной стороны корневого шва при дуговой сварке стыковых соединений с разделкой кромок // Сварочное производство. — 1987. — № 11.— С. 9 — 11.

62. Pat. 63-235076 Japan МКИ В 23 К 9/16. URANAMI welding method / KAZUO TANAKA; KOBE STEEL LTD.

63. A.c. 1454503 (СССР). Способ сварки модулированным током / В.П. Черныш, В.А. Прохоренко, П.В. Кандауров // Открытия. Изобретения. — 1989. — № 4.

64. Оптимизация формирования швов при дуговой сварке со сквозным про-плавлением на весу / Б.М. Березовский, И.В. Суздалев, А.Г. Крамаренко и др. // Сварочное производство. — 1988. — № 3. — С. 29 — 31.

65. Производство сварных и бесшовных труб / Под ред. Ю. М. Матвеева — М.: Машгиз, 1964. Вып. 1. — 80 с.

66. Рыбачук А.М. Разработка и исследование способа формирования шва поперечным магнитным полем: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1979, — 176 с.

67. Arata Y., Hiroshi М. Magnetic control of arc plasma and its application to welding // Welding in the World. 1972. - Vol. 10, № 7/8. - P. 45 - 61.

68. A.c. 654964 (СССР). Магнитная система / А.И. Акулов, Б.К. Буль, A.M. Рыбачук и др. // Открытия. Изобретения. — 1979. — № 12.

69. Houldcraft Р.Т. Developing precision assembly by welding // Metal Construction.- 1977. Vol. 9, № 8. -P. 337 - 344.

70. Чернов A.B. Управление процессом аргонодуговой сварки на основе идентификации температурного поля поверхности металла очага плавления: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1978. — 149 с.

71. Salter C.R., Doherty I. Procedure selection for arc welding // Metal Construction.- 1981. Vol. 13, № 9. - P. 544 - 550.

72. Гладков Э.А. Построение параметрических регуляторов глубины проплавления при сварке неплавящимся электродом // Автоматическая сварка. — 1976.-№4.-С. 18-23.

73. Устройство для контроля величины проплавления при сварке нержавеющих труб на станах АДС / И.А. Гуслистов, Э.А. Гладков, Е.М. Кричевский и др.

74. Сварочное производство. — 1973. — № 2. — С. 46 — 47.

75. Лебедев В.К., Панчевцев Ю.А., Драгомерецкий Е.С. Исследование возможности применения фотоэлектрического датчика // Автоматическая сварка. — 1973. -№ 2.-С. 25-27.

76. Гуслистов И.А. Исследование и разработка системы автоматического регулирования величины проплавления при сварке труб на станах АДС: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1978. — 194 с.

77. Гладков Э.А., Гуслистов И.А. Зависимость лучистого потока от параметров сварочной ванны // Автоматическая сварка. — 1977. — № 12. — С. 9 — 12.

78. О связи температуры поверхности очага плавления с величиной проплавле-ния / А.И. Акулов, Э.А. Гладков, H.A. Юхин, и др. // Изв. вузов. Машиностроение. 1981. -№ 10. - С. 106 - 109.

79. Заявка 50 — 3987 Япония, МКИ В 23 К 9/12. Способ управления глубиной проплавления при автоматической дуговой сварке / Уэяма Фумио; Осака дэнки К.К. (Япония) // Изобретения за рубежом. — 1975. — Вып. 8, № 20. — С. 54.

80. A.c. 1013163 (СССР). Способ автоматического регулирования глубины проплавления при автоматической дуговой сварке / A.B. Сас, A.B. Чернов, Э.А. Гладков; и др. // Открытия. Изобретения. — 1983. — № 15.

81. A.c. 1123803 (СССР). Способ регулирования глубины проплавления при автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом без присадочной проволоки / Б.Е. Патон, В.К. Лебедев, Н.В. Подола и др. // Открытия. Изобретения. —1984. — № 42.

82. Chin В.A., Hadsen N.H., Gooding I.S. Infrared thermograph for sensing the arc welding process // Welding Journal. —1983. Vol.62, № 9. - P. 227 - 234.

83. Adaptive welding by fiber optic thermographic sensing: an analysis of thermal and instrumental considerations / LP. Boillot, P. Ciebo, G. Bebin et al. // Welding Journal. 1985. - Vol. 64, № 7. - P. 209 - 217.

84. Процессы плавления основного металла при сварке / Под ред. H.H. Рыкалина. М.: Издательство АН СССР, 1960. - 96 с.

85. Теоретические основы сварки: Учебное пособие для вузов. / В.В. Фролов,

86. B.А. Винокуров, В.Н. Волченко и др.; Под ред. В.В. Фролова. — М.: Высшая школа, 1970. - 592 с.

87. Сас A.B., Гладков Э.А. Технологический процесс дуговой сварки как объект в АСУ // Изв. вузов. Машиностроение. — 1983. — № 8. — С. 144 — 146.

88. Рей У. Методы управления технологическими процессами: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983. 368 с.

89. Райбман Н.С. Основы управления технологическими процессами. — М.: Наука, 1978.-440 с.

90. Райбман Н.С., Чадеев В.М. Построение моделей процессов производства. -М.;. Энергия, 1975.-376 с.

91. Чернышов Г.Г., Ковтун В.Л. Влияние теплового потока и давления дуги на предельную скорость сварки // Сварочное производство. — 1985. — № 2. —1. C. 14-15.

92. Адаптивная АСУ процесса аргонодуговой сварки труб / H.A. Ширковский, Э.А. Гладков, О.Н. Киселев. // Сварочное производство. — 1986. — №11.— С. 1-3.

93. Savage W., Nippes Е., Agusa К. Effect of arc force on defect formation in GTA-welding // Welding Journal. 1979. - Vol.59, № 7. - P. 212 - 224.

94. Wealens I., Adams B. Undercutting and weld bead, turbulence in TIG-welding // Welding and Metal Fabrication. 1969. - № 6. - P. 255 - 257.

95. Ластовиря B.H., Виноградов В.А. Принципы построения автоматизированной системы управления процессом электронно-лучевой сварки // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Сварка в ядерной технологии (М.) — 1985. — Вып. 1 (14).- С. 114-120.

96. Гуслистов И.А., Гладков Э.А., Львов В.Н. Устройство для контроля противления при аргонодуговой сварке // Сварочное производство. — 1973. — №2.- С. 46-47.

97. Pat. 4357517 USA, МКИ В 23 К 15/00. Electron beam welding with Ьеаш focus controlled responsive to absorbed beam power / В J.M. de Sivry; Française des Petroles Со.

98. Алов А.А. К вопросу о природе сварочной дуги // Автогенное дело. — 1939. — № 9. — С. 5 — 8.

99. Лямбах Р.В., Шишкинский В.И., Автоматизация технологических процессов холодной прокатки листов. — М.: Металлургия, 1981. — 264 с.

100. Адабашьян В.А., Докукина Е.В. Приборы и средства автоматизации для металлургии: Каталог-справочник. — М.: Металлургия, 1980. — 88 с.

101. Специальные средства автоматизации для черной металлургии: Каталог / ЦНИИТЭИ черной металлургии. — М., 1980. — 51 с.

102. Климовицкий М.Д., Шишкинский В.И. Приборы автоматического контроля в металлургии: Справочник. — М.: Металлургия, 1979. —296 с.

103. ТУ 14-212-112-90 Толщиномеры рентгеновские ТРХ-7180, ТРХ-7195. -М., 1989.-20 с.

104. Средства измерения линейных и угловых размеров в машиностроении: Каталог / A.B. Высоцкий, ред. — М.: Минстанкопром, 1980. — 60 с.

105. ТУ25-06.2069-85 Толщиномер контактный КМ-8. М., 1985. - 15 с.

106. Богорад Г.З., Киблицкий В.А. Цифровые регуляторы и измерители скорости. — М. — Д.: Энергия, 1966. — 125 с.

107. ТУ2-024-4827-95 Преобразователь измерительный круговых перемещений типа ВЕ51 В. М., 1995. - 25 с.

108. Поскачей A.A., Чарихов JI.A. Пирометрия объектов с изменяющейся из-лучательной способностью. — М.: Машиностроение, 1978. —200 с.

109. Харазов В.Г. Автоматизация высокотемпературных процессов. — Л.: Энергия, 1974.-112 с.

110. Температурные измерения: Справочник / O.A. Геращенко, А.Н. Гордов, В.И. Лах и др.; Отв. ред. O.A. Геращенко — Киев: Наукова думка, 1989. — 704 с.

111. Лах В.И., Самченко Г.П. Агрегатированный комплекс пирометрических преобразователей и пирометров излучения АПИР-С // Приборы и системы управления. 1980. -№ 5. - С. 13 - 17.

112. Агрегатный комплекс стационарных пирометрических преобразователей и пирометров излучения АПИР С: Каталог / Т.М. Кучерук, ред. — Львов: Львовское НПО "Термоприбор", 1981. — 31 с.

113. ТУ25-02.282094-79 Преобразователи пирометрические частичного излучения ПЧД-111, ПЧД-121, ПЧД-131. -М., 1979. 30 с.

114. ТУ25-02.293092-79 Преобразователи измерительные вторичные ПВ-3. — М., 1979-40 с.

115. ТУ25-06.1511-91 Шунты измерительные стационарные взаимозаменяемые 75ШС и 75ШСМ. — М., 1991. 15 с.

116. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983.-Т.1.-598 с.

117. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. -М.: Радио и связь, 1986. — 264 с.

118. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1972. — 368 с.

119. Волченко В.Н. Вероятность и достоверность оценки качества металлопродукции. — М.: Металлургия, 1979. — 88 с.

120. Шилов Г.Е. Математический анализ. Функции нескольких вещественных переменных. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1972. — 624 с.

121. Петров A.B. Определение силового воздействия дуги на сварочную ванну // Автоматическая сварка. — 1979. — № 9. — С. 36 — 37.

122. Акулов А.И., Рыбачук A.M. Удержание жидкого металла сварочной ванны поперечным магнитным полем // Сварочное производство. — 1972. — № 2. — С. 3 — 5.

123. A.c. 1442345 (СССР). Способ двухдуговой сварки / A.M. Рыбачук, Г.Г. Чер-нышов, Э.А. Гладков и др. // Открытия. Изобретения. — 1988. — № 37.

124. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента: Справочник / С.О. Охапкин, A.A. Кузнецов, О.М. Алифанов и др.; Под. ред. С.О. Охапки на — М.: Машиностроение, 1970.-567 с.

125. Гуляев Г.И., Войцеленок СЛ. Качество электросварных труб. — М.: Металлургия, 1978. — 256 с.

126. Влияние параметров аргонодуговой сварки неплавящимся электродом на коррозионные свойства и структуру сварных швов из стали 12Х18Н10Т / В.Н. Львов, Е.М. Кричевский, С.Л. Войцеленок и др. // Сварочное производство. 1977. - № 1. - С. 26 - 28.

127. Ширковский H.A. Стабилизация проплавления при сварке на повышенных скоростях труб на станах АДС с использованием адаптивной микрокомпьютерной системы управления: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1987. -141с.

128. УТВЕРЖДАЮ' .РОРБКТОР ПО НАУЧНОЙ РАБОТЕим« НоЭо Бауманаоваяие вуза-разработчика)- •олесншсов К*С*1. М.И. .ял ¿v^1. Форма 10 НИР>

129. УТВЕРЖДАЮ* ¡ТЕЛЬ ПРЕДПРИЯТИЯтрубный заврдиатия-заказчика)1. ВШЛШГД.М кииr.f.S V.

130. ЫПОЛНЕНА (ВНЕДРЕНА) В СООТВЕТСТВИИ С ТЕХНИЧЕСКИМ ЗАДАНИЕМ В ПОЛНОМ '' , J.

131. ЗЪЕМЕ И В УСТАНОВЛЕННЫЕ СРОКИ. '. ' '

132. М>ЕКТИВНОСТЬ, flOCTt ГНУТАЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И В РЕЗУЛЬ* . 1ТБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ F АЗРАБОТОК:

133. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛ1 СОЦИАЛЬНАЯ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ (количественная харак-ристика показателей пунл~а 'Б'), а именно: ЭКОНОМИЯ ТРУДОВЫХ РЕСУРСОВпо трудоемкости- (нормо-час/год) 'do количеству работающих (рабочих) • (чел/год) vr

134. НАИМЕНОВАНИЕ И НОМЕРА ДОКУМЕНТОВ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИХ ВНЕДРЕНИЕ ; ; . .V-V/iакты приемных комиссий, решения НТС, конструкторские извещения, руководящие мате- . .риалы, приказы и т.д.)