Сварка вольфрамовым инертным газом (TIG) – это процесс, применяемый в промышленности для сварки материалов благодаря его качественным сварным соединениям. Прочность этого сварного соединения зависит от входных параметров сварки, используемых в процессе сварки. Целью данной исследовательской работы является определение оптимальных параметров сварки и выявление влияния входных параметров сварки, которые влияют на прочность сварного соединения SS316L, с использованием ANOVA. Техника оптимизации Taguchi используется для нахождения оптимальных входных параметров сварки в плане сварки из промышленности для производства сварного соединения. Качество сварного шва проверяется с использованием неразрушающих методов. Подтверждающие испытания на прочность на растяжение и прочность на изгиб проводятся для подтверждения полученных результатов.
Сварка – это процесс, при котором материал с одинаковыми или разнородными свойствами обрабатывается и постоянно соединяется. Известно, что сварка TIG обеспечивает получение высококачественного сварного шва при экономичных затратах, при котором материалы соединяются с использованием дуги, которая образуется между основным металлом и ненадежным электродом. В этом процессе сварки прочность сварного соединения зависит от параметров, используемых оператором в процессе сварки. Параметры сварочного тока, скорость сварки, зазоры между пластинами играют важную роль в процессе сварки. Рекомендуемые параметры обеспечивают определенный диапазон параметров в зависимости от толщины и свойств используемого материала. Этот диапазон в промышленности не дает конкретного значения, которое будет использоваться во время процесса сварки, что может привести к тому, что во время сварки потребуется дополнительное количество проходов, что может повлиять на производство, а также на потери в сварочных материалах.
Метод Тагучи – это стандартизированный подход, позволяющий определить наилучшую комбинацию входных параметров для получения выходного продукта. Метод использует специальную конструкцию ортогональных массивов для изучения всего пространства параметров с небольшим количеством экспериментов. П. Дешмух и М. Сорте [1] использовали методику Тагучи для анализа параметров процесса с точки зрения сварочного тока, скорости сварки и напряжения дуги на выходе сварки. Их анализ показал, что ширина валика была значительно чувствительна к сварочному току, в то время как сварочная арматура и твердость валика были чувствительны к выбегу электрода, а глубина проникновения чувствительна к скорости сварки. W. Yang и Y. Tarng [2] использовали метод Taguchi, чтобы найти оптимальные параметры резки, необходимые для токарных операций. Параметры, которые они оптимизировали, были скорость резания, скорость подачи и глубина резания. Э. Анава и А. Олаби [3] использовали «Дизайн экспериментов» для оптимизации параметров сварки лазерным лучом: мощности лазера, скорости сварки и фокусного расстояния. Прочность соединения определялась методом прочности на разрыв. Их анализ с использованием дисперсионного анализа обеспечил мощность лазера и скорость сварки в качестве критических факторов, влияющих на прочность соединения. Э. Ахмади и А. Эбрахим [4] выдвинули испытание, чтобы улучшить производительность сварки TIG. Они изучили влияние каждого параметра сварки TIG на глубину проникновения сварного шва. В своих исследованиях экспериментальные результаты по Тагучи показали, что среди четырех основных параметров сварки с точки зрения сварочного тока, угла электрода, скорости сварки и длины дуги, сварочный ток и скорость были наиболее эффективными и увеличивают отношение глубины проникновения к ширине. Глубина проникновения сварного шва была увеличена из-за увеличения тока и уменьшения скорости сварки.
В этой работе метод Тагучи использовался для оптимизации плана сварного шва в промышленности на основе прочности сварного соединения.
ANOVA был использован для расчета влияния параметров сварки на прочность на разрыв и прочность на изгиб сварного соединения. Неразрушающие методы были использованы для определения качества сварного шва до разрушающего испытания на растяжение и изгиб.
Экспериментальная работа проводилась на плане сварки для промышленности, как показано в Таблице 1, с дополнительным уровнем параметров, включенным для анализа с использованием метода Тагучи для оптимизации прочности сварного соединения.
Выбор материала.
Аустенитные нержавеющие стали имеют превосходные механические свойства при более высоких рабочих температурах, хорошую коррозионную стойкость и превосходные свойства свариваемости. Материал SS 316L выбран из-за его низкого содержания углерода и хорошего коэффициента свариваемости [5]. Увеличение содержания углерода в стали может привести к снижению пластичности стали, увеличению предела прочности при растяжении стали, увеличению твердости стали, снижению легкости обработки стали, снижению температуры плавления стали и увеличивает сложность сварки сталей.
Экспериментальный дизайн
Эксперименты были разработаны методом Тагучи с использованием ортогональной решетки L-27, состоящей из пяти параметров сварки и трех уровней. Параметры сварки, используемые в этом исследовании, включают скорость сварки, сварочный ток, используемый присадочный материал, изменение оператора и зазор между гранями материала для трех уровней.
Экспериментальная работа
В этой работе две пластины SS316L были очищены и затем сварены для получения стыкового соединения. Сварные образцы были испытаны с использованием неразрушающих испытаний и разрушающих испытаний. Неразрушающий контроль
Методы неразрушающего контроля (НК) очень полезны для оценки материалов [7]. Эти испытания не разрушают и не изменяют структуру или внешний вид сварных компонентов. Они обладают способностью обнаруживать непобедимые дефекты поверхности. НК использовались в этой работе: рентгенографическое исследование и тестирование красителем.
Жидкостное проникновение использовалось для обнаружения поверхностных дефектов, присутствующих в образце сварного шва в виде пористости и трещин, и этот вид дефектов наблюдался на краях сварочного образца, показанного на рисунке 2. Стандартная процедура испытания для испытания на проникновение красителя использовался ASTM E1418 [9].
Разрушительное испытание
Неразрушающие испытания проводились с целью получения надлежащего существительного дефектного участка сварного шва для разрушающего испытания, при котором образец разрушается. Разрушающие испытания, использованные для этой работы, были испытаниями на растяжение и изгиб, чтобы получить прочность на растяжение и прочность на изгиб образца соответственно [10].
Результат и обсуждение
Образцы после сварки TIG были подвергнуты оценке тестов на неразрушающий контроль в форме рентгенографического и ультразвукового контроля, и было обнаружено, что были обнаружены дефекты в форме пористости, отсутствия проникновения и подрезов, которые были дополнительно проверены с использованием теста на проникновение красителя. , После неразрушающего контроля образцы были дополнительно испытаны на разрушающие испытания, и было обнаружено, что во время испытаний на растяжение образцы не выдерживают испытания в зоне основного металла, как показано на рисунке 5а, а также образцы на прочность на изгиб показаны на рисунке 5b. Результаты для прочности на растяжение и прочности на изгиб образцов приведены в таблице 6.
График основного эффекта для прочности на растяжение и прочности на изгиб с установленными значениями показан на рисунке 6 и рисунке 7 соответственно. Наблюдалось, что материал наполнителя 316L, ток 60А, скорость 5,0 мм / сек и зазор 1 мм оказали основное влияние на прочность на разрыв образца сварного шва, тогда как материал наполнителя 309L, ток 100А, скорость 5,5 мм / сек и зазор лица 1 мм оказали большее влияние на прочность на изгиб.
ANOVA для испытания на растяжение из рисунка 7 показывает, что торцевой зазор между образцами играет доминирующее влияние на прочность материала на растяжение по сравнению с параметрами сварочного тока и скорости сварки. Кроме того, было обнаружено, что скорость сварки и сварочный ток являются важными факторами, влияющими на прочность на изгиб при сравнении с торцевым зазором между двумя образцами, как показано в таблице 8. Процент вклада представляет собой отношение суммы квадратов к общей сумме квадратов.
Математическое моделирование
Программное обеспечение Minitab-17 использовалось для формирования модели множественной регрессии, в которой предикторами были скорость сварки, сварочный ток и зазор, в то время как параметры отклика были: прочность на растяжение и прочность на изгиб.
Прочность на растяжение = 747,6 – 0,290I – 20,4 В + 45,3 Гс
Прочность на изгиб = 563,6 + 0,334I + 25,4 В + 6,3G
Подтверждающее тестирование
Поскольку все точки наблюдались вблизи диагональной линии, модель адекватно описывает модель в пределах исследуемого фактора.
Кроме того, было замечено, что оптимальные значения из анализа для прочности на растяжение и прочности на изгиб могут быть получены для присадочного материала 316L, тока 60А, скорости сварки 5 мм / с и зазоров 1 мм и наполнителя 309L, тока 100А , скорость 5,5 мм / сек и зазор лица 1 мм соответственно. Наряду с этой оптимальной оценкой параметров были проведены еще три подтверждающих теста для калибровки ошибки, и было обнаружено, что максимальная погрешность 6,6% и 8,9% возникает при прочности на растяжение и прочности на изгиб, как показано в таблице 9 и таблице 10 соответственно.
В этой работе характеристики сварного соединения SS 316L были оптимизированы на прочной основе с использованием техники Тагучи, а влияние параметров сварки было определено с помощью ANOVA. Было обнаружено, что параметр поверхностного зазора между образцами сварного шва во время сварки является наиболее влияющим параметром на прочность при растяжении сварного соединения, тогда как параметр скорости сварки оказывает существенное влияние на прочность на изгиб сварного соединения. НК использовался для определения качества сварного соединения, и было замечено, что даже если во время обычного процесса сварки были приняты необходимые меры предосторожности, все же есть дефекты, которыми нельзя пренебрегать.
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ. Быть продуктивным на работе может порой быть сложной задачей. Онлайн-сервисы позволили большинству компаний оставаться продуктивными на современном конкурентном рынке. Онлайн-сервисы
Основная цель данного исследования состояла в том, чтобы создать многомерную меру религиозности, используя общественность в качестве образца. В этом исследовании под религиозностью подразумеваются убеждения и
Изначально интерес к этому кандидату возник из личной любви к футболу и каждой его части. Как активный игрок в ЕГУ, возникло знакомство с Абдулазизом. Он