ВВЕДЕНИЕ 11
1 АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ
ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ ДУГИ 14
1.1 Питание дуги модулированным током 14
1.2 Модуляторы-приставки 16
1.3 Импульсное устройство 18
1.4 Импульсное устройство с быстронасыщающимся дроссем 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 22
2.1 Требования к системе импульсного питания 22
2.2 Выбор системы импульсного питания 24
2.3 Функциональная схема устройства 26
2.4 Функциональная схема импульсного устройства 28
2.5 Функциональная схема электрической схемы управления импульсным
устройством 29
3 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 31
3.1 Силовая часть 32
3.2 Общая схема управления 32
3.3 Импульсное устройство 33
3.4 Схема управления импульсным устройством 34
ВЫВОДЫ 36
4 ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ
ЧАСТИ ИМПУЛЬСНОЙ СИСТЕМЫ 37
5 ПРОВЕРКА ИМПУЛЬСНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ РАБОТЕ НА ДУГУ 40
5.1 Методика снятия осциллограмм тока и напряжения 40
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 45
6 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 47
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 47
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений 48
6.1.3 SWOT - анализ 49
6.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований. 51
6.3 Планирование научно-исследовательских работ 52
6.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 53
6.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 53
6.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 53
6.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 57
6.3.5 Расчет материальных затрат НТИ 57
6.3.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ 58
6.3.7 Основная и дополнительная заработная плата исполнителей темы 58
6.3.8. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 60
6.3.9 Накладные расходы 61
6.3.10 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта. 61
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 62
7 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 66
7.1 Введение 66
7.2 Производственная безопасность 66
7.3 Экологическая безопасность 71
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях
7.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
АКТУАЛЬНОСТЬ. Повышение эффективности и улучшение качества производимых металлоконструкций является актуальной задачей на сегодняшний день. Одним из путей ее решения можно обозначить (выделить) - разработку и внедрение оборудования, отвечающего 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. 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 исследование и разработка системы питания для сварки неплавящимся электродом в аргоне дугой горящей в динамическом режиме.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Работа состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка литературы. Работа выполнена на 79 страницах, содержит 14 рисунков, 20 таблиц.
ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДОВ подтверждена их сходимостью с экспериментальными данными, полученными методом осциллографирования разработанной системы питания для сварки дугой горящей в динамическом режиме.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ - система импульсного питания для сварки в динамическом режиме.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ - система питания для сварки в динамическом режиме неплавящимся электродом униполярными импульсами тока.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА проведенного исследования.
Разработана система для питания сварочной дуги униполярными импульсами в динамическом режиме, построенная на базе искусственной формирующей линии.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.
Создана действующая экспериментальная установка для сварки дугой 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.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
