ВВЕДЕНИЕ 10
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ
ЭЛЕКТРОДОМ В АРГОНЕ 14
1.1 Сущность процесса сварки неплавящимся электродом в среде инертных
газов 14
1.2 Характеристики процесса сварки неплавящимся электродом в аргоне . 16
1.3 Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки неплавящимся
электродом в аргоне 18
1.4 Обзор методов повышения эффективности процесса сварки
неплавящимся электродом 19
1.5 Сущность динамического режима горения 22
1.6 Заключение 23
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ДУГИ, ГОРЯЩЕЙ В ДИНАМИЧЕСКОМ
РЕЖИМЕ 25
2.1 Модель дуги горящей при малых токах 26
2.2 Модель дуги, горящей при больших токах 27
2.3 Модель дуги с плавящимся анодом 29
2.4 Феноменологическая модель дуги горящей в динамическом режиме ... 30
2.5 Вывод по главе 38
3. МОДЕЛЬ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ 39
3.1 Основные характеристики ванны. Силы, действующие на ванну 39
3.2 Модели сварочных ванн 41
3.3. Вывод по главе 42
4. ФОРМИРОВАНИЕ ШВА ПРИ СВАРКЕ 42
4.1 Методика проведения эксперимента 44
4.2 Оценка стойкости вольфрамового электрода 47
4.3 Вывод по главе 49
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 51
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 51
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 52
5.1.3 SWOT - анализ 52
5.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований 54
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 55
5.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 55
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 56
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 56
5.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 60
5.3.5 Расчет материальных затрат НТИ 60
5.3.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 61
5.3.7 Основная и дополнительная заработная плата исполнителей темы .... 61
5.3.8 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 63
5.3.9 Накладные расходы 64
5.3.10 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 64
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 64
6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 69
6.1 Введение 69
6.2 Производственная безопасность 70
6.3 Экологическая безопасность 76
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 76
6.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 82
АКТУАЛЬНОСТЬ. Повышение эффективности и улучшение качества производимых металлоконструкций является актуальной задачей на сегодняшний день. Одним из путей ее решения можно выделить разработку и внедрение технологических процессов и оборудования, отвечающих мировым стандартам (автоматизированные и роботизированные системы, гибкость управления).
Сварка занимает лидирующее положение среди технологических способов получения неразъемного соединения металлоконструкций различного назначения. Перспективным направлением считается развитие автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом корневого слоя многослойного шва и изделий малых толщин. Данный способ позволяет получать с минимальными затратами в цеховых или монтажных условиях неразъемные соединения, идентичные основному металлу по химическому составу, механическим и служебным свойствам. По мобильности и экономичности составляет конкуренцию электронно-лучевым и лазерным способам соединения.
Несмотря на достоинства процесса сварки, неплавящимся электродом в аргоне производительность желает оставлять лучшего. Поэтому существует тенденции разработки мероприятий повышающих 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. В частности, их применение затруднительно при сварке корневых слоев, при сварке в разделке, при сварке с изменяющим пространственным положением, так как внутренние методы управления не обеспечивают активное управление процессом, а внешние методы управления реализуются достаточно громоздкими устройствами. Исследования, проведенные автором в СКБ «Электросварка», показали перспективность применения процесса сварки неплавящимся электродом в аргоне дугой, горящей в динамическом режиме. При этом существенно повышаются эффективность процесса и регулировочные возможности, позволяющие активно управлять формированием шва. Проблеме улучшения технологических характеристик электрической дуги неплавящимся электродом, горящей в аргоне, уделяется много внимания. 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. Разработан процесс и техническое устройство позволяющее повысить эффективность сварки неплавящимся электродом в аргоне.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является исследование и разработка процесса сварки неплавящимся электродом в аргоне дугой, горящей в динамическом режиме.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ - процесс сварки неплавящимся электродом в аргоне.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ - сварочная дуга, горящая в динамическом режиме на постоянном токе.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА проведенного бакалаврского исследования:
1. Теоретически обоснована и практически подтверждена принципиальная возможность качественного формирования сварного шва с концентрированным тепло вложением дугой горящей в динамическом режиме
2. Установлено, что для качественного формирования шва дугой горящей в динамическом режиме существует прямо пропорциональная зависимость между толщиной изделия и величиной дежурного тока.
3. Установлено, что физическая устойчивость горения дуги соблюдается при различной геометрии торца электрода.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.
1.Создана действующая экспериментальная установка для сварки дугой, горящей в динамическом режиме.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при создании устройства для сварки и способа сварки дугой, горящей в динамическом режиме униполярными импульсами тока. Материалы об использовании результатов работы имеются в приложении к работе.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты настоящей работы представлены на научных семинарах кафедры «Оборудования и технологии сварочного производства» и на конференциях Всероссийского, Областного уровня.
ПУБЛИКАЦИИ. Материалы работы опубликованы в 5 работах. 1) Тясто А. А., Радионов И. И., Пустовых (Бирюкова) О. С. Выбор системы питания для дуги, горящей в динамическом режиме // Наука. Технологии. Инновации.: материалы Всероссийской научной конференции молодых ученых в 11 частях. Часть 3, Новосибирск, 2-6 Декабря 2014. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014 - C. 26-30 [1352312-2014]. 2) Тясто А. А. , Радионов И. И. , Пустовых (Бирюкова)О.С. Повышение эффективности процесса сварки неплавящимся электродом в аргоне // Наука. Технологии. Инновации.: материалы Всероссийской научной конференции молодых ученых в 11 частях. Часть 3, Новосибирск, 2-6 Декабря 2014. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014 - C. 30-34 [1352412-2014]. 3) Тясто А.А., Шачек А. Л., 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]. 4) Pulsed welding plasma source [Electronic resource] / A. F. Knyazkov, A. Tyasto [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2016. — Vol. 124 : Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS2015). — [012164, 6 p.]. — Title screen. 5) Control of the electrode metal transfer by means of the welding current pulse generator [Electronic resource] / A. F. Knyazkov, A. Tyasto [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2016. — Vol. 124 : Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS2015). — [012146, 6 p.]. — Title screen.
В результате анализа процесса сварки неплавящимся электродом в аргоне и методов повышения его эффективности, как внутренних, так и внешних выявлено, что наиболее перспективным методом повышения эффективности является перевод горения сварочной дуги в динамический режим. Для реализации этого способы разработана феменологическая модель сварочной дуги в динамическом режиме, а так же модель сварочной ванны. Технологические исследования показали устойчивость горения дуги, широкие регулировочные возможности и хорошее формирование шва с концентрированным вводом тепла. Показано, что при помощи дуги горящей в динамическом режиме можно формировать швы с заданными размерами. Результаты технологических исследований использованы на кафедре для разработки технических средств.
Анализ интегральных показателей эффективности показал, что реализация разработанной технологии является более эффективным вариантом с позиции финансовой и ресурсной эффективности.
Так же рассмотрены вопросы социальной ответственности.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
