1.5 Зависимость глубины проплавления от частоты развертки
Сварки выполнялись на пилообразной развертке луча в диапазоне частот 20...1700 Гц.
Форма проплавления - несквозные швы: чтобы было видно изменение глубины проплавления.
Используемый материал - высокопрочная среднелегированная сталь, δ = 57 мм.
Скорость сварки - 5 мм/с.
По внешнему виду швы, выполненные на разных частотах развертки, сильно отличаются по характеру формирования.
При сварке на частоте 20 Гц наблюдаются крупные брызги, а шов формируется с глубоким подрезом сверху.
При увеличении частоты развертки (при 45 и 90 Гц) размер брызг, соответственно, уменьшается; также уменьшается глубина подреза.
Начиная с 130...210 Гц и далее, до 1700 Гц брызги при сварке становятся сравнительно малыми по величине; подреза - нет.
Как видно из результатов, представленных на рис. 1.10, влияние частоты развертки на глубину проплавления сильнее сказывается при сварке остросфокусированным лучом, а при сварке недофокусированным лучом это влияние выражено меньше.
Но даже при сварке недофокусированным лучом влияние частоты статистически значимо. Например, сравним результаты проплавлений на частоте 210 Гц и 1000 Гц (рис. 1.10 б). Соответственно, усредненные значения глубины проплавления составляют 36 мм и 34 мм. Возникает вопрос: это различие статистически значимо или нет, т.е. различие обусловлено только случайными факторами или влиянием частоты развертки?
Проверим гипотезу Н0 о равенстве статистически усредненных значений (36 мм и 34 мм) против альтернативной гипотезы о том, что они не равны, см. [4].
Если гипотеза Н0: X1 = Х2 верна, то нормированная величина различия ф должна быть статистически мала:
здесь n, m- количество измерений при каждом значении частоты, σ - среднеквадратичные погрешности каждого измерения.
Задаемся уровнем значимостиα α= 0,1 (т.е. заключение о гипотезе дается с достоверностью 90%). В рассматриваемом случае альтернативной гипотезы критическая область двусторонняя (т.е. либо одно значение может быть больше другого, либо наоборот). Границы определяются из условий:
Р(φ< Хлев) = 0,5*α, P(φ>Хправ) = 0,5*α,
т.е. /Xлев/=/Xправ/ определяется из уравнения
Ф(Хлев,прав) =1-0,5 * α,
где Ф(х) - функция распределения нормального (гауссовского) закона.
Для нашего случая: Xправ = 1,645; Xлев= -1,645.
И
змерения
проводились по 4-м шлифам, т.е. n=m=4;
погрешности σ1=
0,5и σ2=
0,35; получаем: φ = 4,33.
Рисунок 1.10 - Сварка на пилообразной продольной развертке: зависимость глубины проплавления от частоты развертки;
Uycк= 60 кВ,Ib = 210 мА, VCB= 5 мм/с, сталь;
а) острая фокусировка, А = 2,5 мм;
б) недофокусировкалуча, А = 3 мм
Так как φ>Xправ, т.е. имеющееся различие находится далеко за границей нулевой гипотезы, то принимается альтернативная гипотеза о том, что полученные значения глубин проплавлениястатистически существенно различаются.
Таким образом, даже при сварке недофокусированным лучом, влияние величины частоты пилообразной развертки на глубину существенно значимо.