Разработка импульсной системы питания сварочной дуги на базе искусственной формирующей линии

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

Объектом исследования является импульсная система питания сварочной дуги, горящей в динамическом режиме.
Предмет исследования – система импульсного питания сварочной дуги на базе искусственной формирующей линии неплавящимся электродом.
Цель работы – анализ и разработка импульсной системы питания сварочной дуги на базе искусственной формирующей линии неплавящимся электродом в аргоне.
Создана действующая экспериментальная установка для сварки дугой горящей в динамическом режиме с униполярными импульсами.
Достоверность результатов и выводов подтверждена их сходимостью с экспериментальными данными, полученными методом осциллографирования

АКТУАЛЬНОСТЬ. Увеличение эффективности и повышение качества
изготавливаемых металлических изделий – актуальная задача сегодня. Один
из путей ее решения – разработка и внедрение оборудования, отвечающего
мировым стандартам (автоматизированные и роботизированные системы,
гибкость управления и настройки).
Сварка занимает важное положение среди технологических способов
получения неразъемного соединения конструкций разного назначения.
Перспективным направлением считается развитие автоматической
аргонодуговой сварки неплавящимся электродом корневого слоя
многослойного шва и изделий малых толщин. Этот способ дает возможность
получать с наименьшими затратами в цеховых или монтажных условиях
неразъемные сварные соединения, схожие с основномым металлом по
химическому составу, механическим и эксплуатационным свойствам. По
мобильности и экономичности является конкурентноспособным электронно-
лучевым и лазерным способам сварки.
Невзирая на превосходства процесса сварки неплавящимся электродом
в аргоне производительность оставляет желать лучшего. В связи с этим
существует тенденция проведения мер по повышению 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. 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 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. Однако не освещены вопросы технической
реализации процесса сварки и не составлены технологические рекомендации.
В соответствии с этим в работе проведен анализ современного
состояния вопроса сварки дугой горящей в динамическом режиме.
Разработана система питания, позволяющая повысить эффективность сварки
неплавящимся электродом в аргоне.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является анализ и разработка импульсной системы
питания сварочной дуги на базе искусственной формирующей линии
неплавящимся электродом в аргоне.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из
введения, семи глав, общих выводов, списка литературы и приложения.
Работа выполнена на 98 страницах, содержит 15 рисунков, 21 таблицу.
ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность проблемы повышения
эффективности сварки неплавящимся электродом за счет перевода ее в
динамический режим горения. Кратко представлены методы исследования и
оборудование. Сформулированы научная новизна, практическая ценность
работы.
В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ «Анализ современного состояния разработки
источника питания для сварки в динамическом режиме»
Рассмотрены существующие источники питания для сварки в
динамическом режиме. Выявлены их слабые стороны и недостатки.
Сформулирована цель и задачи исследования.
ВТОРАЯ ГЛАВА диссертационной работы посвящена разработке
требований для создания импульсной системы питания сварочной дуги в
динамическом режиме. На основе сформулированных требований к
оборудованию осуществлен выбор системы импульсного питания сварочной
дуги. Показано что наиболее подходящим вариантом системы импульсного
питания сварочной дуги, является система с формированием импульсов с
использованием искусственной формирующей линии.
ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена разработке схемных решений. Рассмотрена
принципиальная электрическая схема устройства. Рассмотрены все элементы
схемы управления.
ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА. Произведен расчет элементов силовой части на
основе формул.
ПЯТАЯ ГЛАВА. Разработана методика снятия осциллограмм тока и
напряжения дуги и динамической характеристики дуги и мероприятия по
исключению искажений этих характеристик из за больших скоростей их
изменения. Рассмотрены сваренные образцы
ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДОВ подтверждена их
сходимостью с экспериментальными данными, полученными методом
осциллографирования разработанной импульсной системы питания
сварочной дуги, горящей в динамическом режиме.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – система импульсного питания
для сварки в динамическом режиме.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – система импульсного
питания сварочной дуги на базе искусственной формирующей линии
неплавящимся электродом.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА проведенного исследования.
Разработана импульсная система питания сварочной дуги
униполярными импульсами в динамическом режиме, построенная на базе
искусственной формирующей линии.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.
Создана действующая экспериментальная установка для получения
сварочной дуги горящей в динамическом режиме.
ПУБЛИКАЦИИ. Материалы работы опубликованы в 3 работах.
1) Шачек А. Л., Тясто А. А., Пустовых (Бирюкова) О. С. Система
питания для дуги, горящей в динамическом режиме // Неразрушающий
контроль: сборник трудов V Всероссийской научно-практической
конференции «Неразрушающий контроль: электронное приборостроение,
технологии, безопасность». В 2 т., Томск, 25-29 Мая 2015. – Томск: ТПУ,
2015 – Т. 2 – C. 147-151 [950210-2015].
2) Pulsed welding plasma source [Electronic resource] / A. F. Knyazkov, A.
Shachek [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. —
2016. — Vol. 124 : Mechanical Engineering, Automation and Control Systems
(MEACS2015). — [012164, 6 p.]. — Title screen.
3) Control of the electrode metal transfer by means of the welding current
pulse generator [Electronic resource] / A. F. Knyazkov, A. Shachek [et al.] // IOP
Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2016. — Vol. 124 :
Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS2015). —
[012146, 6 p.]. — Title screen.
По результатам работы подготовлен патент на изобретение.

В результате исследований, проведенных в данной работе на базе известной
научной информации и собственных результатов экспериментов разработаны
методики снятия осциллограмм тока и напряжения дуги. Созданная система
питания дуги для сварки в динамическом режиме. Система ориентирована для
сварки изделий малых толщин и корневых слоев.
Анализ интегральных показателей эффективности показал, что реализация
разработанной системы питания является более эффективным вариантом с
позиции финансовой и ресурсной эффективности. Также в работе рассмотрены
вопросы социальной ответственности.

1.Славин Г.А., Столпнер Е.А., Некоторые особенности дуги питаемой
кратковременными импульсами тока.// Сварочное производство.-1967г.-№2. – С.
3-5.
2.Кулишенко Б.А., Еремин Е.Н. Влияние углекислого газа на некоторые
технологические свойства дуги при сварке неплавящимся электродом. //
Сварочное производство. – 1978. – №2. – С. 38-39.
3.Бучинский В.Н. Стабильность горения дуги при сварке в смесях
аргона с углекислым газом и кислородом. // Автоматическая сварка. – 1982. – №6.
– С. 69.
4.Коротов А.Т., Плиско В.П. Полуавтоматическая сварка в смеси аргона
и углекислого газа трубопроводов из стали 0Х18Н10Т. // Автоматическая сварка.
– 1969. – №3. – С. 69.
5.Новокрещенов М.М., Виноградов В.А., Романенков Е.И., Рыбаков
Ю.В., Гума В.В. Влияние азота на свойства столба сварочной дуги в аргоне. //
Сварочное производство. – 1974. – №3. – С. 1-3.
6.Патон Б.Е., Замков В.Н., Прилуцкий В.П., Порицкий П.В. Контракция
сварочной дуги флюсом при сварке вольфрамовым электродом в аргоне. //
Автоматическая сварка. – 2000. – №1. – С. 3-9.
7.Савицкий М.М., Кушниренко Б.Н., Олейник О.И. Особенности сварки
сталей вольфрамовым электродом с активирующими флюсами (ATIG-процесс). //
Автоматическая сварка. – 1999. – №12. – С. 20-28.
8.Савицкий М.М., Мельничук Г.М., Карида В.Л., Дмитриев В.И.
Применениеактивирующегофлюсаприсваркенеповоротныхстыков
трубопроводов на монтаже атомных электростанций // Автоматическая сварка. –
1981. – №11. – С.71-72.
9.ЮщенкоК.А.,КоваленкоД.В.,КоваленкоИ.В.Применение
активаторов при дуговой сварке вольфрамовым электродом в инертных газах
сталей и сплавов. // Автоматическая сварка. – 2001. – №7. – С. 37-43.
10.Казаков Ю.В., Столбов В.И., Корягин К.Б., Бушев Ю.Г., Кудрявцев
Ю.В., Плиско В.Н. Влияние активирующих флюсов на строение сварочной дуги,
горящей в аргоне. // Сварочное производство. – 1985. – №4. – С. 30-32.
11.Бурдаков С.М., Чернов А.В., Полетаев Ю.В., Полежаев С.В.
Физическаямодельэлектрическогодуговогоразрядасналожением
высокочастотного напряжения. // Сварочное производство. – 2001. – №11. – С. 13-
16.
12.Селянников В.Н., Блинков В.А., Казаков Ю.В., Баженов В.И. О
формировании сварного шва в продольном магнитном поле при аргонодуговой
сварке. // Сварочное производство. – 1975. – №11 – С. 5-7.
13.Болдырев А.М., Биржев В.А. Влияние продольного магнитного поля
на проплавляющую способность сварочной дуги прямой полярности // Сварочное
производство. – 1982. – №4. – С. 10-11.
14.Биржев В.А., Болдырев А.М. О влиянии продольного магнитного поля
на сварочную дугу прямой полярности // Автоматическая сварка. – 1982. – №1. –
С. 17-19.
15.Чернышев Г.Г., Григоренко В.В., Киселев О.Н. Математическая
модель аргонодуговой сварки в квадрупольном магнитном поле // Сварочное
производство. – 1989. – №8. – С. 31-33.
16.Бертинов А.И., Мизюрин С.Р., Сериков В.А., Геворкян Р.Л.
Энергетика процесса заряда конденсатора от генератора переменного тока через
выпрямитель. // Электричество. – 1967. – №8.- С. 54-61.
17.Бертинов А.И., Мизюрин С.Р., Ермилов М.А., Сериков В.А., Хомин
В.Д. К расчету главных размеров синхронного генератора работающего на
импульсную нагрузку. // Электричество. – 1968. – №12. – С. 29-34.
18.http://www.amfilakond.ru/prim2.shtml-Всеоконденсаторах.
Применение и эксплуатация.
19.Легостаев В.А., Пентегов И.В. Энергетические характеристики
индуктивных накопителей для сварки. // Автоматическая сварка. – 1973. – №3. –
С. 35-39.
20.http://www.radioradar.net/hand_book/documentation/ind_emk.html-
Индуктивности и емкости.
21.Некрасов В.И., Гаврилов Г.Н. Некоторые особенности импульсного
разряда аккумуляторной батареи. // Электричество. – 1968. – №12. – С. 82-83.
22.Дитрих Берндт Доклад на тему «Конструкторский уровень и
технические границы применения герметичных батарей. Сравнение герметичных
и герметизированных батарей». Эрланга. – 1993.
23.Сипайлов Г.А., Ивашин В.В., Лоос А.В. Генератор больших
импульсных мощностей со ступенчатой или трапецеидальной формой тока. //
Электричество. – 1967. – №5. – С. 71-75.
24.Зайцев А.И., Князьков А.Ф. О формировании импульсов тока.
Доклады к 1-ой конференции по автоматизации производства. Томск. – 1969. – С.
97-104.
25.Пат. РФ 2294269, МПК В23К 9/09, Н03К 3/53. Устройство для
формирования импульсов сварочного тока. Князьков А.Ф., Князьков С.А., Лолю
Я.С., Проняев А.Б. – Заявл. 27.10.2005.
26.Ицкохи Я.С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства. –
М.: Советское радио. 1972. – 592 с.
27.ЕрохинА.А.Основысваркиплавлением.Физико-химические
закономерности. – М.: Машиностроение, 1973. -448 с.
28.Елистратов А.П. Некоторые особенности формирования шва при
сварке со сквозным проплавлением
29.Полосков С.И., Ищенко Ю.С., Букаров В.А. Анализ факторов,
определяющих формирование сварочной ванны при орбитальной сварке
неповоротных стыков труб (обзор) // Сварочное производство. – 2003. – №2. – С.
11 -19.
30.Рыкалин Н.Н., Бекетов А.И. Расчет термического цикла околошовной
зоны по очертанию плоской сварочной ванны // Сварочное производство. – 1967. –
№9. – С. 22-25.
31.ЕрохинА.А.Основысваркиплавлением.Физико-химические
закономерности. – М.: Машиностроение, 1973. -448 с.

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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 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
    28 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 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
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 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)