Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону
Наведено результати застосування нейронних мереж для вирішення задач прогнозування типів дефектів на прикладістикового зварювання оплавленням стержньової арматури залізобетону. The paper gives the results of application of neural networks to solve the problem of prediction of defect types in the cas...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102495 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону / С.К. Фомічов, Є.П. Чвертко, І.О. Скачков, Я.Б. Схабовський, П.М. Чвертко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 4. — С. 24-27. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859675993170509824 |
|---|---|
| author | Фомічов, С.К. Чвертко, Є.П. Скачков, І.О. Схабовський, Я.Б. Чвертко, П.М. |
| author_facet | Фомічов, С.К. Чвертко, Є.П. Скачков, І.О. Схабовський, Я.Б. Чвертко, П.М. |
| citation_txt | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону / С.К. Фомічов, Є.П. Чвертко, І.О. Скачков, Я.Б. Схабовський, П.М. Чвертко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 4. — С. 24-27. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description | Наведено результати застосування нейронних мереж для вирішення задач прогнозування типів дефектів на прикладістикового зварювання оплавленням стержньової арматури залізобетону.
The paper gives the results of application of neural networks to solve the problem of prediction of defect types in the caseof flash-butt welding of concrete reinforcing bars.
|
| first_indexed | 2025-11-30T16:00:01Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.19.14
ПРОГНОЗУВАННЯ ТИПІВ ДЕФЕКТІВ
ПРИ СТИКОВОМУ ЗВАРЮВАННІ ОПЛАВЛЕННЯМ
СТЕРЖНЬОВОЇ АРМАТУРИ ЗАЛІЗОБЕТОНУ
С. К. ФОМІЧОВ, д-р техн. наук, Є. П. ЧВЕРТКО, І. О. СКАЧКОВ, канд. техн. наук, Я. В. СХАБОВСЬКИЙ,
(Нац. техн. ун-т України «КПІ»), П. М. ЧВЕРТКО, канд. техн. наук (Ін-т електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України)
Наведено результати застосування нейронних мереж для вирішення задач прогнозування типів дефектів на прикладі
стикового зварювання оплавленням стержньової арматури залізобетону.
The paper gives the results of application of neural networks to solve the problem of prediction of defect types in the case
of flash-butt welding of concrete reinforcing bars.
Застосування штучних нейронних мереж [1] на те-
перішній час є перспективним напрямом прогно-
зування у реальному часі утворення дефектів при
зварюванні [2, 3].
При зварюванні стержньової арматури в з’єднан-
нях можуть виникати дефекти здебільшого з трьох
причин [4]: порушення технологічних режимів зва-
рювання, в тому числі під впливом збурень мережі
живлення; порушення умов і правил експлуатації
зварювального устаткування; внутрішні дефекти ос-
новного металу зварюваних деталей.
Порушення технологічних режимів зварюван-
ня у загальному випадку відбувається внаслідок
дії різного роду збурень: енергетичних, кінема-
тичних та технологічних. Результатом такої дії
може стати поява значних відхилень реальних зна-
чень параметрів режиму від встановлених навіть
за умови виконання усіх правил експлуатації зва-
рювального обладнання та підготовки деталей до
зварювання. Загалом можливими виявляються два
варіанти перебігу процесу, які відповідно приво-
дять до недостатнього нагрівання стержнів та до
перегріву з’єднання.
У випадку недостатнього нагрівання зварюва-
них деталей значно знижуються пластичні влас-
тивості арматури (значною мірою цей процес ви-
ражений при зварюванні попередньо зміцнених
стержнів). При осадці відбувається формування
з’єднання не по всьому перерізу, що призводить
до появи несуцільностей на периферії. При ме-
ханічних випробуваннях на розтяг відбувається
крихке руйнування безпосередньо по стику або
зоні термічного впливу (ЗТВ) . На рис. 1 показано
типове руйнування зварного з’єднання при ме-
ханічних випробуваннях і макрошліф такого
з’єднання.
Перегрів з’єднання призводить до зниження
характеристик міцності в ЗТВ. При надмірному
нагріві в зоні відбувається місцеве відпущення ме-
талу. Зразки після механічних випробувань на роз-
тяг мають дві характерні шийки, які свідчать про
знеміцнення з’єднання (рис. 2, а). Структура ЗТВ
типова для перегрітих сталей такого класу (рис.
2, б). При подальшому збільшенні циклу нагріван-
ня відбувається характерне руйнування з на-
явністю гарячих тріщин в площині з’єднання.
Межа міцності при цьому зазвичай не перевищує
100…140 МПа.
При моніторингу якості зварних з’єднань ви-
конується оцінювання наявності відхилень проце-
су оплавлення за сукупною дією збурень (тобто
враховується, що деякі збурення підсилюють дію
одне одного, а деякі — навпаки, компенсують).
Таким чином, принципово можливою є іден-
© С. К. Фомічов, Є. П. Чвертко, І. О. Скачков, Я. В. Схабовский, П. М. Чвертко, 2011
Рис. 1. З’єднання зразків, що зварені з недостатнім нагрівом:
а — після механічних випробувань; б — макрошліф
24 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011
тифікація описаних вище процесів, які приводять
до зменшення або збільшення зони нагрівання.
Порушення умов і правил експлуатації зварю-
вального устаткування у загальному випадку при-
водять до зміни параметрів режиму зварювання
відносно встановлених технологією значень з ви-
ни оператора установки, а також до виникнення
збурень, пов’язаних із недотриманням технології
підготовки деталей до зварювання.
Дія таких відхилень подібна до дії збурень,
описаної вище, та приводить до виникнення
подібних відхилень у процесі зварювання, тобто
до утворення аналогічних дефектів у стиках.
Окрім того, у ряді випадків спостерігається утво-
рення на бічній поверхні деталей «підпалів», по
яким у подальшому відбувається руйнування
зразків (рис. 3). Як правило, виникнення таких де-
фектів відбувається при недостатньому зусиллі за-
тискання зварюваних деталей або сильному заб-
рудненні струмопідвідних губок внаслідок недот-
римання процедур технічного обслуговування об-
ладнання. У місці нещільного прилягання деталі
до електрода збільшується перехідний електрич-
ний опір до величини, що перевищує опір іскро-
вого зазору, і починається процес локального оп-
лавлення деталь–електрод. Як зазначено вище,
«підпали», що виникають при цьому у вигляді кра-
терів, суттєво знижують механічні властивості звар-
них з’єднань. Виникненню «підпалів» також сприяє
підвищений електричний опір між профільною бо-
ковою поверхнею арматури і електродом.
Ідентифікація за допомогою системи моніто-
рингу якості зварних з’єднань порушень у ході
процесу зварювання, що приводять до утворення
указаних дефектів, принципово можлива. Однак
вони будуть розпізнані системою за ознаками, ха-
рактерними для порушень технологічних режимів
зварювання. При цьому з’єднання у будь-якому
випадку будуть позначені як браковані.
Внутрішні дефекти основного металу, тобто
дефекти, пов’язані з виробництвом стержньової
арматури, інколи спостерігаються у зварних
з’єднаннях. Здебільшого це так звані закати, які
утворюються безпосередньо в процесі прокатки
арматури на металургійних заводах. Вони вини-
кають, як правило, на крайових ділянках слябів
або блюмсів і являють собою шар оксидів або ока-
лини, розташований у внутрішній частині основ-
ного металу (рис. 4). Запобігти наявності таких
дефектів у зварних з’єднаннях можна тільки за
умови організації 100%-ного вхідного контролю
якості зварюваних арматурних стержнів. Виявлен-
ня цих дефектів системою моніторингу якості
зварних з’єднань практично неможливе.
Розглянемо можливість виявлення відповідних
груп дефектів з метою проведення атестації тех-
нології за допомогою запропонованої методики.
Рис. 2. З’єднання зразків, що зварені з перегрівом: а — після
механічних випробувань; б — макрошліф
Рис. 3. Руйнування зразка арматури з дефектом бічної поверхні
Рис. 4. Внутрішні дефекти основного металу арматури
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011 25
Порушення технологічних режимів приводять до
появи постійно діючих збурень за окремими пара-
метрами. Для таких умов роботи детально розгля-
нуто вплив відхилень параметрів режиму на показ-
ники якості з’єднань та оцінено можливість засто-
сування для ідентифікації відхилень нейронних ме-
реж. Оскільки система моніторингу якості зварних
з’єднань виконує оцінювання наявності відхилень
процесу оплавлення за сукупною дією збурень,
принципово можливою є ідентифікація процесів, які
приводять до зменшення або збільшення зони
нагрівання. Точність визначення відхилень при
цьому становить не нижче за 87 % і деякою мірою
залежить від застосованої нейронної мережі.
Порушення умов і правил експлуатації зварю-
вального устаткування у загальному випадку
приводять до зміни параметрів режиму зварюван-
ня відносно встановлених технологією значень з
вини оператора установки, а також до виникнення
збурень, пов’язаних із недотриманням технології
Рис. 5. Прогнозування типів дефектів у стиках стержньової арматури залізобетону із застосуванням штучних нейронних
мереж (атлас дефектів)
26 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011
підготовки деталей до зварювання. Оскільки дія
таких порушень приводить до виникнення
подібних до описаних вище відхилень у процесі
зварювання, це стає причиною утворення ана-
логічних дефектів у стиках. Отже вони будуть
розпізнані системою за ознаками, характерними
для порушень технологічних режимів зварювання.
Виявлення за допомогою системи моніторингу
внутрішніх дефектів основного металу, тобто де-
фектів, пов’язаних з виробництвом стержньової
арматури, практично неможливе.
За результатами механічних випробувань вста-
новлено, що відхиленням певних параметрів ре-
жиму відповідає поява певних дефектів у зварних
з’єднаннях. Це робить можливим застосування
системи моніторингу до прогнозування можли-
вості появи тих чи інших дефектів у стиках. Уза-
гальнену характеристику ідентифікації дефектів
стиків наведено на рис. 5.
Висновки
Запропонована технологія моніторингу якості звар-
них з’єднань придатна до застосування при прове-
денні атестації технології зварювання разом з ме-
тодами руйнуючого контролю. Технологія дає
адекватні результати при роботі з машинами, у
яких передбачені штучні зворотні зв’язки за енер-
гетичними параметрами процесу зварювання,
оскільки ідентифікація якості з’єднання відбу-
вається за показниками стабільності процесу оп-
лавлення.
1. Скачков И. О., Чвертко Е. П. Оценка стабильности про-
цесса оплавления при контактной стыковой сварке // Ав-
томат. сварка. — 2011. — № 3. — С. 38–40.
2. Скачков І. О., Шевченко М. В. Методика контролю
якості джерел живлення для дугового зварювання із зас-
тосуванням штучних нейронних мереж // Наук. вісті
Нац. техн. ун-ту України «КПІ». — 2008. — № 4. —
С. 115–122.
3. К вопросу применения нейронных сетей для контроля
качества сварных соединений при подводной сварке /
И. О. Скачков, А. Е Пирумов, С. Ю. Максимов и др. //
Автомат. сварка. — 2006. — № 6. — С. 27–31.
4. Чвертко П. М., Чвертко Є. П. Особливості контактного
стикового зварювання безперервним оплавленням стер-
жньової араматури залізобетону // Вісник Нац. ун-ту ко-
раблебудування ім. Адмірала Макарова. — 2010. — № 4.
— С. 62–69.
Надійшла до редакції
22.09.2011
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2011 27
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102495 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3474 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T16:00:01Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Фомічов, С.К. Чвертко, Є.П. Скачков, І.О. Схабовський, Я.Б. Чвертко, П.М. 2016-06-12T02:39:20Z 2016-06-12T02:39:20Z 2011 Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону / С.К. Фомічов, Є.П. Чвертко, І.О. Скачков, Я.Б. Схабовський, П.М. Чвертко // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 4. — С. 24-27. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102495 621.19.14 Наведено результати застосування нейронних мереж для вирішення задач прогнозування типів дефектів на прикладістикового зварювання оплавленням стержньової арматури залізобетону. The paper gives the results of application of neural networks to solve the problem of prediction of defect types in the caseof flash-butt welding of concrete reinforcing bars. uk Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону Prediction of defect types at flash-butt welding of concrete reinforcement bars Article published earlier |
| spellingShingle | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону Фомічов, С.К. Чвертко, Є.П. Скачков, І.О. Схабовський, Я.Б. Чвертко, П.М. Научно-технический раздел |
| title | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону |
| title_alt | Prediction of defect types at flash-butt welding of concrete reinforcement bars |
| title_full | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону |
| title_fullStr | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону |
| title_full_unstemmed | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону |
| title_short | Прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону |
| title_sort | прогнозування типів дефектів при стиковому зварюванні оплавленням стержньової арматури залізобетону |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102495 |
| work_keys_str_mv | AT fomíčovsk prognozuvannâtipívdefektívpristikovomuzvarûvanníoplavlennâmsteržnʹovoíarmaturizalízobetonu AT čvertkoêp prognozuvannâtipívdefektívpristikovomuzvarûvanníoplavlennâmsteržnʹovoíarmaturizalízobetonu AT skačkovío prognozuvannâtipívdefektívpristikovomuzvarûvanníoplavlennâmsteržnʹovoíarmaturizalízobetonu AT shabovsʹkiiâb prognozuvannâtipívdefektívpristikovomuzvarûvanníoplavlennâmsteržnʹovoíarmaturizalízobetonu AT čvertkopm prognozuvannâtipívdefektívpristikovomuzvarûvanníoplavlennâmsteržnʹovoíarmaturizalízobetonu AT fomíčovsk predictionofdefecttypesatflashbuttweldingofconcretereinforcementbars AT čvertkoêp predictionofdefecttypesatflashbuttweldingofconcretereinforcementbars AT skačkovío predictionofdefecttypesatflashbuttweldingofconcretereinforcementbars AT shabovsʹkiiâb predictionofdefecttypesatflashbuttweldingofconcretereinforcementbars AT čvertkopm predictionofdefecttypesatflashbuttweldingofconcretereinforcementbars |