Исследование технологических свойств процесса сварки дугой горящей в динамическом режиме

Тясто, Артём Андреевич Отделение электронной инженерии (ОЭИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В процессе исследования проводился анализ методов повышения эффективности и способы сварки не плавящимся электродом с применением импульсного питания сварочной дуги, проведен анализ моделей столба дуги и предложено феноменологическое описание дуги.
В результате исследования разработан способ сварки дугой горящей в динамическом режиме и оборудование, обеспечивающее его реализацию.

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………. 11
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА СВАРКИ
НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В АРГОНЕ …………………………………………. 15
1.1 Описание процесса сварки неплавящимся электродом в среде инертных
газов 15
1.2 Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки неплавящимся
электродом в аргоне ………………………………………………………………………………….. 17
1.3 Статическая устойчивость энергетической системы источник питания –
дуга. …………………………………………………………………………………………………………. 18
1.4 Методы повышения эффективности процесса сварки неплавящимся
электродом ……………………………………………………………………………………………….. 22
1.5 Характеристика источник питания – дуга …………………………………………. 25
1.6 Динамический режима горения дуги на постоянном токе ………………….. 27
Заключение. ……………………………………………………………………………………………… 29
2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МОДЕЛЕЙ ДУГИ ГОРЯЩЕЙ В
ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ …………………………………………………………………….. 31
2.1 Цилиндрическая модель дуги ……………………………………………………………. 33
2.2 Конусообразная модель дуги …………………………………………………………….. 34
2.3 Модель дуги горящей между неплавящимся электродом и плавящимся
изделием …………………………………………………………………………………………………… 37
2.4 Феноменологическая модель динамической дуги ……………………………… 38
Вывод по главе …………………………………………………………………………………………. 46
3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ ………………………………….. 47
3.1 Образование сварочной ванны и ее характеристики ………………………….. 47
3.2 Анализ моделей сварочных ванн ………………………………………………………. 49
Вывод по главе …………………………………………………………………………………………. 50
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………. 51
4.1 Лабораторные исследования …………………………………………………………….. 52
4.2 Оценка работоспособности вольфрамовых электродов ……………………… 56
Вывод по главе …………………………………………………………………………………………. 58
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………….. 60
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………………. 60
5.2 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………….. 61
5.3 SWOT – анализ ……………………………………………………………………………………. 62
5.4 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………….. 64
5.5 Определение трудоемкости выполнения работ …………………………………….. 65
5.6 Разработка графика проведения научного исследования ………………………. 66
5.7 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………………… 70
5.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ………………………. 74
6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ……………………………………………………. 79
6.1 Производственная безопасность………………………………………………………….. 80
6.2 Экологическая безопасность ………………………………………………………………… 90
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………… 91
6.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. …….. 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………… 96
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………. 97
ПРИЛОЖЕНИЕ А ………………………………………………………………..100

CD диск в конверте на обороте обложки

АКТУАЛЬНОСТЬ. На сегодняшний день актуальной задачей является
повышение эффективности и улучшение качества производимых
металлоконструкций. Одним из путей решения данной задачи можно
выделить – разработку и внедрение технологических процессов и
оборудования, отвечающих мировым стандартам (автоматизированные и
роботизированные системы, гибкость управления).
Среди технологических способов получения неразъемного
соединения металлоконструкций различного назначения сварка занимает
лидирующее положение. Перспективным направлением считается развитие
автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом корневого
слоя многослойного шва и изделий малых толщин. Данный способ позволяет
получать с минимальными затратами в цеховых или монтажных условиях
неразъемные соединения, идентичные основному металлу по химическому
составу, механическим и служебным свойствам. По мобильности и
экономичности составляет конкуренцию электронно-лучевым и лазерным
способам соединения.
Несмотря на достоинства процесса сварки, неплавящимся электродом
в аргоне производительность желает оставлять лучшего. Поэтому существует
тенденции разработки мероприятий повышающих эффективность этого
процесса. Известны методы повышения эффективности внутренние и
внешние, которые в какой-то степени улучшают процесс и повышают его
производительность, но имеется существенные трудности в их практическом
применении. В частности их применение затруднительно при сварке
корневых слоев, при сварки в разделке, при сварке с изменяющим
пространственным положением, так как внутренние методы управления не
обеспечивают активное управление процессом, а внешние методы
управления реализуются достаточно громоздкими устройствами.
Исследования проведенные автором в СКБ «Электросварка» показали
перспективность применения процесса сварки неплавящимся электродом в
аргоне дугой горящей в динамическом режиме. При этом существенно
повышаются эффективность процесса и регулировочные возможности,
позволяющие активно управлять формированием шва. Проблеме улучшения
технологических характеристик электрической дуги неплавящимся
электродом, горящей в аргоне уделяется много внимания. Одним из
перспективных направлений решения этой проблемы считается сжатие дуги,
за счет перевода ее в динамический режим горения. Данный перевод
осуществляется за счет протекания через дуговой промежуток
кратковременных мощных униполярных импульсов тока, большого
амплитудного значения.
Исследованиями по изучению динамического режима горения дуги в
свое время занимались многие ученные, такие как Пентегов И.В., Славин
Г.А., Лебедев В.К. и т.д. В их работах показано влияние динамического
режима на геометрические размеры шва, структуру, обоснована
длительность импульсов, представлены математические зависимости. Но в
их работах не освещены вопросы технической реализации процесса сварки и
не составлены технологические рекомендации.
В виду с этим в работе проведен анализ современного состояния
вопроса сварки дугой горящей в динамическом режиме. Разработан процесс
и техническое устройство позволяющее повысить эффективность сварки
неплавящимся электродом в аргоне.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является исследование и разработка процесса
сварки неплавящимся электродом в аргоне дугой горящей в динамическом
режиме.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – процесс сварки
неплавящимся электродом в аргоне.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – способ сварки дугой
горящей в динамическом режиме неплавящимся электродом униполярными
импульсами на постоянном токе.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА проведенного магистерского исследования:
1. Теоретически обоснована и практически подтверждена
возможность качественного формирования сварного шва дугой горящей в
динамическом режиме обеспечивающие концентрированное тепловложение.
2. Установлено, что между толщиной изделия и величиной дежурного
тока существует прямо пропорциональная зависимость для качественного
формирования шва дугой горящей в динамическом режиме.
3. Установлено, что при различной геометрии торца электрода
соблюдается физическая устойчивость горения дуги.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.
Разработан процесс сварки дугой горящей в динамическом режиме.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты исследования
использованы для разработки импульсной системы питания для сварки дугой
горящей в динамическом режиме.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты данной работы представлены на

В результате исследования процесса сварки неплавящимся электродом
в аргоне и методов повышения его эффективности, как внутренних так и
внешних. Выявлено, что наиболее перспективным методом повышения
эффективности является перевод горения сварочной дуги в динамический
режим. Для реализации этого способы разработана феменологическая модель
сварочной дуги в динамическом режиме, а так же модель сварочной ванны.
Технологические исследования показали устойчивость горения дуги,
широкие регулировочные возможности и хорошее формирование шва с
концентрированным вводом тепла. Показано, что при помощи дуги горящей в
динамическом режиме можно формировать швы с заданными размерами.
Результаты технологических исследований использованы на кафедре для
разработки технических средств.
Анализ интегральных показателей эффективности показал, что
реализация разработанной технологии является более эффективным
вариантом с позиции финансовой и ресурсной эффективности.
Также рассмотрены вопросы социальной ответственности.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии изготовления деталей насос-дозатора с применением операции дорнования
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии автоматической сварки под слоем флюса тавровых балок на установке Corimpex
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)