uticaj parametara navarivanja epp postupkom na promjenu ...

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997)
S. Pa{i}: UTICAJ PARAMETARA NAVARIVANJA...
• ja~ine struje,
• napona elektri~nog luka,
• brzine navarivanja,
• vrste struje i polariteta elektrodne `ice,
• nagiba `ice u odnosu na radni komad,
• du`ine slobodnog kraja elektrodne `ice.
Pojedina~ni uticaj ovih parametara navarivanja na
odre|ene karakteristike navara je u literaturi detaljno
prou~en, me|utim, radi rje{avanja konkretnih problema
pri optimiranju tehnologije navarivanja EPP postupkom,
u ovom radu je izvr{ena analiza uticaja tri osnovna
parametara navarivanja (struja, napon i brzina) na
geometrijske, mehani~ke i strukturne karakteristike
troslojnih navara, pri ~emu su ostali parametri
navarivanja (vrsta struje i polaritet, nagib elektrodne `ice,
du`ina slobodnog kraja `ice i na~in polaganja slojeva)
tokom ~itavog eksperimenta zadr`avani na konstantnim
vrijednostima.
2. PLANIRANJE EKSPERIMENTA
U cilju ispitivanja uticaja osnovnih parametra
navarivanja (I, U, v) na karakteristike navara, kao
najoptimalniji, odabran je potpuni faktorski plan
eksperimenata tipa 2 3 sa ponavljanjem u centru
plana, koji omogu}ava rje{avanje datog problema
sa zadovoljavaju}om ta~no{}u, i uz minimalne
tro{kove dovodi do jednozna~nih zaklju~aka [1].
Poznato je da se zavisnost bilo koje karakteristike
navara od parametara navarivanja mo`e izraziti
stepenom funkcijom op{teg oblika [2]:
F = C⋅ Π f
= 1
i
k
p i
i
U konkretnom slu~aju ispitivanja uticaja struje (I),
napona (U) i brzine navarivanja (v) na karakteristike
navara, dakle za trofaktorni plan eksperimenata,
funkcija (1) izra`ena je matemati~kim modelom
oblika:
P1 P2 P 3
(2)
F = C⋅I ⋅U ⋅v
Odre|ivanje numeri~kih vrijednosti konstante C i
eksponenata p 1 , p 2 i p 3 u modelu (2) izvedeno je
primjenom matematskostatisti~ke obrade podataka.
Za modele ovog oblika naj~e{}e se koriste
vi{efaktorni ortogonalni planovi prvog reda oblika 2 k ,
pri ~emu je u ovom slu~aju k = 3. Ovakvoj
kompoziciji eksperimentalnih ta~aka pridru`uje se
odre|eni broj eksperimenata (n o = 4), u centralnoj
ta~ki plana, radi statisti~ke ocjene eksperimentalne
gre{ke. Ukupan broj eksperimenata prema tome
iznosi:
(1)
Prije po~etka izvo|enja eksperimentalnih navarivanja
odre|ene su granice intervala variranja faktora u
modelu (2). Izbor intervala variranja uticajnih faktora,
odnosno, odre|ivanje gornjeg i donjeg nivoa ja~ine
struje, napona luka i brzine navarivanja izvr{en je
na osnovu prakti~nih saznanja i preliminarnih
eksperimenata i iznose za:
• ja~inu struje navarivanja (I):
1. donji nivo: I min = 450 A,
2. gornji nivo: I max = 550 A,
• napon luka (U):
1. donji nivo: U min = 30 V,
2. gornji nivo: U max = 34 V,
• brzinu navarivanja (v):
1. donji nivo: v min = 30 cm/min,
2. gornji nivo: v max = 50 cm/min.
Ponavljanje u centru plana eksperimenata vr{eno je sa
parametrima koji su odabrani tako da je ispunjen uslov:
I = sr
I ⋅ I = ⋅ =
max min
550 450 497,
49A
U = sr
U ⋅ U = ⋅ =
max min
34 30 31,
94V
v = sr
v ⋅ v = ⋅ =
max min
50 30 38,
73 cm/min
Postavljanje ovako precizno izra~unatih parametara i
njihovo odr`avanje tokom procesa navarivanja, zbog
nepreciznosti mjernih instrumenata, nije mogu}e te
su se zbog toga usvojile pribli`ne vrijednosti:
I sr = 500 A, U sr = 32 V i v sr = 40 cm/min.
Zbog jednostavnijeg pra}enja eksperimentalnih
rezultata pri analizi i obradi podataka se uvodi
kodiranje vrijednosti posmatranih faktora sa +1, -1 i
0, gdje +1 ozna~ava gornji nivo faktora, -1 donji
nivo faktora a 0 centar plana eksperimenata.
Jedna~ina transformacije realnih i kodiranih
vrijednosti faktora, u op{tem obliku, izgleda:
x
i
ln fi
= 1+ 2⋅
ln f
imax
− ln f
− ln f
imax
imin
Plan-matrica eksperimenta sa realnim i kodiranim
vrijednostima faktora prikazan je u tabeli 1.
Ostali parametri EPP navarivanja su tokom ~itavog
eksperimenta zadr`ani na konstantnim vrijednostima:
(4)
N = 2 k + n o = 2 3 + 4 = 12 (3)
- 110 -