Введение 10
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Явление магнитного дутья при дуговой сварке 11
1.2 Способы устранения эффекта магнитного дутья 12
1.3 Влияние поперечного магнитного поля на пространственное положение сварочной
дуги 14
1.4 Дуга как модель упругого тела 15
1.5 Применение переменного тока для сварки намагниченных деталей 18
1.6 Особенности сварки на переменном токе 20
1.7 Источники питания для сварки на переменном токе 22
1.8 Разработка инвертора для сварки намагниченных деталей 23
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 27
2.1 Конструкция инвертора сварочного тока 31
2.2 Выбор транзисторов для инвертора сварочного тока 31
2.3 Выбор системы охлаждения инвертора .34
2.4 Проверка работы транзисторов и системы охлаждения 36
2.5 Расчет теплового режима IGBT транзистора 37
2.6 Тепловой расчет варисторного блока 40
2.6.1 Расчет тепловых потерь варистора 40
2.6.2 Расчет количества варисторов на блоке 42
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 44
3.1 Компоновка и создание трехмерной модели инвертора сварочного тока 44
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 48
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 48
4.1.1 FAST - анализ 48
4.1.2 SWOT-анализ 52
4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации
4.2 Планирование научно - технических работ 57
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 57
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 57
4.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 58
4.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 62
4.3.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 62
4.3.2 Специальное оборудование для научных работ 62
4.3.3 Основная заработная плата 63
4.3.4 Дополнительная заработная плата научно-производственного персонала 65
4.3.5 Отчисления на социальные нужды 66
4.3.6 Накладные расходы 66
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 67
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 69
5.1 Производственная безопасность при сварке намагниченных деталей 69
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов 70
5.1.2 Защита органов дыхания от сварочных аэрозолей 71
5.1.3 Защита от поражения электрическим током 73
5.1.4 Шумы и вибрации 75
5.1.5 Недостаточное освещение 76
5.1.6 Микроклимат 77
5.2 Экологическая безопасность 80
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 81
5.4 Организационные вопросы обеспечения безопасности 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 86
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА 87
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 88
Приложение А 91
Приложение Б 105
Дуговая сварка, это основной способ сварки плавлением, а её наиболее распространённым видом является ручная дуговая сварка покрытыми электродами.
В связи со стремительным темпом развития топливно-энергетического комплекса, где основным способом транспортировки являются трубопроводы, возникает необходимость в контроле за техническим состоянием магистральных трубопроводов. Решение данной проблемы осуществляют с использованием внутритрубных инспекционных снарядов, которые служат для выявления в стыковых сварных швах деталей из углеродистых ферромагнитных сталей непроваров, трещин, пор, цепочек шлаковых включений и, резко отличающихся по своим магнитным свойствам от металла сварного соединения.
В процессе работы дефектоскоп путем воздействия постоянных магнитов намагничивает до насыщения стенки трубы, что в конечном итоге отрицательно воздействует на процесс ведения сварки вследствие возникновения эффекта магнитного дутья, который вызывает отклонение дуги и уменьшение ее влияния на сварочную ванну.
Инновационным решением этой проблемы является использование переменного прямоугольного тока, которое реализовано в инверторе сварочного тока ИСТ-201. Однако у ИСТ-201 есть недостатки, которые снижают его мобильность: большой вес (40 кг) и габаритные размеры (ДхШхВ): 490x370x410 мм.
Поэтому целью данной работы является снижение массы и габаритных размеров инвертора сварочного тока ИСТ-201 при сохранении остальных технических характеристик неизменными, снижение себестоимости.
В ходе выполнения данной работы был проведен анализ существующего инвертора сварочного тока ИСТ-201. Произведена модернизация инвертора за счет замены полупроводниковых ключей и радиатора его охлаждения.
Изготовлен макет силовой части инвертора сварочного тока. Произведена проверка работы транзисторов с помощью нагружения сварочным током экспериментальной установки.
Спроектировали, используя трехмерное моделирование, опытный образец инвертора сварочного тока для промышленного применения.
Удалось уменьшить массу и габаритные размеры инвертора сварочного тока, а так же снизить себестоимость.
