Определение нестабильности процесса МАГ сварки по искажению акустических параметров дуги

Abstract

При дуговой сварке плавящимся электродом отклонение фактических параметров процесса от заданного режима приводит к появлению дефектов, снижающих качество сварного соединения. В настоящее время в условиях промышленного производства выявление такого рода отклонений непосредственно в процессе сварки фиксируется, в основном, путем анализа осциллограмм сварочного тока и напряжения. Метод корректировки параметров сварки, который используют в современных источниках питания, основан на измерении электрических параметров, например, сварочного тока и напряжения, по которым судят о длине дуги. При этом существенно снижаются возможности однозначной оценки длины дуги из-за сложения погрешностей измерения нескольких электрических параметров. В соответствии с планом НИР Института сварки и родственных технологий (Welding and Joining Institute) эта проблема была решена на основании установленной нами четкой зависимости между длиной дуги и параметрами акустических искажений, фиксируемых при использовании дуги в качестве источника звуковых колебаний. Для выявления отклонений сварочных параметров от установленных значений непосредственно в процессе сварки анализировали воспринимаемые специальным микрофоном аудиосигналы, генерируемые сварочной дугой при модулировании сварочного тока импульсами от внешнего источника синусоидальных колебаний в звуковом и ультразвуковом диапазоне. Коэффициент гармонических искажений ТНД (Total Harmony Distortion) и отношение сигнал–помеха, включая шумы и искажения SINAD (Signal-to-Interference ratio including Noise and Distortion) оказались наиболее надежными электроакустическими параметрами, однозначно и воспроизводимо фиксирующими изменения геометрии сварочной дуги. Из этого следует и обратный вывод о том, что в случае поддержания этих параметров в заданном диапазоне дуга не изменяет свои геометрические размеры. Модуляция сварочной дуги и анализ акустической информации представляет достаточно надежную альтернативу существующим методам, основанным на измерении электрических параметров. Данная статья посвящена исследованиям именно этого метода. Библиогр. 10, рис. 6.