Технологический университет Лаппеенранты (LUT) разрабатывает совершенно новый тип сварочной системы, которая решает проблемы качества и производительности, связанные с автоматизированной и механизированной сваркой. Система является самонастраивающейся, гибкой и адаптируемой, так что ее можно интегрировать как часть различных роботизированных систем и блоков питания разных производителей.
Его саморегулирующиеся свойства основаны на сенсорной системе нового типа, которая управляется программой нейронной сети. Чаще всего при сварке используется датчик контроля, который отслеживает угол скоса, что является важной частью процесса сварки. В системе, разрабатываемой ЛУТ, также есть датчики контроля теплового профиля (значения теплоты сварочной ванны) и формы сварного шва. Данные мониторинга передаются с датчиков в нейронную сеть, которая способна делать выводы и реагировать на одновременные изменения нескольких переменных.
«При обнаружении ошибки система способна не только исправить ее в процессе сварки, но и рассчитать, какие другие неисправности могут возникнуть. Таким образом, конечный продукт безупречен. Проблема систем автоматизации сварки в том, что на работу задаются определенные значения, исходя из которых выполняется весь сварной шов, и только потом проверяется, хороший ли результат. Теперь сварка контролируется на протяжении всего процесса», — объясняет руководитель проекта Маркку Пиринен.
В процессе дуговой сварки в среде защитных газов факторы, влияющие на качество результата, включают сварочный ток, напряжение дуги, скорость подачи и транспортировки проволоки, а также положение сварочной горелки. С помощью нейронной сети для этих системных переменных можно установить регулирующее окно, а затем ими можно управлять так, чтобы они оставались в определенных пределах, что обеспечивает соответствие конечного продукта требованиям.
«На практике это означает, что когда параметры сварки приближаются к граничным значениям, установленным в окне параметров, система корректирует процесс таким образом, чтобы параметры сварки возвращались к центру диапазона значений и предотвращался возможный дефект».
Дополнительные преимущества для арктических стальных конструкций
Новая система очень хорошо работает при сварке высокопрочной стали, поскольку окна параметров для высокопрочных материалов значительно уже, чем для конструкционной стали, и чем тверже сталь, тем труднее ее сваривать. Высокопрочная сталь используется, например, в арктических стальных конструкциях, где используемые материалы должны быть легкими, прочными и прочными.
«В Арктике сварные швы должны быть более качественными, чем в более теплых регионах. На Севере ошибки имели бы катастрофические последствия. Например, сварные швы должны выдерживать температуру до -60°С и быть безупречными. Безопасность эксплуатации должна быть настолько высока, чтобы вообще не было аварий», — говорит Пиринен.
Рынок для новой системы, разработанной LUT, является глобальным. Система может быть использована, например, при изготовлении и проверке качества сосудов под давлением, различных видов емкостей, труб и трубопроводных систем, стрел и балочных конструкций. По мнению Пиринена, сварочная промышленность ждала такой системы управления с тех пор, как на рынке появилась автоматическая сварка.
«Эта система принесет значительную экономию в сварочной отрасли, поскольку больше не будут требоваться ресурсы для проверки и ремонта после сварки. Однако система может использоваться только для массовых сварочных работ, поэтому ручная сварка будет по-прежнему использоваться для тех видов работ, которые не могут выполнять сварщики-роботы».
Бюджет проекта управляемой нейронной сетью самонастраивающейся сварочной системы составляет ок. 800 000 евро, 70% из которых предоставит Tekes. Проект является частью программы Tekes TUTLI (Новые знания и бизнес из исследовательских идей), направленной на коммерциализацию результатов исследований в виде новых видов деятельности. Исполнителем проекта является лаборатория сварочных технологий ЛУТ.
