Actual Problems in Machine Building 2018 Vol. 5 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 5. № 1-2. 2018 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 21 Цель работы: исследование характеристик тепломассопереноса при дуговой сварке плавящимся электродом с применением высокоскоростных методов видео регистрации этапов плавления и переноса электродного металла в сварочную ванну. Структура экспериментального исследовательского комплекса Для регистрации кинетики плавления и переноса электродного металла в сварочную ванну применяют различные методы визуализации, осуществляемые синхронно с регистрацией основных энергетических параметров: тока дуги и напряжения на дуговом промежутке. Для решения сформулированных выше задач был разработан диагностический комплекс, который позволяет производить визуально-оптический контроль сварочного процесса, а также регистрировать электрические и энергетический параметры [5], структурная схема которого представлена на рисунке 1. Рис. 1. Исследовательский комплекс: 1 – подвесная сварочная головка; 2 – изучаемый объект тепломассопереноса; 3 – скоростная видеокамера; 4 – сварочный источник питания; 5 – источник когерентного излучения; 6 – блок регулирования процесса; 7 – блок измерения энергетических параметров режима; 8 – персональный компьютер со специальным программным обеспечением (ПО). Анализ особенностей регистрации быстропротекающих процессов при электродуговой сварке плавящимся электродом Опыт применения диагностических систем представленного типа показывает, что регистрация характеристик тепломассопереноса имеет ряд специфических особенностей. В частности, качество видео изображений очень сильно зависит от технических характеристик видео камер. Необходим источник интенсивного излучения, обеспечивающий режим «пересвечивания» дуги и способствующий улучшенной визуализации характеристик тепломассопереноса. Первоначально, в ходе экспериментов, был применен CuBr-лазер [6]. Очевидным преимуществами его являлись высокая импульсная мощность и малая длительность импульса (40 наносекунд), что позволяло осуществлять временную фильтрацию изображения. Высокая частота следования импульсов (до 700 кГц), обеспечивала временное разрешение до единиц микросекунд. Совокупность указанных свойств позволяла полностью избавиться от фоновой засветки, рисунок 2.