Повышение эффективности процесса сварки тел вращения из нержавеющих сталей за счет импульсного питания сварочной дуги

Орт, Иван Александрович Отделение электронной инженерии (ОЭИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Технология процесса сварки тел вращения из нержавеющих сталей методом автоопрессовки с программированием режима и шагоимпульсным питанием сварочной дуги.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 16
1 Литературный обзор ……………………………………………………………………………… 19
1.1 Особенности сварки неповоротных стыков …………………………………………. 19
1.2 Обоснование выбора способа сварки …………………………………………………… 23
2 Описание конструкции ………………………………………………………………………….. 31
2.1 Материал сварной конструкции ………………………………………………………….. 31
2.2 Технологическая свариваемость стали 12Х18Н10Т ……………………………… 32
3 Технология сварки и выбор сварочных материалов ……………………………….. 35
3.1 Метод автоопрессовки ………………………………………………………………………… 35
3.2 Подготовка сварного соединения к сварке …………………………………………… 36
3.3 Выбор сварочных материалов …………………………………………………………….. 38
4 Описание экспериментальной установки ……………………………………………….. 41
4.1 Сварочная головка………………………………………………………………………………. 42
4.2 Система импульсного питания сварочной дуги …………………………………… 44
4.3 Блок управления ДС САУ4.33 …………………………………………………………….. 45
4.4 Описание центрирующего устройства…………………………………………………. 46
5 Разработка программных режимов сварки и контроль качества ……………… 49
5.1 Разработка программных режимов сварки …………………………………………… 49
5.2 Контроль качества ………………………………………………………………………………. 52
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
………………………………………………………………………………………………………………… 56
6.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………….. 56
6.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 63
6.3 Планирование управления проектом …………………………………………………… 66
6.4 Определение ресурсной финансовой и бюджетной эффективности
исследования ……………………………………………………………………………………………. 77
7. Социальная ответственность ………………………………………………………………… 79
7.1 Описание рабочего места ……………………………………………………………………. 79
7.2 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной
среды ……………………………………………………………………………………………………….. 80
7.3 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной
среды………………………………………………………………………………92
7.4 Охрана окружающей среды ………………………………………………………………. 102
7.5 Защита в ЧС ……………………………………………………………………………………… 103
7.6 Перечень нормативно-технической документации, использованной в
разделе……………………………………………………………………………105
Заключение………………………………………………………………………107
Список использованных источников ………………………………………………. …….108
Приложение А. 1 Literature review
Нормативные ссылки
В данной работе использованы ссылки на следующие стандарты:
СТП ТПУ 2.5.01–2014 Положение о выпускных квалификационных
работах бакалавра, специалиста и магистра в Томском политехническом
университете.
ГОСТ 7.32–2001 Система стандартов по информации, библиотечному и
издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и
правила оформления.
ГОСТ Р 1.5–2012 Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты
национальные. Правила построения, изложения, оформления и обозначения.
ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь.
Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения.
Определения

В данной работе применены следующие термины с соответствующими
определениями:
Автоматическая дуговая сварка: механизированная дуговая сварка, при
которой возбуждение дуги, подача плавящегося электрода или присадочного
металла и относительное перемещение дуги и изделия осуществляются
механизмами без непосредственного участия человека, в том числе и по
заданной программе
Сварочный шов: участок сварки, образовавшийся в результате
кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической
деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и
деформации.
Сварочная ванна: часть наплавленного металла шва, находящаяся при
наплавке плавлением в жидком состоянии.
Свариваемость – это свойство металла или сочетания металлов
образовывать при применении установленной технологии наплавки
соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией или
эксплуатацией изделия.
Статический режим (состояние установившегося равновесия): при
котором Iд и uд в течении длительного времени остаются неизменными.
Зависимость между током и напряжением дуги в этом состоянии называется
статической вольтамперной характеристикой дуги, а зависимость между током
и напряжением источника питания – временной ВАХ источника питания.
Динамический режим (состояние неустановившегося равновесия): при
возбуждении дуги или возмущениях зависимость между Uд и Iд называется
динамической характеристикой дуги, а зависимость между током и
напряжением источника динамической характеристикой источника.
Обозначения и сокращения

В данной работе применены следующие обозначения и сокращения:
Аргон газообразный; Ar;
Газ углекислый; СО2;
Зона термического влияния (ЗТВ);
Импульсный усилитель (ИУ);
Длительность паузы Тп, с;
Длительность импульса Ти, с;
Ток дуги Iд, А;
Напряжение дуги Uд, В;
Напряжение заданное Uз, В;
Ток импульса Iи, А;
Напряжение импульса Uи, В;
Скорость сварки Uсв, см/с;
Вес сварочной ванны G;
Давление дуги Рд.д;
Сила поверхностного натяжения Р;
Площадь проплавления Fпр, см2;
Теплосодержание металла в сварочной ванне hп, Дж/г;

Обеспечение стабильно высокого качества сварных соединений тел
вращения с толщиной стенки до трех миллиметров из нержавеющих сталей
является одной из важных проблем, с которой сталкиваются современные
предприятия. Такие соединения применяются для большого числа изделий в
промышленности: стыки тонкостенных труб и чехлов теплообменников,
кольцевые стыки трубопроводов для пищевых продуктов и продуктов
нефтехимического производства и др.
В 70-х — 80-х годах 20-го века были разработаны теоретические основы
автоматизации сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов, на
основании которых ведущими предприятиями страны создана широкая гамма
оборудования [1]. Но приемлемая эффективность была достигнута лишь при
производстве однотипных крупносерийных изделий, для которых были
подобраны адекватные математические модели и созданы оптимальные
аналоговые регуляторы. Однако сложности оперативного изменения
параметров данных регуляторов и низкое быстродействие вычислительной
техники не позволяло в полной мере управлять качеством. Стоит также
учитывать, что такие методы сварки в большей степени применялись при
сварке в нижнем положении, в отсутствие постоянного изменения в
пространстве положения сварочной ванны, а также характера движения в ней
расплавленного металла.
В последнем десятилетии прошлого века, благодаря бурному развитию
микропроцессорной техники стали доступны новые семейства
микроконтроллеров и полупроводниковых приборов, а также
быстродействующих вычислительных систем. Современная элементная база,
применяемая в сварочном оборудовании, позволила на новом уровне в
цифровом виде решить задачи управления качеством сварочного процесса,
создать и внедрить микропроцессорные системы контроля, разработать новые
законы управления.
Предприятие ООО «Завод ПСА ЭлеСи» занимается изготовлением и
поставкой различного технологического оборудования: пунктов контроля и
управления, дизельных электростанций, змеевиков охлаждения для
предприятий газовой, нефтяной и химической отраслей. И проблема
повышения качества сварки тел вращения из нержавеющих сталей на данном
предприятии является одной из самых актуальных.
Создание и внедрение устройств, позволяющих реализовать наиболее
современную технологию процесса сварки, является важным вопросом для
развития предприятия ООО «Завод ПСА ЭлеСи». Это устройства, которые
смогут автоматически управлять процессом плавления металла и в тоже время
контролировать формирование сварочной ванны, и, следовательно, сварного
шва.
Цель данной работы заключается в поиске возможных способов
повышения эффективности, применяемого на предприятии, процесса сварки
тел вращения из нержавеющих сталей за счет импульсного питания сварочной
дуги.
Задачами выпускной квалификационной работы в связи с указанной
целью являются:
­ Анализ возможных способов сварки, которые снизят трудоемкость и
себестоимость, повысят качество работ;
­ Подбор сварочных материалов;
­ Подбор оптимальных параметров режимов для выполнения сварки;
­ Разработка нового технологического процесса при использовании
оптимального оборудования и новой технологии;
­ Исследование экономической целесообразности предлагаемой
технологии.
Объектом исследования является: процесс сварки тел вращения из
нержавеющих сталей.
Предметом исследования является повышение эффективности
технологии сварки тел вращения из нержавеющих сталей.
Научная новизна работы заключается в применение для сварки
нержавеющих сталей методом автоопрессовки режима прямоугольного
импульса с пологими передними фронтом.
Предложенный в данной работе процесс сварки тел вращения из
нержавеющих сталей методом автоопрессовки с программированием режима и
шагоимпульсным питанием сварочной дуги является экономичным способом
сварки неповоротных стыков, а также обеспечивает высокое качество сварного
соединения и стабильность процесса сварки.
Разработанная технология в данный момент внедряется на предприятии
ООО «Завод ПСА ЭлеСи» г. Томск.
1.1 Особенности сварки неповоротных стыков

В представленной работе был исследован процесс сварки тел вращения
из нержавеющих сталей. За счет разбивки полного прохода на четыре сектора,
возможно, контролировать сварочную ванну задав представленные режимы,
что позволит увеличить производительность и уменьшить возможность
появления дефектов в сварном соединении.
В ходе работы была произведена подборка разделки кромок, выбраны
сварочные материалы, обоснован используемый способ сварки и разработаны
ее режимы. Выбранная форма разделки труб позволяет при минимальных
затратах на подготовку кромок труб три прохода качественно заварить сварной
стык.
Выявлено, что во избежание быстрого расплавления и выплескивания
металла из сварочной ванны при сварке нержавеющих сталей, вследствие
особенностей тепловложения, необходимо применить режим прямоугольного
импульса с пологими передними фронтом.
Разработанные режимы стабилизируют процесс сварки, давая
возможность получения равномерного шва независимо от пространственного
положения сварочной ванны.
С точки зрения ресурсоэффективности можно сказать, что при
применении описанного в работе способа сварки мы получаем экономию
сварочного материала по отношению к имеющимся на сегодняшний день
аналогам, благодаря сварке методом автоопрессовки.
Производительность шагоимпульсного режима несколько уступает
импульсному, но при этом мы получаем более качественное сварное
соединение.

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!

    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    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
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    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
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 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 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)
    Менеджер онлайн в Telegram Написать