Разработка установки для сварки дугой горящей в динамическом режиме

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Шалгинов, Батырбек Эдуардович Отделение электронной инженерии (ОЭИ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является процесс сварки неплавящимся
электродом дугой, горящей в динамическом режиме. Предмет исследования – система импульсного питания сварочной дуги , горящей в динамическом режиме.Цель работы – анализ и разработка установки для сварки дугой, горящей в динамическом режиме на базе сварки неплавящимся электродом в аргоне. Создана действующая экспериментальная установка для сварки дугой горящей в динамическом режиме.

Введение ……………………………………………………………………………………………………. 17
1 Анализ современного состояния разработки установок для сварки в
динамическом режиме …………………………………………………………………………………. 20
1.1 Описание процесса сварки неплавящимся электродом в среде инертных
газов …………………………………………………………………………………………………………… 21
1.2 Строение дуги …………………………………………………………………………………….. 23
1.2.1 Статические характеристики дуги ……………………………………………………… 26
1.2.2 Динамические характеристики …………………………………………………………… 28
2 Разработка импульсной системы для питания дуги, горящей в
динамическом режиме …………………………………………………………………………………. 31
2.1 Требования к системе импульсного питания ……………………………………….. 33
2.2 Элементная база …………………………………………………………………………………. 35
2.3 Функциональная схема ……………………………………………………………………….. 37
2.4 Импульсное устройство………………………………………………………………………. 38
2.5 Функциональная схема электрической схемы управления для импульсного
устройства …………………………………………………………………………………………………… 39
3. Исследование электромагнитных процессов в импульсном устройстве .. 42
3.1 Использование программы MatLab для исследования процессов в сварке..
…………………………………………………………………………………………………………… 43
3.2 Построение схемы в программе MatLab………………………………………………. 44
3.3 Анализ результатов исследования процессов в MatLab ……………………….. 46
4. Реализация системы для питания дуги, горящей в динамическом режиме ..
…………………………………………………………………………………………………………… 49
4.1 Расчёт и выбор элементов силовой части ……………………………………………. 49
4.2 Силовая часть …………………………………………………………………………………….. 50
4.3 Общая схема управления ……………………………………………………………………. 51
4.4 Импульсное устройство………………………………………………………………………. 52
4.5 Схема управления импульсным устройством ………………………………………. 52
5. Экспериментальная часть……………………………………………………………………. 57
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережения 62
6.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………….. 62
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………….. 62
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………… 63
6.1.3 SWOT – анализ ………………………………………………………………………………….. 64
6.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований
…………………………………………………………………………………………………………… 66
6.3 Планирование научно-исследовательских работ …………………………………. 67
6.3.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………… 67
6.3.2. Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………….. 67
6.3.3 Разработка графика проведения научного исследования …………………….. 68
6.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………………. 72
6.3.5 Расчет материальных затрат НТИ ………………………………………………………. 72
6.3.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ …………………………………………………………………………. 73
6.3.7 Основная и дополнительная заработная плата исполнителей темы……… 73
6.3.8 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …………… 75
6.3.9 Накладные расходы……………………………………………………………………………. 76
6.3.10 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта … 76
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования …………………………. 77
7. Социальная ответственность ………………………………………………………………. 80
7.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной
среды …………………………………………………………………………………………………………… 81
7.1.1 Электромагнитные поля в производственных помещениях…………………. 81
7.2 Производственный шум ……………………………………………………………………… 84
7.3 Освещенность рабочей зоны ……………………………………………………………….. 85
7.4 Микроклимат в помещении ………………………………………………………………….. 89
7.5 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной
среды …………………………………………………………………………………………………………… 91
7.5.1 Факторы электрической природы ………………………………………………………. 91
7.5.2 Факторы пожарной и взрывной природы ……………………………………………. 97
7.6 Охрана окружающей среды ………………………………………………………………… 99
7.7 Защита в ЧС ……………………………………………………………………………………… 100
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 103
Список литературы ………………………………………………………………………………….. 104
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 107

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 основным металлом по химическому составу,
механическим и эксплуатационным свойствам. По мобильности и
экономичности является конкурентноспособным электроннолучевым 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 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 установка,
позволяющая повысить эффективность сварки неплавящимся электродом в
аргоне.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ – установка для сварки дугой,
горящей в динамическом режиме.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ –разработка установки для сварки дугой,
горящей в динамическом режиме.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является анализ и разработка установки для сварки
дугой горящей в динамическом режиме на базе сварки неплавящимся
электродом в аргоне.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из
введения, семи глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа
выполнена на 119 страницах, содержит 19 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 для
сварки в динамическом режиме»
Рассмотрен процесс сварки в динамическом режиме. Установлены
параметры динамического режима. Сформулирована цели 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 исследованию электромагнитных процессов
сварки дугой, горящей в динамическом режиме. Построена принципиальная
электрическая схема устройства. Проведен анализ результатов исследования в
построенной электрической схеме.
ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена реализации системы для питания дуги
динамического режима. Разработке схемных решений.
ПЯТАЯ ГЛАВА содержит в себе методику и результаты эксперимента.
Были сняты осциллограммы динамических характеристик. Подтверждена
эффективность работы установки.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА – разработана установка для сварки дугой,
горящей в динамическом режиме на базе искусственной формирующей линии.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ – создана действующая
экспериментальная установка для получения сварочной дуги, горящей в
динамическом режиме.

В рамках данного раздела были рассмотрены вопросы соблюдения прав
персонала на труд, выполнения требований к безопасности и гигиене труда, к
промышленной безопасности, охране окружающей среды и ресурсосбережению,
при выполнении работ в 112 аудитории 16а корпуса ТПУ выполняемых
лаборантом. На основании данных исследований были проанализированы
вредные и опасные производственные факторы, влияющие на лаборантов в
процессе их работы, такие как, отклонения микроклимата, неправильное
освещение рабочего места, излучения мониторов, производственные шумы,
возможность поражения электрическим током, а также следствие влияния этих
факторов на работающего в виде переутомляемости или профессиональных
заболеваний, рассмотрено оформление временной нетрудоспособности на
предприятии. С учетом этого приведены рекомендации по организации рабочего
места оператора, позволяющие повысить производительность труда и свести к
минимуму вероятность профессионального заболевании.
Заключение

В результате исследований, проведенных в данной работе на базе
известной научной информации и собственных результатов экспериментов
разработаны методики снятия осциллограмм тока и напряжения дуги, горящей в
динамическом режиме.
Из экспериментальной части следует что данный способ сварки является
перспективным направлением для дальнейшего развития и улучшения
имеющихся технологических свойств.
Созданная система питания дуги для сварки в динамическом режиме
планируется для сварки изделий малых толщин и корневых слоёв.

1.Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т./Ред. С 24 кол.:
Г.А.Николаева (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1978 – – Т.2/ Под ред. А.И
Акулова. 1978 г – 462с.
2.М. А. Федулова. Физико-химические процессы в сварочной дуге.
Учебное пособие
2009 г – 7с.
3.Юхин Н.А. – Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в
защитных газах. 2007 г. 20с.
4.Браткова О.Н. Источники питания сварочной дуги (1982) – 34с.
5.Ицкохи Я.С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства.
– М.: Советское радио. 1972. – 592 с.
6.Славин Г.А., Столпнер Е.А., Некоторые особенности дуги питаемой
кратковременными импульсами тока // Сварочное производство.-1967г.-№2. – С.
3-5
7.Шустов М.А. Практическая схемотехника 3. Преобразователи
напряжения (2002) – 64с.
8.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.
9.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
10. 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.
11. http://www.radioradar.net/hand_book/documentation/ind_emk.html-
Индуктивности и емкости.
12. Легостаев В.А., Пентегов И.В. Энергетические характеристики
индуктивных накопителей для сварки. // Автоматическая сварка. – 1973. – №3. –
С. 35-39
13. Пентегов И. В. Сравнительный анализ моделей динамической
сварочной дуги / И. В Пентегов, В. Н. Сидорец // Автоматическая сварка. – 1989.
– № 2. – С. 33–36.
14. Зайцев А.И., Князьков А.Ф. О формировании импульсов тока.
Доклады к 1-ой конференции по автоматизации производства. Томск. – 1969. –
С. 97 – 104.
15. Бучинский В.Н. Стабильность горения дуги при сварке в смесях
аргона с углекислым газом и кислородом. // Автоматическая сварка. – 1982. – №6.
– С. 69.
16.СанПиН 2.2.4.1191-03 Электромагнитные поля в производственных
условиях.
17. Харчевникова. Е.А. Болотов С.В. Магнитные поля при сварке и
защита от их воздействия // Вестник Белорусско-Российского университета –
2008 – №2 – С. 159.
18. СанПиН2.2.2/2.4.1340-03″Гигиеническиетребованияк
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы” (с
изменениями на 21 июня 2016 года).
19. ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
20. СанПиН 2.2.4.3359–16. Санитарно-эпидемиологические требования
к физическим факторам на рабочих местах.
21. СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95.
22. НазаренкоО.Б.Безопасностьжизнедеятельности.Расчёт
искусственного освещения. Методические указания. ТПУ. 2008. С 11.
23. ГОСТ Р 2.2.2006–05. Руководство по гигиенической оценке факторов
рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда.
24. ГОСТ12.1.005-88ССБТ.Общиесанитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны.
25. ГОСТ 12.1.019-2017 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования
и номенклатура видов защиты.
26. ГОСТ12.1.038-82ССБТЭлектробезопасность.Предельно
допустимые значения напряжений прикосновения и токов.
27. ГОСТ 12.2.007.0-75ССБТ. Изделия электротехнические. Общие
требования безопасности.
28. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской
Федерации. Охрана окружающей среды: Учеб для техн. вузов / С.В. Белов, Ф.А.
Барбинов, А.Ф. Козьяков и др.; Под ред. С.В. Булова, 2-е изд., испр. и доп. – М.:
Высш. шк., 1991. – 319 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

    Читать «Разработка установки для сварки дугой горящей в динамическом режиме»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 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
    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
    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
    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
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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