Кафедр
Электронная энциклопедия сварщика
С.И. Казаков
В настоящее время при подготовке инженеров-сварщиков а также при подготовке к аттестации руководителей сварочных работ в регионах Урала и Сибири наблюдается острый дефицит научно-технической и учебной литературы, восполнить который могли бы электронные быстро тиражируемые издания справочной литературы.
На основе использования специально созданной системы управления документальными базами данных «НиКа» [1] начиная с 1996 г. проводятся работы по сбору и систематизации информации по различным вопросам сварочной науки, техники и технологии сварки, термической резки, пайки, сварки пластмасс и склеивания материалов. Обработаны и переведены в цифровую форму хранения большие объемы данных и знаний из энциклопедий и энциклопедических словарей, книг, статей, докладов, кратких рефератов, патентов и заявок на изобретения. На основе анализа содержания документы сортировались по способам, приемам и особенностям выполнения сварочных работ, свариваемым и сварочным материалам, сварочному и вспомогательному оборудованию и инструменту. Это позволило охватить все стороны сварки, как профессиональной деятельности, в современных условиях производства.
Результатом такой работы стало создание электронной энциклопедии сварщика с шестью базами данных, функционирующих с использованием системы «НиКа»:
1. Энциклопедический словарь инженера-сварщика от «А» до «Я» [2]. Этот словарь-справочник по вопросам техники и соединения конструкционных материалов содержит в алфавитном порядке ~11,5 тысяч статей c 2078 рисунков и таблиц по объяснению понятий и терминов по различным отраслям техники и некоторым естественным наукам (математике, физике, химии и др.). В справочнике содержатся:
- краткая характеристика всех элементов таблицы Д. И. Менделеева, краткая характеристика минералов, газов, кислот, используемых в промышленности и сварочном производстве, основные термины металлургии, металловедения и термообработки, рекомендуемый вид термообработки и уровень твердости для типовых деталей машин и инструментов, перевод значений твердости по шкале НВ, HV, HRC, НRСэ, HRA, HRB; основные термины и понятия физики, электротехники и электроники; основные термины и понятия теории сопротивления материалов и строительной механики, сведения по свариваемости сталей различных классов; справочные данные по наплавке и наплавочным материалам; справочные данные по пайке, припоям (70 марок) и свойствам паяных соединений; справочные данные по видам и свойствам пластмасс (30 видов); данные по склеиванию металлов, пластмасс, и работоспособности клеевых соединений (33 марки клея); сведения по электродам для ручной дуговой сварки (150 марок), сварочным проволокам сплошным и порошковым (40 марок), флюсам (20 марок) и газам.
На рис.1 приведен результат поиска сведений по свариваемости стали Х17Н13М2 и возможного образования межкристаллитной коррозии (МКК).
Справочник содержит методики расчета различных соединений (56 вариантов сварных соединений и расчетных схем их нагружения).
Приведен классификатор изделий и конструкторских документов машиностроения, который содержит в 42 - х классах: подклассы, группы, подгруппы и виды (всего 406 разделов), рекомендуемых для обозначения сборочных единиц и деталей машиностроения.
По вопросам свариваемости сталей и разработки технологии их сварки имеются следующие развернутые статьи: СВАРИВАЕМОСТЬ. Понятие и показатели свариваемости. Горячие трещины. Холодные трещины. Свариваемость. Выбор свариваемых материалов. СТАЛИ: углеродистые; низколегированные перлитные; микролегированные; низколегированные бейнитно-мартенситные; среднелегированные мартенситно-бейнитные; жаропрочные перлитные; мартенситные; мартенсито-ферритные; ферритные; аустенитные жаропрочные; аустенитные коррозионностойкие; аустенитно-ферритные нержавеющие; аустенитно-мартенситные; мартенситно-стареющие;
Рис.1. Вид экрана ИПС "НиКа" с результатами поиска в БД - Энциклопедический словарь инженера-сварщика от "А" до "Я". Поиск выполнен по всей базе по содержимому текстов: свариваемость МКК Х17Н13М2. В окне «Просмотр» - виден документ "СВАРИВАЕМОСТЬ. СТАЛИ АУСТЕНИТНЫЕ…" с рисунком зоны возможного образования МКК
Содержатся англо-язычные термины и сокращения, используемые в сварочной науке и технике, и их расшифровка.
2. Электронная энциклопедия (ЭЭ) сталей и сплавов создана как база данных информационно-поисковой системы «НиКа» и предназначена для быстрого поиска информации по маркам сплавов, видам поставки, назначению, химическому составу и свойствам механическим, технологическим и свариваемости сплавов на основе железа, никеля, железо-никелевых, медных, латунных, бронзовых, алюминиевых, магниевых, титановых и сплавов чугуна [3].
В энциклопедии собраны и систематизированы сведения о металлических материалах из достоверных источников с включением литературы последних лет издания. Для быстрого поиска указанной выше информации необходимо ввести в окне поиска марку сплава в соответствии с принятой в России маркировкой или в соответствии с системами маркировки сплавов в Германии, Великобритании, США, Франции, Японии, Швеции или Евронормам.
Энциклопедия содержит сведения по 600 маркам сталей и чугунов, а также сведения по 200 маркам цветных сплавов на основе алюминия, магния, титана, меди и никеля. Всего в энциклопедии упоминается 1300 марок сплавов.
При поиске информации по марке сплава будут найдены и выведены на экран названия всех документов, где упоминается данный сплав. При этом кроме сведений непосредственно по марке сплава будут найдены сводные таблицы физических свойств сплавов при температурах от 20 до 1000 °С : коэффициент линейного расширения, модуль нормальной упругости, модуль упругости при кручении, плотность, теплопроводность, удельная теплоёмкость, удельное электрическое сопротивление а также механические свойства в широком интервале температур: механические свойства в зависимости от ковочных температур, механические свойства в зависимости от температуры испытания сплава и механические свойства в зависимости от температуры отпуска после закалки. Для большинства сплавов приведены технологические свойства: литейные, ковочные, механическая обработка, технологические особенности сварки.
Приведена краткая теория термической обработки стали .
Приведены развернутые статьи по свойствам, системам легирования, видам термической обработки и особенностям эксплуатации следующих групп сталей: высокопрочные, двухслойные, жаростойкие и жаропрочные, износостойкие, инструментальные, конструкционные стали для железнодорожного транспорта, коррозионностойкие, порошковые, радиационно-стойкие, строительные, судостроительные, хладостойкие стали для криогенной техники, электротехнические, стали и сплавы с особыми магнитными свойствами.
Приведенный выше перечень разделов энциклопедии сталей и сплавов показывает, что полная информация о свойствах того или иного сплава содержится в наборе документов, каждый из которых отражает отдельные свойства сплава, поэтому целесообразнее вести поиск по марке сплава.
На рис. 2 показан пример результатов поиска сведений по стали марки 08Х18Н10.
Текст любого найденного документа и прикрепленного рисунка (таблицы) может быть выведен на печать или передан в файл через буфер обмена обычными приемами Microsoft Word.
Энциклопедия сталей и сплавов содержит 58 разделов иерархической структуры с 1100 документами и 1600 таблиц и рисунков.
Общий объем энциклопедии с программой ИПС «НиКа» составляет 1,9 Гбайт.
Рис.2. Вид экрана по результатам поиска данных о свойствах сплава 08Х18Н10 с окнами:
Окно 1 – в левой части экрана видны фрагменты структуры энциклопедии с развернутым разделом «Конструкционные стали», в этом разделе видны параграфы: «!Стали. Классификация», «!Стали. Конструкционные стали …» ниже видны названия статей параграфа: Влияние легирующих.., Классификация углерод.., Конструкционные ста..и т.д. Окно 2 – «Поиск данных» для формирования запросов с указанием «Сфера поиска»: Глобальный поиск по всей базе или Поиск по нисходящей ветви дерева структуры, «Искать по»: Названию или Рубрикатору или Содержимому статьи или Дата (ввода документа в базу); «Способ поиска»: Хотя бы одна из введенных строк или Все введенные строки в произвольном порядке. Шаблон поиска – для примера 08Х18Н10. В результате поиска за 17 секунд найдено 23 документа;
Окно 3 - «Результаты поиска». Название каждого из 23 документов видно для просмотра и выбора в окне. Начиная с первой строки видны:
- Перечень марок сталей и сплавов, упоминаемых в энциклопедии; Радиационно-стойкие стали; Сталь 08Х18Н10 (0Х18Н10); Сталь 08Х18Н10Т (0Х18Н10Т, ЭИ914); Сталь 0Х18Н10; Сталь 0Х18Н10Т; - Сталь ЭИ 914; Трубки стальные малых размеров (капиллярные); Трубы бесшовные, горяче-, холодно- и теплодеформированные из коррозионностойкие..; Аустенитные стали для криогенной техники 12Х18Н9, 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 03X13АГ19
Последняя из этого списка статья (Аустенитные стали…) выделена подсветкой для просмотра.
Окно 4 - Просмотр «Аустенитные стали для криогенной техники 12Х18Н9,», где приведено название первоисточника документа: Машиностроение. Энциклопедия. Том II-2. Стали и чугуны/ Г.Г. Мухин, А.И. Беляков, Н.Н. Александров и др.; В нижней части окна 4 видны номера рисунков (графиков) с 1- го по 14-й, прикрепленных к статье. Рисунок 3 выделен для просмотра (Рис. 1.3.13. Сопротивление стали 12Х18Н10Т малоцикловой усталости…). Этот рисунок в виде отдельного файла с расширением «bmp» прикреплен к статье «Аустенитные стали для криогенной техники…».
Для большинства российских сплавов приведены их зарубежные аналоги.
Энциклопедия сталей и сплавов содержит сведения как по сталям, так и Al, Ti, Mg, Cu и др. сплавам.
Для быстродействия системы, рисунки и таблицы выделены в отдельные файлы с расширением «bmp» и прикреплены программно к текстовым документам, а их наличие в документе показано соответствующим количеством цифровых кнопок в нижней части окна, нажимая на которые можно открыть каждый из рисунков и перенести его в буферную память нажатием Ctrl+Insert.
Программа СУБД «НиКа», с помощью которой создана энциклопедия, позволяет пользователю самостоятельно пополнять базу данных в имеющиеся разделы и параграфы а также создавать собственные разделы и пополнять их достоверными данными. Для таких действий создана инструкция по работе с системой «НиКа».
3. Энциклопедия «Сварочное оборудование» предназначена для поиска информации о принципах действия и технических возможностях современного сварочного и вспомогательного оборудования [4]. Энциклопедия может быть использована специалистами и студентами сварочной специальности при изучении оборудования для сварки, выполнении курсовых и дипломных проектов, а также инженерами-проектировщиками сварочных цехов при выборе сварочного оборудования.
Энциклопедия содержит 7 разделов, в которых размещены 21 глава по видам оборудования:
Раздел 1. Основы проектирования оборудования для сварки.
Раздел 2. Оборудование для дуговой и электрошлаковой сварки и наплавки.
Раздел 3. Оборудование для сварки давлением.
Раздел 4. Оборудование для газовой сварки, наплавки и резки.
Раздел 5. Оборудование для электронно-лучевой и специальных видов сварки.
Раздел 6. Оборудование для нанесения покрытий, пайки, неразрушающего контроля и технической диагностики.
Раздел 7. Оборудование для сварки пластмасс.
Главы всех разделов, кроме раздела 1, содержат вложенные в них подразделы с параграфами, содержащими статьи, доклады, патенты и рефераты документов из периодических изданий по оборудованию, описываемому в соответствующей главе.
Такое структурирование данных, позволяет быстро найти требуемую информацию по сварочному оборудованию. Всего в базе на момент ее регистрации содержится 13316 документов, что видно на рис.5. Общее количество рисунков, таблиц и графиков в базе – 735. База вместе с программой ее обработки занимает объем 510 Мбайт. Пример результатов поиска информации по сварочным автоматам марки АДФ приведен на рис.3.
Рис. 3. Вид экрана по результатам поиска данных об оборудовании марки АДФ с окнами:
1 – окно с фрагментом структуры энциклопедии «Сварочное оборудование»;
2 - окно запросов «Поиск данных» с указанием Глобальный поиск по всей базе, Искать по содержимому статьи и Хотя бы одна из введенных строк. Шаблон поиска – АДФ. В результате поиска за 21 секунду найдено 8 документов;
3 - окно «Результаты поиска всего найдено 8». Перечень названий из 8 документов виден для просмотра и выбора в окне. Выделен для просмотра документ:
«АВТОМАТ ДЛЯ СВАРКИ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ АДФ10030»;
4 - окно Просмотр «АВТОМАТ ДЛЯ СВАРКИ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ АДФ10030», где приведены технические характеристики автомата. В нижнем левом углу окна видна кнопка 1 рисунка, прикрепленного к этой статье;
5 – окно «Рисунок № 1 в статье (677х905)». В окне виден общий вид автомата с фрагментом описания его особенностей.
Возможен поиск оборудования зарубежных фирм по известному названию. Пример такого поиска приведен на рис. 4.
Рис. 4. Результат поиска оборудования для сварки пластмасс по названию
фирмы Georg Fischer
При этом виден фрагмент статьи Машины (установки) для стыковой сварки труб из полиэтилена нагретым инструментом, к статье прикреплены 44 рисунка и таблицы, среди них нажата кнопка 17 и виден рисунок Общий вид установки для сварки полиэтиленовых труб большого диаметра фирмы Georg Fischer
4. Сварка полимеров и склеивание материалов [5].
База содержит разделы: сварка пластмасс; склеивание материалов; словарь-справочник по сварке пластмасс и склеиванию материалов. Первые два раздела содержат каждый по 1500 документов (статьи, рефераты, патенты, авторские свидетельства и заявки на изобретения), которые были опубликованы в промышленно-развитых странах мира за последние 16 лет по различным вопросам сварки пластмасс и склеиванию материалов. Словарь-справочник по сварке пластмасс и склеиванию материалов содержит: около 1,4 тыс. терминов по сварке и склеиванию материалов; сведения по 500 маркам российских клеев и технологии склеивания. Общий объем базы 730 Мбайт. Общее количество документов в базе –6200.
Рис. 5. Результат поиска клея с рабочей температурой 1500 С
5. Изобретения в области сварки [6]. Эта база содержит более 17500 кратких описаний патентов, авторских свидетельств и заявок на изобретения в области сварки, резки, пайки, наплавки, склеивания металлов и пластмасс, опубликованных в промышленно-развитых странах мира с 1990 по 2009 годы. Документы размещены в 815 разделах иерархической структуры. Поиск может быть проведен по автору (авторам), названию изобретения, классу, номеру авторского свидетельства (патента). Общий объем базы ~140 Мбайт.
Рис. 6. Результат поиска в БД «Изобретения в области сварки» по фамилии автора «Казаков С. И.»
6. Документальная база рефератов, статей и патентов по сварке 1990-2009 г
База данных содержит 75,1 тысяч рефератов и статей по самым различным вопросам сварки, резки, пайки, наплавки, склеивания металлов и пластмасс, опубликованных в мире с 1990 по 2009 годы [7]. Документы размещены в 816 разделах иерархической структуры документальной базы. Основные (корневые) разделы базы с количеством документов в них:
Газовая сварка и резка – 900;
Дуговая сварка и резка – 13200;
Контактная сварка – 3100;
Лучевые способы сварки и резки -6350;
Наплавка – 2600;
Общие вопросы сварки – 8800;
Пайка – 6100;
Сварка давлением. Особые виды сварки – 4000;
Сварка и наплавка при ремонтных работах – 1700;
Сварка пластмасс – 1700;
Сварные конструкции – 9650; -
Склеивание металлов и пластмасс – 1650;
Теория сварочных процессов – 9000;
Технология и оборудование сварочного производства – 5650 документов.
Рисунков и таблиц в базе – 700. Объем базы 3,9 Гбайт.
База предназначена для поиска документов по разным вопросам в области сварки. Кроме краткого содержания и библиографического описания найденные документы позволят специалисту а также студенту сварщику исследовать и сделать выводы о направлениях развития современных способов сварки, о современном оборудовании, о проблемах теории сварочных процессов и способах решения задач создания и эксплуатации надежных и экономичных сварных конструкций.
Структура базы иерархическая древовидная наглядно свидетельствует о хранимых в разделах структуры документах (рис.7).
Рис. 7. Пример фрагмента структуры БД:
окно 1 –виден фрагмент структуры раздела Сварные металлоконструкции, где среди разделов первого уровня выделена структура раздела второго уровня вложенности – Применение сварки и свариваемых материалов по отраслям промышленности, где виден развернутый раздел Дорожное строительств, где в развернутой структуре виден раздел: Мосты. Этот раздел содержит статьи, первая из них: Узел крепления поперечной балки решетчатого моста. Пат. На полезную модель 59090 Россия – видна в окне 2. Рисунок, открытый в окне 3, прикреплен в виде отдельного файла с расширением bmp к указанной статье
Для быстрого поиска документов по интересующей пользователя проблеме можно вести поиск в пределах выделенного раздела (рис. 8).
Рис.8. Пример поиска по ключевым словам трением вращающимся инструментом:
окно 1 – начальное окно системы с выделенным разделом Сварка давлением. Особые виды сварки;
окно 2 – окно задания на поиск: в примере по произвольному сочетанию ключевых слов: трением вращающимся инструментом. В результате поиска за 27 секунд найден 321 документ, в каждом из которых обязательно содержатся набор ключевых слов, что можно видеть в окне 3;
окно 3 – просмотр документа Способ сварки трением вращающимся инструментом. Патент 6840426 США, где достаточно подробно описана сущность патента и его полное библиографическое описание;
окно 4 – содержит перечень названий из 321 найденного документа. При большом количестве материалов можно провести дополнительную фильтрацию их по содержимому статей (документов)
Для знакомства с содержанием документов какого либо раздела возможен их просмотр последовательным открытием, что показано на рис.9.
Рис. 9. Пример непосредственного просмотра документов в интересующем пользователя разделе, где слева в колонке расположены названия документов в алфавитном порядке среди которых выделен Узел крепления поперечной балки решетчатого моста Пат. 59090 Россия. Казаков Сергей Ив. Справа открыт текст этого патента с прикрепленным к нему рисунком узла
Текст любого найденного документа и прикрепленного рисунка (таблицы) может быть выведен на печать или передан в файл через буфер обмена обычными приемами Microsoft Word.
СУБД «НиКа» с помощью которой создана энциклопедия в период создания и проверки работы в течение последних 10 лет работает устойчиво без сбоев и без потери данных, что и позволило создать энциклопедию общим объемом 3,4 Гбайт. Перед регистрацией электронной энциклопедии сварщика выполнена распечатка энциклопедии сталей и сплавов, которая заняла 2550 страниц с 1600 таблиц и рисунков.
Выводы
1. Создана электронная энциклопедия сварщика, всесторонне отражающая современные сварочные технологии.
2. В энциклопедию включены документы из достоверных источников.
3. Период последних 15-16 лет был трудным как для всей промышленности России, так и для сварочного производства, но сварочная наука, техника и технологии развивались и тенденции развития можно проследить, исследуя документы энциклопедии.
Список литературы
1. Никитин В. М., Казаков С. И. Информационно-поисковая система «НиКа». Регистрационный номер 50200100433. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования Российской Федерации. 2001.
2. Казаков С.И., Калашников Д.Б. Энциклопедический словарь от “А” до Я”. Свидетельство об отраслевой регистрации № 2968 Государственного координационного центра информационных технологий Министерства образования Российской Федерации 2003 г.
3. Казаков С. И. Энциклопедия сталей и сплавов. Номер гос. регистрации 50200700992. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 8284. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования и науки РФ. 2007
4. Казаков С. И. Энциклопедия. Сварочное оборудование. Номер гос. регистрации 50200702429. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 9433. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования и науки РФ. 2007.
5. Казаков С. И., Лапшин Л. Н., Калашников Д. Б. Информационно-поисковая система Сварка полимеров и склеивание материалов. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 3265 Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования и науки РФ. 2004.
6. Казаков С. И., Лапшин Л. Н., Калашников Д. Б. Информационно-поисковая система Изобретения в области сварки. Номер гос. регистрации 50200401046. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 3808. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования и науки РФ. 2004.
7. Казаков С. И. Документальная база рефератов, статей и патентов по сварке 1990-2006 г.г. Номер гос. регистрации 50200702430. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 9432. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования и науки РФ. 2007.
8. Казаков С. И. Электронная энциклопедия сварщика. Номер гос. регистрации 50200800615. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 10205. Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования и науки РФ. 2008.
Бесплатный конструктор сайтов — uCoz