![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/work/work-img.png)
Разработка импульсной системы питания сварочной дуги на базе искусственной формирующей линии
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.
![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/signup-document.png)
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!