Metodi di progettazione automatica di impianti ad induzione per la ricottura dei cordoni di saldatura dei tubi

L’argomento trattato in questa tesi riguarda la ricottura ad induzione del cordone di saldatura di tubi. Ci si occupa della determinazione di alcuni parametri riguardanti il trattamento termico in modo tale che esso sia qualitativamente accettabile e in particolare della determinazione delle correnti circolanti negli induttori e della massima velocità di avanzamento del tubo. A tale scopo, si utilizzerà un programma di simulazione di tipo commerciale agli elementi finiti, Flux2d, con il quale sarà possibile simulare un riscaldamento a più stazioni distinte e distanziate tra loro in modo da ottenere un profilo di temperatura il più possibile uniforme sul cordone di saldatura. I parametri di processo che vengono presi in considerazione sono due: la massima temperatura raggiunta sul cordone nel corso del processo di riscaldamento (TMAX) e la massima differenza di temperatura lungo il suo spessore alla fine del processo (DT12). Mediante un controllo step-by-step durante tutto il processo di riscaldamento o mediante l’uso di un algoritmo di ottimizzazione, si cercherà la miglior combinazione dei suddetti parametri che soddisfi i vincoli tecnologici del processo in esame. Il problema è stato risolto affrontando tre casi diversi , sotto elencati in ordine di complessità crescente: 1-Per più stazioni di riscaldamento si ottimizzano la velocità e la potenza elettrica fornita dagli induttori mediante la regolazione di alcuni dei parametri durante il processo. La qualità del processo sarà valutata mediante il controllo della massima temperatura TMAX. 2-Utilizzo di un algoritmo di ottimizzazione per ottenere i valori ottimi di velocità e corrente che soddisfino gli obiettivi su TMAX e DT12 per una singola stazione di riscaldo. 3-Utilizzo di un algoritmo di ottimizzazione per ottenere i valori ottimi di velocità e corrente che soddisfino gli obiettivi su TMAX e DT12 per ciascuna stazione riscaldo. Riassumendo, l’obbiettivo di questo lavoro sarà la realizzazione di uno strumento che permetta di simulare in maniera automatica il riscaldamento di un oggetto tubolare e quindi di determinare automaticamente la velocità massima di avanzamento del tubo e le correnti negli induttori che caratterizzano il processo di ricottura. Nell’elaborato saranno a tal proposito inseriti degli esempi applicativi