Работа 2 Анализ и оценка погрешности измерений при определении технико-экономических показателей (тэп) ручной дуговой сварки.

Цель работы:

• Знакомство с техникой эксперимента по определению ТЭП;

• Основание методики метрологической оценки результатов эксперимента и расчета погрешностей косвенных измерений.

1. Технико-экономические показатели ручной дуговой сварки.

Для оценки технико-экономических характеристик процесса ручной дуговой сварки металлическим покрытым электродом используют ряд показателей:

• Коэффициент расплавления – характеризует массу расплавленного электродного стержня в единицу времени на единицу сварочного тока (_р ; г/А час).

• Коэффициент наплавки определяется как масса металла, наплавленного при распылении электрода на основной металл в единицу времени на единицу сварочного тока (_н ; г/А час).

• Коэффициент потерь характеризует относительную потерю расплавленного металла на угар и разбрызгивание

• Производительность сварки – масса металла, наплавленного в процессе сварки за единицу времени (Q; кг/час).

Одной из важнейших технико-экономических характеристик процесса РДС является как отношение массы металла, наплавленного за единицу времени горения дуги к единице сварочного тока

, г/А ч

где G_H - масса металла, наплавленного за время горения дуги (г);

t_н – время горения дуги (с);

Y_св - ток сварки (А);

Коэффициент наплавки характеризует производительность марки электрода и являются его паспортной характеристикой. Данные о значении этого показателя приводят в технических условиях на электроды конкретной марки.

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Подготовка к работе.

Планом проведения работы предусмотрена самостоятельная подготовка каждого студента по материалам лекционного курса «Общая теория измерений» раздел «Оценка погрешностей косвенных измерений»; практические занятия по курсу и настоящие методические указания, а также по рекомендованной литературе.

2.2. Выполнение экспериментальной части работы.

Эксперимент выполняет звено из 7..8 студентов. Выполнению экспериментальной части предшествует контрольный опрос по материалам самоподготовки.

2.2.1. Характеристика объекта измерений: электроды покрытые металлические типа Э46 марка___ диаметром 4 мм, изготовленные по техническим условиям ТУ________________.

Рекомендованные режимы сварки:

Гарантированный коэффициент наплавки:

2.2.2. Необходимые материалы и оборудование:

• Пластина стальная размером 10х100х100 (150) мм из низкоуглеродистой стали (на звено);

• Электроды покрытые металлические типа Э46 3 штуки;

• Сварочный пост постоянного или переменного тока;

• Комплект измерительных приборов с известными метрологическими характеристиками:

• Микрометр;

• Измерительная металлическая линейка;

• Штангенциркуль;

• Миллиамперметр;

• Амперметр переменного тока;

• Трансформатор тока;

• Шунт;

• Весы лабораторные со стрелочной нуль-индикацией;

• Комплект гирь и разновесов;

• Секундомер;

• Инструменты для зачистки (металлическая щетка, зубило, слесарный молоток, зачистная машинка).

2.2.3. Проведение опыта:

• Звено получает задание, где указаны тип, марка и диаметр электродов, а также технические условия и марочные этикетки на данные электроды.

• Предлагается сварочный пост и приборы для измерения сварочного тока. Студенты проводят модернизацию схемы с целью включения в нее измерительных приборов, и после проверки схемы преподавателем, собирают схему для измерения параметров сварочной дуги.

А РБ – реостат баластный

Ш ИП – источник питания

Ш - шунт

ИП Э - электрод

А - амперметр

Э ОМ – основной металл

РБ

ОМ

Рис.2. Схема поста ручной дуговой сварки.

• Для оценки систематической инструментальной погрешности студентами изучаются метрологические характеристики средств измерений (табл. 1 приложения).

• Для оценки случайной погрешности измерений следует использовать методику повторных отсчитываний показаний приборов в процессе сварки (табл. 2 приложения).

• При обработке результатов измерений необходимо рассчитать суммарную погрешность косвенного измерения коэффициента наплавки [1]. Результаты оценки погрешностей измерений должны быть представлены в таблице 3 приложения.

2.2.4. Порядок проведения опыта:

• Зачистить образцы от грата, ржавчины, окалины и других загрязнений.

• По техническим условиям на электроды определить номинальный режим сварки (сварочный ток и напряжение на дуге).

• С помощью лаборанта настроить пост на номинальный сварочный режим на вспомогательной пластине.

• Определить массу образца (М₀) взвешиванием с точностью 0,5 г. Провести четыре независимых взвешивания.

• Выполнить наплавку валика на образец. В процессе наплавки провести четырехкратную регистрацию сварочного тока четырьмя студентами. Другие четыре участника звена регистрируют время горения дуги. Наплавку следует выполнять без перерывов.

• Охладить платину в водяной ванне, высушить, тщательно очистить от шлака и брызг расплавленного металла.

• Определить массу (М₁) пластины после наплавки (см. п.4) и рассчитать массу наплавленного метала.

, г

где М₁ – среднее значение пластины после наплавки

М₀ – среднее значение массы пластины до наплавки

• Рассчитать среднее значение коэффициента наплавки

, г/А ч

где G_H – среднее значение массы наплавленного металла, г;

t_г – среднее время горения дуги, с;

Y_св – среднее значение тока, А.

• Рассчитать суммарную относительную погрешность измерения и представить результат опыта в виде доверительного интервала _н при P_q = 0,95.