PRAKSA

PRACTICE

ZAVARIVANJE I ZAVARENE KONSTRUKCIJE, 1/2013, str. 41-46 41

Dušan Jovanić, Miloš Jovanović, Zoltan Jonaš

CS WAVE SIMULATOR ZAVARIVANJA– ANALIZA REZULTATA I NAPREDAK OBUKE

CS WAVE WELDING SIMULATOR – RESULTS ANALYSIS AND TRAINING PROGRESS

Stručni rad / Professional paper

UDK / UDC: 621.791

Rad primljen / Paper received: 01.10.2012.

Adresa autora / Author's address: Mr Dušan Jovanić, dipl.inž. Visoka tehnička škola strukovnih studija u Zrenjaninu, Đ.Stratimirovića 23, 23000 Zrenjanin, Srbija.

Dr Miloš Jovanović, dipl.inž. Welding Institute of Slovenia, Ptujska 19, Ljubljana, Slovenia.

Zoltan Jonaš, ing.IWE Visoka tehnička škola strukovnih studija u Zrenjaninu, Đ.Stratimirovića 23, 23000 Zrenjanin, Srbija

Ključne reči: simulator zavarivanja, virtuelno zavarivanje, analiza rezultata, napredak obuke.

Keywords: welding simulator, virtual welding, results analysis, training progress.

Izvod Simulator zavarivanja CS Wave, omogućuje jeftiniju, bržu, kvalitetniju, bezbedniju i ekološki prihvatljivu obuku zavarivača MMA (111) postupkom, sučeonih BW i ugaonih spojeva FW limova u svim položajima osim nadglavnog PE. U ovom radu je prikazana analiza rezultata nakon treninga, otkrivanje grešaka pri zavarivanju i praćenje napretka obuke.

Simulator zavarivanja omogućuje da se preko kontrolnog centra vrši monitoring zavarivanja u realnom vremenu. Veština zavarivača se postiže treningom putanje kretanja, razmaka elektrode od predmeta, brzinom zavarivanja i uglom elektrode u odnosu na predmet i pravac kretanja.

* Rad je izlagan na 27. savetovanju Zavarivanje 2012 - Divčibare

Abstract

CS Wave welding simulator provides a cheaper, faster, more qualitative, safer and ecologically more acceptable training of welders by using MMA (111) process, butt weld (BW) and fillet weld (FW) of plates in all positions except in overhead position (PE).The paper shows analysis of results after training, welding faults detection and training progress monitoring.

Welding simulator provides welding monitoring in real time through control center.Skillfulness of welders is achieved through training of motion path, distance between electrode and the object, welding speed and electrode angle in relation to the object and motion direction.

UVOD

Prema američkom birou za rad (The Bureau of Labor Statistics) u periodu od 2000. do 2018.g. SAD će se suočiti sa smanjenjem broja zavarivača za oko 23%, odnosno sa 594.000 zavarivača koliko ih je bilo 2000 god. smanjiće se na 455.900 zavarivača [1]. AWS (American Welding Society) kao razlog navodi to što je prosečna starost zavarivača u Americi 55 godina i u narednih 10 tak godina se očekuje veliki nedostatak zavarivača [2]. Ništa bolja situacija nije ni u evropskim zemljama, pa i kod nas, u Srbiji gde je posao zavarivača deficitaran. Sa druge strane on nije atraktivan za mlade IT generacije. Kao odgovor na to, u edukaciju zavarivača se uvode simulatori zavarivanja. Ti visoko tehnološki sistemi pre svega imaju za cilj pojednostavljenje obuke zavarivača, kao i približavanje mlađim generacijama, koje odrastaju sa savremenim tehničkim uređajima.

U protekloj deceniji je razvijeno više simulatora za zavarivanje. Razvoj tih sistema je uglavnom povezan sa školskim centrima za zavarivanje ili proizvođačima

zavarivačkih uređaja na jednoj strani, te sa proizvođačima VR tehnologija na drugoj strani. Danas je na tržištu prisutno pet različitih nezavisnih sistema: CS WAVE-Francuska, RW SOLD-Španija, ARC+ Kanada, SimWELDER-SAD, VW Fronius- Austrija [3].

SIMULATOR ZAVARIVANJA CS WAVE

Simulator zavarivanja CS Wave proizvodi francuska firma Diginext od 2003. god. i omogućuje simulaciju procesa zavarivanja REL, MIG/MAG i TIG sučeonih i ugaonih spojeva limova u korenom prolazu, popuni i završnom prolazu u svim položajima osim nadglavnog [4]. Ovaj sistem radi na bazi 6 ultrazvučnih senzora i ne koristi se virtuelna maska kao kod drugih sistema koja smanjuje prirodnu žižnu daljinu ljudskog oka, tako da su ti simulatori nepovoljni za duži trening. Sa druge strane držač elektrode je iste težine kao i realni držač elektrode (za razliku od drugih sistema gde je držač plastični) pa se uvežbavanje pokreta može primeniti lako na realno zavarivanje [5]. Veština zavarivača se postiže treningom: putanje kretanja, razmaka elektrode od predmeta, brzine zavarivanja i

PRAKSA

PRACTICE

42 ZAVARIVANJE I ZAVARENE KONSTRUKCIJE, 1/2013, str. 41-46

ugla elektrode u odnosu na predmet i pravac kretanja (slika 1).

Simulator zavarivanje CS Wave, omogućuje ekonomičniju obuku - jer su velike uštede osnovnog i potrošnog materijala, bržu i kvalitetniju obuku - jer polaznici od samog početka vežbaju pravilne pokrete, bezbedniju obuku - jer ne postoji opasnost od udara struje i zračenja i ekološki prihvatljivu obuku zavarivača - jer nema štetnih gasova.

Preko kontrolnog centra je moguće podešavati vrstu materijala i tip elektrode, kao i tolerancije u odnosu na idealne parametre. Takođe je moguće i izvršiti izbor i program vežbi, kurikulum (E1, E2, E3, E4) za REL (111) postupak zavarivanja, za svakog zavarivača, prema IAB-089-2010/EWF-452-467-480-481- Minimalni zahtevi za obrazovanje, obuku, ispitivanje i kvalifikaciju osoblja u zavarivanju - Međunarodni zavarivač (IW), koji predviđa upotrebu simulatora zavarivanja u obuci zavarivača u trajanju od 20% od praktičnih vežbi [6].

Rezultati zavarivanja i praćenje napretka obuke

Rezultati nakon virtuelnog zavarivanja prikazani su na sl. 2a. gde se može videti naziv vežbe (postupak zavarivanja, položaj zavarivanja, i da li je koreni prolaz ili popuna), vreme zavarivanja, ukupan procenat uspešnosti, kao i pojedinačni procenat uspešnosti pojedinih parametara zavarivanja i grafički prikaz parametara zavarivanja. Strelice označavaju napredovanje u odnosu na prethodni pokušaj (zeleno: bolje, žuto: sličan rezultat, crveno: više grešaka). Ukoliko kliknemo na jedan od parametara možemo da pogledamo njegove detaljne rezultate, kao što je prikazano na sl.2b. Detaljnije razmatranje omogućeno je prikazom grafikona pojedinih parametara, kao i reprodukcijom kretanja elektrode ili pištolja u 3D na osnovu čega se može uočiti u kom je trenutku greška nastala..

Slika 1: Rad na simulatoru zavarivanja CS Wave

a)

b)

Slika 2: Grafički prikaz rezultata zavarivanja a) svih parametara zavarivanja, b) detaljan prikaz pojedinačnog parametra

PRAKSA

PRACTICE

ZAVARIVANJE I ZAVARENE KONSTRUKCIJE, 1/2013, str. 41-46 43

Postoje dve mogućnosti obuke na simulatoru zavarivanja: sa kurikulumom ili bez kurikuluma (sl. 3). Kurikulum služi da se za svakog zavarivača programira njegov plan i program vežbi, ili izabere sa popisa, u odnosu na položaj zavarivanja, broj uključenih parametara zavarivanja koji se vežbaju, njihovo trajanje i procenat uspešnosti.

Na taj način zavarivač ne može birati sledeću vežbu već su mu one unapred programirane i može preći na sledeću tek po ispunjenju tri uspešne prethodne vežbe. Sa druge strane programirano mu je i vreme obuke tako da on nakon tri ušpešne izvedene vežbe

može preći na sledeću ili vežbati prethodne do isteka predviđenog vremena. Na taj način se može i kontrolisati koliko je zavarivač radio u toku radnog dana.

Ukoliko radimo bez kukrikuluma, možemo po želji odabrati tip spoja (ugaoni ili sučeoni), položaj zavarivanja, rad na korenu ili popuni i kombinaciju parametara zavarivanja. Na slici 4 prikazani su detalji napretka i statistika uspešnih, neuspešnih i prekinutih vežbi, kao i vreme trjanja. Siva polja označavaju da je vežba prekinuta odnosno da nema rezultata, a zelena polja da ima barem jedan rezultat.

Slika 3: Rad sa kurikulumom a) Definisanje programa obuke, b) Detalji napretka obuke

Slika 4: Detalji napretka i statistika uspešnih, neuspešnih i prekinutih vežbi a) po kandidatu, b) po parametrima zavarivanja

Praćenje napretka obuke moguće je i preko grafikona koji nam pokazuje redni broj vežbe i njenu uspešnost u procentima (slika 5).

Na slici 5a, tačke 1,3,5,6 i 7 su neuspešni pokušaji, tačka 4 je uspešan pokušaj, a tačke 2 i 8 pokazuju da je vežba prekinuta.

Na slici 5b možemo videti prikaz obuke sa tendencijom procentualnog rasta uspešnosti vežbi do krajnjeg cilja i uspešne vežbe (tačka 10) u desetom pokušaju.

Važno je da tokom obuke nema prekinutih vežbi jer je u tom slučaju dijagram napretka beskoristan.

PRAKSA

PRACTICE

44 ZAVARIVANJE I ZAVARENE KONSTRUKCIJE, 1/2013, str. 41-46

a)

b)

Slika 5: Grafikoni napretka obuke

ANALIZA REZULTATA

U nastavku su prikazani rezultati za obuku zavarivača elektrolučnim postupkom obloženom elektrodom-111, sučeonog spoja- BW u horizontalnom položaju- PA na konstrukcionom čeliku S235JRG2 iz grupe 1.2, rutilnom elektrodom-R.

Za svaki od parametara zavarivanja prikazano je područje sa tolerancijama, dijagram toka odabranog parametra zavarivanja kao i vreme zavarivanja u sekundama. Na slici 6 je prikazan grafik brzine zavarivanja gde se vide greške zavarivača u pogledu prevelike ali dozvoljene brzine (oblast A), premale ali dozvoljene brzine (oblast C) i idealne brzine (oblast E). Područje nedozvoljene prevelike i premale brzine obeležene su sa crvenom tačkicom (oblasti B i D).

Grafik pravca (putanje) zavarivanja prikazan je na slici 7 gde se vide greške zavarivača, u pogledu prevelikog i premalog ali dozvoljenog odstupanja od

idealne putanje, oblasti B i C. Područje nedozvoljenog prevelikog i premalog odstupanja od idealne putanje prikazana su u oblastima A i D.

Grafik udaljenosti elektrode od osnovnog materijala prikazan je na slici 8 gde se vide greške zavarivača u pogledu prevelike ali dozvoljene udaljenosti elektrode od osnovnog materijala (oblast A), idealne udaljenosti elektrode od osnovnog materijala (oblast C) i područje nedozvoljene udaljenosti elektrode od osnovnog materijala (oblast B).

Grafik ugla elektrode u odnosu na osnovni materijal prikazan je na slici 9 gde se vide greške zavarivača u pogledu prevelikog ili premalog ali dozvoljenog ugla elektrode u odnosu na osnovni materijal, oblasti A i B, idealnog ugla elektrode u odnosu na osnovni materijal (oblast E) i područje nedozvoljenog prevelikog ili premalog ugla elektrode u odnosu na osnovni materijal, oblasti C i D.

Slika 6: Grafik brzine zavarivanja

PRAKSA

PRACTICE

ZAVARIVANJE I ZAVARENE KONSTRUKCIJE, 1/2013, str. 41-46 45

Slika 7: Grafik pravca (putanje) zavarivanja

Slika 8: Grafik udaljenosti elektrode od osnovnog materijala

Slika 9: Grafik ugla elektrode u odnosu na osnovni materijal

PRAKSA

PRACTICE

46 ZAVARIVANJE I ZAVARENE KONSTRUKCIJE, 1/2013, str. 41-46

ZAKLJUČAK

Analiza rezultata i napredak obuke su bitni faktori u uspešnoj obuci zavarivača. Kontrolni centar je glavno oruđe pomoću kojeg instruktor prati i analizira rezultate i pedagoški napredak kandidata. Kontrolni centar je integrisani deo u sistemu simulatora i upotrebom mreže i servera omogućava prenos podataka sa simulatora na veliku razdaljinu. Tako instruktor ima mogućnost da sa udaljene pozicije prati ko u datom trenutku izvodi koju vežbu te da ocenjuje uspešnost kandidata.

Detaljna analiza snimljene vežbe omogućava instruktoru da utvrdi uzroke grešaka i da argumentovano izvede potrebne korekcije za poboljšanje kvaliteta vežbe kandidata pri sledećim pokušajima. Svaki pokušaj se beleži po datumu i času tako da kandidat ima svoju mapu u kojoj su grafički pojedinačno prikazani parametri zavarivanja tokom celog procesa obuke.

Na osnovu tih podataka instruktor ima mogućnost definisanja pedagoških koraka za svakog pojedinačnog kandidata uz mogućnost potrebnih korekcija. To mu omogućava da za svakog kandidata potraži optimalni put za dostizanje zadatog cilja.

- Rad je deo projekta: “OBUKA I SERTIFIKACIJA ZAVARIVAČA U BANATU” iz programa RSEDP 2.

- Projekat je finansiran od strane EU.

LITERATURA

[1] The Bureau of Labor Statistics, www.bls.govwww.bls

[2] American Welding Society, www.aws.org/

[3] Jovanović,M.,Šprajc,P.,Virtuelno zavarivanje- veliki pomak u edukaciji zavarivača, 26.Savetovanje sa međunarodnim učešćem Zavarivanje 2010, Tara 2.-4.06.2010, Srbija.

[4] Da Dalto,L.,Benus,F.,Balet,O.,Improving the welding training by a wise integration of new technologies, Proceedings of the IIW 2009 International Conference on Advances in Welding and Allied Technologies, Singapore, July 16-17, 2009, ISBN 978-981-08-3259-9, paper fqc-5

[5] Diginext- Advanced Coputeing systems, www.diginext.fr

[6] IAB-089-2010/EWF-452-467-480-481- Minimalni zahtevi za obrazovanje, obuku, ispitivanje i kvalifikaciju osoblja u zavarivanju, Međunarodni zavarivač (IW)

TAKMIČENJE MLADIH ZAVARIVAČA 

Takmičenje  mladih  zavarivača  održaće  se  11.05.2013.  godine  u  prostorijama  TC  TERMOELEKTRO,  u Obrenovcu.  Uslov  za  učešće  je  da  takmičari  ne  budu  mlađi  od  16  i  stariji  od  22.  godine.  Postupci zavarivanja su E/111, MAG/135, TIG/141 i G/311. 

Detaljnije o pravilima i propozicijama takmičenja možete pročitati u časopisu ZIZK br. 3/2011. Za dodatne informacije  možete  se  obratiti  Aleksandru  Đorđeviću,  organizatoru,  treneru  i  kapitenu  ekipe  koja  će putovati u Esen na tel. 065 3537203 ili e‐mail: aleksandardjordjevic@messer.rs  

Prijavljivanje je u toku, obratite se DUZS‐u: Grčića Milenka 67, Beograd, (011 2850 794; duzs @eunet.rs) do 30.04.2013.godine.  

Do  sada  je  prijavljeno  više  od  30  takmničara.  Svim  učesnicima  želimo  puno  sreće  na  takmičenju  u Obrenovcu, a najboljima srećan put i pobedu u Esenu.  

AleksandarĐorđević, član UO DUZS‐a

WELDING & CUTTING ESSEN

16.09 - 21.09.2013. International Trade Fair for joining and separating and coating

www.schweissenuschneiden.de

info@messe-essen.de

www.messe-essen.de

Messe Essen Norbertstr.

45131 Essen, Germany

Tel: +49 (0)201 72440

Fax: +49 (0)201 7244877