20
3.1 OPĆENITO O MJERENJU PARAMETARA ZAVARIVANJA 3.1.1 Glavni parametri elektrolučnih postupaka zavarivanja Elektrolučni postupci zavarivanja međusobno se dosta razlikuju ali svima je zajedničko da postoji električni luk, a također im je zajedničko da se ubrajaju u postupke zavarivanja taljenjem. Električni luk se uspostavlja između dvije elektrode, a to su kod zavarivanja elektroda (koja može biti i dodatni materijal) i radni komad. Postupak elektrolučnog zavarivanja možemo shematski prikazati slikom 3.1. Izvor elektri č ne struje za zavarivanje Elektroda Elektrièni lu k Radni komad Slika 3.1 Shematski prikaz elektrolučnog zavarivanja Električni luk je intezivno izbijanje u jako ioniziranoj smjesi plinova i para različitih materijala koji nastaju prvenstveno od metala elektrode, obloge, zaštitnih plinova ili praškova. Kod raznih autora postoje različitosti u skupu parametara zavarivanja , ali svi se slažu u jednome da je propisivanje parametara zavarivanja neophodno za dobivanje kvalitetnog zavarenog spoja. Pravilnim propisivanjem i provođenjem parametara zavarivanja osigurava se kvalitetan zavar, zavar bez proizvodnih, strukturnih i geometrijskih pogrešaka, odnosno sa potrebnim mehaničkim svojstvima. Može se reći da skup glavnih parametara zavarivanja za određeni materijal i geometriju (debljina, ostale dimenzije) određuje slijedeće veličine: - napon električnog luka, U(V) - jakost struje za zavarivanje, I(A) - brzina zavarivanja, v(mm/s) - stupanj iskorištenja energije u električnom luku, η(-) - unesena toplina, E ef - temperatura metala koji se zavaruje definirana temperaturom predgrijavanja i - temperaturom međuprolaza . Kao važne varijable elektrolučnih postupaka često se navode: - duljina(visina) električnog luka L(mm) - promjer elektrode odnosno žice - vrsta i polaritet struje - duljina slobodnog kraja žice Na slici 3.2 shematski je prikazan električni luk, gdje se mogu uočiti glavni parametri i važne varijable kod elektrolučnog zavarivanja.

UTJECAJ PARAMETARA ZAVARIVANJA

Embed Size (px)

DESCRIPTION

OPĆENITO O MJERENJU PARAMETARA ZAVARIVANJAGlavni parametri elektrolučnih postupaka zavarivanja

Citation preview

  • 3.1 OPENITO O MJERENJU PARAMETARA ZAVARIVANJA

    3.1.1 Glavni parametri elektrolunih postupaka zavarivanja

    Elektroluni postupci zavarivanja meusobno se dosta razlikuju ali svima jezajedniko da postoji elektrini luk, a takoer im je zajedniko da se ubrajaju u postupkezavarivanja taljenjem. Elektrini luk se uspostavlja izmeu dvije elektrode, a to su kodzavarivanja elektroda (koja moe biti i dodatni materijal) i radni komad.

    Postupak elektrolunog zavarivanja moemo shematski prikazati slikom 3.1.

    Izvor elektrine struje za zavarivanje

    Elektroda Elektrini luk

    Radni komad

    Slika 3.1 Shematski prikaz elektrolunog zavarivanja

    Elektrini luk je intezivno izbijanje u jako ioniziranoj smjesi plinova i para razliitihmaterijala koji nastaju prvenstveno od metala elektrode, obloge, zatitnih plinova ili prakova.

    Kod raznih autora postoje razliitosti u skupu parametara zavarivanja , ali svi se slauu jednome da je propisivanje parametara zavarivanja neophodno za dobivanje kvalitetnogzavarenog spoja. Pravilnim propisivanjem i provoenjem parametara zavarivanja osiguravase kvalitetan zavar, zavar bez proizvodnih, strukturnih i geometrijskih pogreaka, odnosno sapotrebnim mehanikim svojstvima.

    Moe se rei da skup glavnih parametara zavarivanja za odreeni materijal i geometriju(debljina, ostale dimenzije) odreuje slijedee veliine:

    - napon elektrinog luka, U(V)- jakost struje za zavarivanje, I(A)- brzina zavarivanja, v(mm/s)- stupanj iskoritenja energije u elektrinom luku, (-)- unesena toplina, Eef- temperatura metala koji se zavaruje definirana temperaturom predgrijavanja i- temperaturom meuprolaza .

    Kao vane varijable elektrolunih postupaka esto se navode:- duljina(visina) elektrinog luka L(mm)- promjer elektrode odnosno ice- vrsta i polaritet struje- duljina slobodnog kraja ice

    Na slici 3.2 shematski je prikazan elektrini luk, gdje se mogu uoiti glavni parametrii vane varijable kod elektrolunog zavarivanja.

  • naponluka

    udaljenost odkontakta doradne povrine

    duljina slobodnog kraja elektrode

    duljina luka

    udaljenost sapniceod radne povrine

    brzinazavarivanja

    Slika 3.2 Duljina slobodnog kraja ice i duljina elektrinog luka

    Prilikom propisivanja parametara zavarivanja treba imati na umu njihove meusobneodnose i utjecaje. Kod REL zavarivanja radnik u toku rada nastoji odrati duljinu lukakonstantnim, a time i napon.

    Napon elektrinog luka pri zavarivanju kree se orijentacijski u granicama od 18 do35 V. Duljina luka odreuje i napon luka, a kod REL postupaka zavarivanja ovisi o promjeruelektrode i tipu njene obloge. U praksi se kod REL postupaka zavarivanja duljina elektrinogluka odreuje orijentacijski na osnovu promjera i tipa obloge elektrode. Tako se u praksikoriste slijedee orijentacijske vrijednosti za duljinu elektrinog luka:

    L= d(mm) (za rutine, kisele, celulozne obloene elektrode) L= 0,5 d(mm) (za bazino obloene elektrode)

    Pri REL zavarivanju nije mogue drati parametre zavarivanja konstantnim zbogsamoga naina izvoenja postupka zavarivanja. Normalno je da zavarivau zadrhti ruka, tu jeprisutan i utjecaj okoline te je normalno da se parametri zavarivanja uzimaju orijentacijski.Kod poluautomatiziranih postupaka zavarivanja, duljina luka i duljina slobodnog kraja icevrlo je bitna i zbog njihovog utjecaja na kvalitetu zavarenog spoja i stabilnost procesazavarivanja te se veliine nastoje odrati nepromijenjene tijekom zavarivanja.

    Struja zavarivanja kod REL zavarivanja obino zavariva bira samo jedanparametar na ureaju za zavarivanje, a to je struja zavarivanja. Struja zavarivanja prvenstvenoovisi o promjeru elektrode koja e se koristiti u radu, to opet ovisi o debljini i vrsti radnogkomada, o kemijskom sastavu elektrode jezgre, te o poloaju zavarivanja. Proizvoa dajeupute o preporuenim veliinama struje, a za grubo pravilo moe se uzeti podatak da strujazavarivanja pri zavarivanju obinom elektrodom iznosi 30 do 40 A za svaki milimetarpromjera jezgre.

    U sluaju zavarivanja u prisilnim poloajima struja zavarivanja koja je navedena u podacimaproizvoaa smanjuje se za 15 do 20 %.Polaritet i vrsta struje izabiru se prema vrsti obloge elektrode.U sluaju koritenja bazine obloene elektrode, elektrini luk ima manju duljinu zbog teeionizacije, to je posljedica sastava obloge. U sluaju da struja zavarivanja nije dobroodabrana, mijenja se oblik zavara kao i dubina penetracije.

  • Karakteristini primjeri pokazani su na slici 3.3

    a b c

    Slika 3.3 Utjecaj struje zavarivanja na oblik zavara [8]

    a - premala struja zavarivanja b - prejaka struja zavarivanja c - odgovarajua struja zavarivanja

    Kod premale struje zavarivanja navar je uzak i ima izrazito nadvien oblik (slika 2. 3. a).Rastaljeni metal je relativno hladan i zbog toga nema dobro razlijevanje, a nema nitizagrijavanja osnovnog materijala pa je i penetracija mala. Kod prejake struje zavarivanja postoji velika koliina taline niske povrinske napetostipa se dobiva irok razliven zavar (slika 3.3.b). Karakteristika zavara je da uz rubove zavarapostoje zajedi. Velika koliina energije protaljuje osnovni materijal pa postoji i opasnost odprevelike penetracije i protaljivanja materijala. Kad je struja zavarivanja odgovarajua, zavar ima zadovoljavajuu penetraciju, malonadvienje i blage prijelaze sa zavara prema osnovnom materijalu (slika 3.3. c). Geometrijskioblik zavara znaajno ovisi o parametrima zavarivanja od kojih su najznaajniji strujazavarivanja, napon na elektrinom luku te brzina zavarivanja. Promjena jednoga parametraizaziva odmah i promjenu ostalih parametara. Parametri koji utjeu na geometrijski oblikzavara su na primjer slobodna duljina ice, mjesto prikljuka mase na radni komad, nagibradnog komada, a postoje i jo neki. Zbog toga je mogua upotreba jaih struja zavarivanja,stvara se velika koliina taline te se osigurava velika penetracija. To stvara uvjete zamogunost procurenja taline na korijenskoj strani. U svrhu spreavanja te pojave, odnosno dabi se pravilno oblikovao korijen zavara primjenjuju se podloge razliitih oblika iz razliitihmaterijala.

    Utjecaj struje, napona i brzine zavarivanja kao glavnih parametara zavarivanja naoblik zavara mogu se jasnije uoiti na slici 3.4

    b

    p

    ph

    I

    bhp b

    p

    h

    Utjecaj struje zavarivanja na oblik zavara

    I

    U

    bhp

    Utjecaj napona zavarivanja na oblik zavara

    Uh

    b

    p

    bhp

    Utjecaj brzine zavarivanja na oblik zavara

    h

    b

    p

    V zV z

    Slika 3.4 Utjecaj glavnih parametara zavarivanja na oblik zavara [9]

  • Definicija jakosti struje (I), napona elektrinog luka (U), brzine zavarivanja (Vz) istupanj iskoritenja energije u elektrinom luku definira se i toplinski input, (E). Veza izmeunavedenih veliina i toplinskog inputa moe se pokazati izrazom:

    E = U . I v

    , J mm (3 .1)

    E = U . I v ,

    J mm

    . (3 .2)

    gdje je E vrijednost toplinskog inputa, a Eef vrijednost efektivnog toplinskog inputa koji uzimau obzir stupanj iskoritenja energije u elektrinom luku.

    Stupanj korisnog djelovanja . Da bi odreivanje toplinskog inputa bilo dovoljno tono,moramo poznavati vrijednost stupnja korisnog djelovanja elektrinog luka. Orijentacijske

    vrijednosti stupnja korisnog djelovanja u elektrinom luku za pojedine postupkeelektrolunog zavarivanja su:

    -REL postupak zavarivanja : 1= = 0,65 0,85-MAG/MIG postupak zavarivanja : 1= = 0,65 0,85-TIG postupak zavarivanja : 1= = 0,2 0,65-EPP postupak zavarivanja : 1= = 0,9 0,95

    U svakom pogonu mogue je jednostavno eksperimentalno odreivanje stupnja korisnogdjelovanja u elektrinom luku. Gubici topline javljaju se usred zraenja u elektrinom luku,konvencije (strujanje plinova uz elektrini luk), te prskanje kapljica rastaljenog dodatnogmaterijala iz elektrinog luka.

    Temperatura predgrijavanja je znaajna iz vie razloga. Predgrijavanjem se unositoplina to poveava ukupno unesenu toplinu u zavar. Predgrijavanjem se unosi tzv.sekundarna toplina u zavareni spoj, pa se tako smanjuje brzina hlaenja, ime se dajemogunost dueg trajanja izlaska vodika iz zavarenog spoja i smanjuje se vjerojatnostnastajanja hladnih pukotina. Pored toga, predgrijavanjem se s povrine lima odstranjuje tzv.vezana vlaga, i smanjuju zaostale napetosti zbog zavarivanja. Da bi se izbjegla pojava hladnihpukotina, temperatura predgrijavanja mora biti dovoljno visoka kako bi hlaenje zavarenogspoja bilo dovoljno dugo zbog mogunosti izlaska vodika iz zavarenog spoja. Vrijednosttemperature predgrijavanja ovisi o udjelu kemijskih elemenata u osnovnom materijalu,odnosno kemijskom sastavu kao i debljini osnovnog materijala i udjela difuzijskog vodika uzavarenom spoju. Temperatura izmeu prolaza je praktino temperatura predgrijavanja zasljedei prolaz, mjerena na sredini ava. Temperatura predgrijavanja orijentacijski se odreujena osnovu eksperimentalno dobivenih formula, a potvruje se eksperimentalnim radovima icertifikacijom postupaka zavarivanja. Proraun se zasniva na kemijskom sastavu osnovnogmaterijala, sadraja difuzijskog vodika u zavarenom spoju, debljini materijala koji sezavaruje.

    3.1.2 Praenje, registracija i statistika obrada glavnih parametara elektrolunog zavarivanja pomou " on - line monitoring " sistema

  • Suvremena moderna elektronika koja se, izmeu ostaloga, ugrauje u opremu zazavarivanje, te za prikupljanje i obradu podataka omoguuje inteligentniji rad opreme zazavarivanje . Memoriju opreme mogue je napuniti znanjem i iskustvom steenim kodrazliitih tehnolokih postupaka, pa tako i znanjem i iskustvom steenim kod zavarivanja. Natemelju toga se mogu donositi inteligentne odluke u procesu zavarivanja. Mogue je akprocesom, odnosno parametrima zavarivanja, upravljati tako da se postie visoka kvalitetazavarenih spojeva. Takoer je mogue tijekom zavarivanja pomou metode kontrole bezrazaranja, npr. ultrazvukom pratiti kvalitetu zavarenih spojeva, te pravovremeno vritikorekcije parametara zavarivanja u cilju stabilnosti procesa zavarivanja i dobivanja stabilne iprihvatljive kvalitete zavarenog spoja.Proces zavarivanja moe biti prikazan kao proces protoka materijala i energije, to jeprikazano na slici 3.5

    Slika 3.5 Definicija opsega procesa zavarivanja [10]

  • Ulazne smetnje- geometrijski sastav- okolinji uvjeti- toplinska distribucija- promjenjiv sastav- temp. zagrijavanje- temp.meuprolaza- temp. hlaenja

    Krajnji rezultat

    - vrstoa- zamor materijala- otpornost na koro- udarna vrstoa- napetost materijal- mikrostruktura

    Ulazne veliine- jakost struje - napon struje- brzina zavarivanja- brzina dotoka ice- osnovni materijal- dodatni materijal

    Sporedne veliine- zrnasta struktura- naprezanja u zrnu- penetracija- luk svjetlosti- duina luka - temp. polje - otklon

    Slika 3.6 Definicija opsega ulaza i izlaza u procesu zavarivanja

    3.1.2.1 Elektronika oprema za praenje, mjerenje, prikupljanje i obradu podataka, tzv. On-line monitor [10]

    Vrlo brze promjene parametara zavarivanja moe se pratiti koritenjem raznih senzora,hardvera i softvera za akviziciju podataka. Senzori registriraju eljene parametre u procesuzavarivanja koji se pomou A/D kartice (analogno-digitalne kartice) mogu pretvarati udigitalne vrijednosti, te uz pomo odgovarajuih programa na raunalu pohraniti u memoriju.Obradom snimljenih podataka mogu se dobiti razliite informacije o:- procesu zavarivanja,- ponaanju dodatnog materijala (prijenosu kapljica u elektrinom luku),- ponaanju izvora struje (dinamika karakteristika izvora struje),- stabilnosti visine luka i dr.Ako parametri odstupaju od propisanih granica, mogu se pojaviti proizvodne, geometrijske ilimetalurgijske greke. Krajnji cilj primjene tehnikih dostignua je rad bez pogreaka.

  • Kratak opis ureaja za " On - line monitoring "

    Za istraivanja mogunosti detektiranja i sprjeavanja pojava pogreaka u zavarenomspoju, u okviru istraivakog projekta na Strojarskom fakultetu u Slavonskom Brodu,nabavljena je raunalna kartica (I/O kartica za ISA) AT-MIO-16X, zajedno sa odgovarajuimsoftverom od firme National Instruments-SAD, a po preporuci amerikog partnera koji koristiistu karticu za svoja istraivanja. Ona se moe koristiti za ulaze raznih vrsta vremenski brzopromjenljivih signala od termoparova, tenzometara, termistora, te izvora struje i napona odraznih davaa u procesima. To je brzi 16-bitni analogno-digitalni konverter ADC sukupnom najveom brzinom uzimanja uzoraka mjerenja 100000 u sekundi. Najmanja moguabrzina je 0,00153 uzoraka u sekundi, odnosno 1 uzorak svakih 11 minuta, za spore promjene,npr. temperature. Analogni ulaz ima 16 kanala, a moe se dodatnim modulom poveati brojulaza na 256. Kartica moe sluiti za automatizaciju rada strojeva, za praenje i upravljanjeprocesima i kao instrument za mjerenja raznih signala, te za prikupljanje podataka.

    Pri projektiranju mjernog ureaja koriteni su standardni elektroniki moduli i osobnoraunalo, ali su razvijeni i koriste se vlastiti projektirani elektroniki sklopovi. Ureaj sesastoji iz (slika 3.7):

    - izvora napajanja,

    - 3B03 tiskane ploice,

    - izolacijsko pretvarakih modula,

    - modula 3B41 za mjerenje napona,

    - modula 3B40 za mjerenje struje,

    - modula 3B37 za mjerenje temperature,

    - analogno/digitalnog konvertera (A/D pretvara),

    - raunala sa magnetskim medijem za pohranjivanje podataka, te

    - programskog (softverskog) paketa.

  • -

    Slika 3.7 Shematski prikaz ureaja za registraciju parametara zavarivanja

    Tiskana ploica i izolacijsko-pretvaraki moduli su proizvodi firme ANALOG DEVICE Inc.Tvornike je oznake 3B03 i projektirana je kao nosa 4 izolacijsko-pretvaraka modula. Naploici se nalazi i temperaturna kompenzacija za svaki modul. Sa tiskane ploice se analognisignali do A/D pretvaraa odvode pomou odgovarajueg kabela. Izolacijsko pretvarakimodul, pored elektrinog odvajanja A/D pretvaraa od mjernog instrumenta, ima zadatakprilagoditi mjerne signale na elektrine veliine pogodne za daljnju obradu. Na tiskanojploici su postavljena 3 izolacijsko-pretvaraka modula.

    3.1.2.2 Osnovni sklopovi (dijelovi) " On - line monitoring " ureaja

    Modul 3B37 prima signale iz termopara tipa J, K, T, E, R, S, ili B, i osigurava dva izlazaproporcionalno ulaznom signalu. Izlazni signali su 0-10 V, te 4-20 mA ili 0-20 mA. Ulaznikrug zatien je od prenapona 220 V.

  • Slika 3.8 Fotografija glavnih elektronikih komponenata ureaja.

    Izolirani irokopojasni milivoltni ulazni modul je projektiran za ulazne signale od 10mV do100mV. Mjerenjem pada napona na otporniku 60mV/500A modul se koristi pri snimanjuparametara zavarivanja. Iz tih podataka dobije se vrijednost struje zavarivanja. Mjerenje

    jakosti struje provodi se pomou Hall-ove sonde (moe se koristiti i otporniki Shunt, ali jepomou Hall-ove sonde modernije).Modul 3B41 je izolacijsko-pretvaraki naponski ulazni modul, projektiran za ulaz signala od1V do 10V. Ostale tehnike karakteristike su identine modulu 3B40. Koristi se zamjerenje napona zavarivanja. Pri mjerenju radnog napona koristi se otporniki djelitelj 1:5. Na hardware se ne postavljaju nikakvi posebni zahtjevi. Ukoliko se eli postii velikibroj konverzija u sekundi, tada je potrebno da raunalo na kojem se program izvodi radi u tobrem taktu i da je procesorska mo to vea. Programski paket je prvobitno pisan u BASIC-u, a sastojao se od sljedeih podprograma: uzimanje analognih podataka, pregled i analizapodataka. Podprogram za uzimanje podataka oitava podatke iz A/D pretvaraa i snima ih namagnetski medij. Kako bi se ubrzalo snimanje podataka, uitani podaci iz pretvaraa se prvosnimaju u RAM memoriju raunala (min. 16 MB RAM-a). Nakon zavretka snimanjapodataka, odnosno pri izlasku iz ovoga modula, podaci se iz RAM-a snimaju na tvrdi diskraunala. Podprogram za pregled podataka slui za brzi pregled snimljenih podataka kako bi sestekao uvid u ispravnost snimljenih podataka. Mogue je pri pregledu podataka promatratiodreeni dio podataka (npr. odreeno vremensko trajanje) te mijenjati maksimalnu veliinukoja e biti prikazana na y osi. Podprogram za analizu podataka slui da se iz svih snimljenih podataka odabere onajinterval (ili vie intervala) koji nas posebno zanimaju. Taj dio podataka se onda moe snimitina disk u posebnu datoteku. Format te datoteke prilagoen je programu STATGRAPHICSpomou kojega se provodi statistika obrada podataka. Na taj nain je smanjena veliinaprogramskog paketa i omoguena je analiza dobivenih podataka na vie raunalaistovremeno. Softwer koji sve to povezuje (Arc Sensing Modul) danas radi u Windows okruenju.

  • " On - line monitor " moe mjeriti i registrirati parametre zavarivanja (napona i jakosti struje)u podruju od 1 do 10 kHz. Pri tome se kod zavarivanja na monitoru pokazuju RMS (RoothMean Square) vrijednosti napona i struje zavarivanja, a naknadno (Off-line) je moguestatistiki obraditi parametre zavarivanja u nekom od na tritu dostupnih software-a zastatistiku obradu podataka (Statgraph, SPSS, Statistica, LabView, Excel, Grapher i dr.).Budui da ne postoje pisane procedure ili propisi koji pokrivaju podruje koritenja " On -line monitoring " sistema, primjena ureaja, statistika obrada podataka, kao i interpretacijarezultata mjerenja zahtijeva odreena predznanja i praktina iskustva. Na slikama 3.9, 3.10 i3.11 mogu se vidjeti prikazi podataka na raunalu za vrijeme snimanja parametara zavarivanjaupotrebom programa ARC (Arc Sensing Modul).

    .

    Slika 3.9 Prikaz dobivenih podataka primjenom ARC programa za snimanje parametarazavarivanja

  • Slika 3.10 Prikaz dobivenih podataka primjenom ARC programa za snimanje parametarazavarivanja. Vide se promjena napona i promjena jakosti struje postavljene izmeu fiksnih

    kontrolnih granica.

  • Slika 3.11 Prikaz dobivenih podataka primjenom ARC programa za snimanje parametarazavarivanja. Vide se promjene napona i jakosti struje postavljene izmeu kontrolnih granica

    referentnog zavara.

  • 3.1.2.3 Kompjuterizirani analizatori zavarivanja [10]

    Da bi se ocjenjivalo i upravljalo zavarivanjem tijekom procesa zavarivanja, mora sekarakterizirati utjecajne faktore na zavarivanje: parametri, oprema i dodatni materijal. Okvaliteti zavarivanja kao procesu ovisi kvaliteta zavarenih spojeva, odnosno zavarenogproizvoda ili zavarene konstrukcije. U svrhu praenja parametara zavarivanja tijekom i nakonzavarivanja postoje programi i ureaji, koji se obino nazivaju analizatori i koji sukomercijalno raspoloivi. Naime dio informacija se moe oitati iz oscilograma za naponU=f(t) i struju I=f(t), ali statistiki obraeni podaci iz oscilograma, koji daju krivulje razdiobevjerojatnosti-krivulje gustoe za napon i struju pruaju mogunost bolje ocjene procesa prekoparametara razdiobe, slika 3.12.

    Slika 3.12 Ocjena procesa preko parametara razdiobe [10]

    Takve obrade-analize zavarivanja obino se provode trenutno, on-line i mogu se koristiti zaupravljanje procesom zavarivanja.Kako bi se postigao krajnji cilj, zavareni spojevi bez pogreke, potrebno je da oprema zazavarivanje omoguava kontinuirano:

    - praenje i mjerenje (on-line monitoring, real time monitoring) parametara- prikupljanje i obradu podataka (data acquisition and data processing),- biljeenje (recording),- upravljanje (controlling), mjerenje, povratna vezana (feed back), korekciju

    parametara,- otkrivanje pogreaka u nastajanju, te- pravovremeno sprjeavanje pojave pogreaka (proizvod bez pogreaka).

    Za kontinuirano upravljanje i osiguranje kvalitete zavarivanja u proizvodnji na temeljupraenja elektrinih signala u cilju postizanja zavarenih spojeva eljenih svojstava, bezpogreaka, potrebno je jo mnogo istraivanja.

  • 3.1.2.4 Mogunosti primjene " On - line monitoring " sistema u zavarivanju

    " On - line monitoring " sistem prua mogunost on-line mjerenja, praenja i registracijenapona U(V), jakosti struje zavarivanja I(A) i temperature (oC), a takoer i izvedenih(izraunatih) vanih varijabli:

    - snage P=UI, (W),- aritmetike vrijednosti napona,

    - aritmetike vrijednosti jakosti struje,

    - aritmetike vrijednosti brzine,

    - toplinskog inputa Eef=(UI)/v, (J/mm) - brzine hlaenja u zavarenom spoju, w (0C/s)

    - trajanja hlaenja u intervalu od 800 do 500 0C, t8/5, (s)

    Varijable se mogu pratiti u ovisnosti o vremenu I(t), U(t), P(t), ali se mogu pokazati imeusobni odnosi varijabli U=f(I), t8/5=f(P) i dr.

    Znaajnije mogunosti primjene " On - line monitoring " sistema su:- umjeravanje i validizacija izvora struje za zavarivanje,- izbor optimalnog dodatnog materijala za zavarivanje temeljen na usporedbi razliitih

    dodatnih materijala od istog ili od razliitih proizvoaa,- odreivanje optimalnih parametara zavarivanja kod odreenog procesa zavarivanja,- tono i pouzdano odreivanje toplinskog inputa,- istraivanja na podruju razvoja novih osnovnih i dodatnih materijala,- upravljanje parametrima zavarivanja kod automatskih postupaka zavarivanja, i dr.

    3.1.2.5 Praktini primjeri primjene On-line monitora

    " On - line monitorom mogua su mjerenja i registriranja parametra zavarivanja kodrazliitih elektrolunih postupaka zavarivanja. U nastavku su dani praktini primjeri za nekepostupke elektrolunog zavarivanja.

    a) Runo elektroluno zavarivanje [11]- izvor struje obini transformator (izmjenina struja),- elektroda bazina elektroda EVB 50 promjera 3,25 mm ,- frekvencija mjerenja i registracije parametara 200 zapisa, u sekundi.

    ).(d)(= 21

    431t

    t

    ttUt

    U

    = 21

    531t

    t

    ttIt

    I ).(d)(

    = 21

    631t

    t

    ttvt

    v ).(d)(

  • Slika 3.13 Prikaz rezultata snimanja parametara pri zavarivanju izmjeninom strujom REL postupkom elektrodom EVB 50, promjera 3,25 mm. Jedna podjela na apscisi odgovara vrijednosti 0,02 sekunde.

    b) MAG postupak [11]istosmjerna struja zavarivanja,frekvencija mjerenja i registracije parametara 200 zapisa u sekundi,proizvoljno odabrani vremenski interval,

    Slika 3.14 Prikaz rezultata snimanja parametara zavarivanja koji se dobiju pri zavarivanju istosmjernom strujom MAG postupkom. Jedna podjela na apscisi odgovara vrijednosti 0,03 sekunde.

  • Slika 3.15 Odnos napona i jakosti struje kod MAG postupka zavarivanja

    Slika 3.16 Histogram frekvencija jakosti struje kod MAG postupka zavarivanja

  • Slika 3.17 Histogram frekvencija napona kod MAG postupka zavarivanja

    Iz slika 3.16 i 3.17 vidi se da se promjene napona i jakosti struje kod MAG postupkazavarivanja pokoravaju noramlnoj razdiobi pa se u promatranju i prouavanju tih promjenamoe primjeniti standardna devijacija to kod nekih modernijih postupaka nije sluaj, a vidjetie se u nastavku kod TIME postupka zavarivanja.

    c) TIME postupak zavarivanja [11]

    Pri zavarivanju modernom opremom za zavarivanje potrebna je daleko vea frekvencijaregistriranja parametara zavarivanja. Dananja oprema pri Strojarskom fakultetu uSlavonskom Brodu ima mogunost snimanja do 10 000 zapisa u sekundi po jednom kanalu.

    Kod TIME postupka (Transferred Ionized Molten Energy) primjenjena je gore navedenausavrena verzija On-line monitora:

    - frekvencija mjerenja i registracije parametara 5000 zapisa u sekundi,- materijal probne ploe elik poviene vrstoe,

  • Slika 3.18 Promjena napona tijekom zavarivanja TIME postupkom

    Slika 3.19 Promjena jakosti struje tijekom zavarivanja TIME postupkom

    Za jasnije sagledavanje procesa zavarivanja koriste se histogrami frekvencija napona i jakostistruje zavarivanja. Na slijedeim slikama prikazani su histogrami fekvencija za intervalsnimanja 3,2696 sekundi (ukupno 16348 zapisa):

  • Slika 3.20 Histogram frekvencija napona TIME zavarivanja

    Slika 3.21 Histogram frekvencija jakosti struje TIME zavarivanja

    Kao to smo i naveli histogrami frekvencija jakosti struje i napona kod TIME postupka nepokoravaju se normalnoj razdiobi pa se standardna devijacija u prouavanju istih ne moeprimjeniti.

    Na slici 3.22 prikazan je odnos napona i jakosti struje zavarivanja za ranije prikazane podatketo je jo jedan vrlo koristan nain prikazivanja podataka.

  • Slika 3.22 Odnos napona i jakosti struje zavarivanja

    Kako se promjene napona i jakosti struje (posebno kod modernijih postupaka zavarivanja kaoto je TIME postupak) deavaju u vrlo kratkim vremenskim intervalima prikazivanje tihpromjena pomou dijagrama i njihovo prouavanje mora biti tijekom vrlo malih dijelovasekunde zavarivanja. Na slikama 3.18 i 3.19 se vidi da i interval od samo 0,77 sekundi sadriprevie promjena pregusto prikazanih na dijagramu da bi mogli uoiti karakteristinepromjene.