Реферат 10
Содержание: 13
Введение 15
1. Состояние вопроса 17
1.1. Общие представления о процессах в сварочной дуге, ее строении 17
1.2. Плазменная сварка и ее преимущества 21
1.3. Способы получения сжатой дуги, ее особенности и применение 22
1.4. Модуляция сварочного тока как метод импульсного управления
технологическими свойствами дуги 29
1.5. Плазменная дуговая сварка: процесс, зондирование, управление и
моделирование 33
1.6. Задачи исследования 47
2. Исследование физических особенностей сжатой сварочной дуги 49
2.1. Методы исследования, материалы и оборудование 49
2.2. Влияние импульсного изменения тока на степень контрагирования
плазменной дуги 52
2.3. Исследование электрических характеристик контрагированной
импульсной дуги 57
2.4. Исследование технологических особенностей плазменной импульсной
дуги 59
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. 72
3.1. Потенциальные потребители результатов исследования. 72
3.2. Планирование научно-исследовательских работ. 77
3.3. Бюджет научно-технического исследования (НТИ). 82
4. Социальная ответственность 89
4.1. Техногенная безопасность 89
4.2. Региональная безопасность 97
4.3. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 99
4.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
Заключение
107
Список публикаций 109
Список используемых источников
110
Приложение 116
Объектом исследования является нестационарная (импульсная) сжатая сварочная дуга.
Цель работы - выявить взаимосвязи между импульсным изменением тока и физическими и технологическими свойствами сжатой дуги, и опираясь на исследования создать научные основы импульсного управления ее технологическими и физическими свойствами.
На данном этапе исследований изучали механизм формирования сжатого дугового разряда в условиях импульсного изменения тока и его влияние на физические и технологические свойства дуги. Исследования проводили на специально разработанном стенде. «Уровень технологичности» процесса плазменной сварки проникающей дугой можно повысить, применяя модуляцию сварочного тока. Удовлетворительное формирование проплава при заданной величине скважности импульсов, их длительности и скорости сварки определяется величиной тока импульсов. Косвенным критерием оценки характера проплавления может служить поведение факела ионизированных газов, выходящих с обратной стороны стыкового соединения.
При плазменной сварке модулированным током проникающей дугой геометрические параметры проплава (высота и ширина) при заданном среднем значении сварочного тока, длительности импульсов тока и скорости сварки определяются величиной тока импульсов.
Модуляция сварочного тока при сварке плазменной проникающей дугой, создавая тепловые и силовые возмущения сварочной ванны в процессе ее кристаллизации, благоприятно сказывается на формировании первичной структуры металла шва, который имеет мелкодендритное разориентированное строение.
ВВЕДЕНИЕ
Современное машиностроение характеризуется широкой гаммой применяемых методов обработки материалов, в том числе и плазменных (сварки, резки, наплавки, напыления, поверхностного упрочнения, легирования и т.п.). Постоянно повышающиеся требования к качеству обработки и другим ее показателям требуют активного управления процессами плазменной обработки с целью оптимального с точки зрения качества, ресурсо- и энергосбережения использования сжатой сварочной дуги, как основного инструмента технологического процесса. Это возможно лишь на базе разработки теоретических основ управления технологическими свойствами дуги.
В настоящее время традиционные стационарные процессы плазменной обработки материалов практически исчерпали свои технологические возможности. Создание новых технологических процессов, способов управления ими и существенное совершенствование существующих возможно лишь на основе изучения и использования физических свойств сжатой дуги и присущих ей закономерностей.
Результаты исследования различных свойств стационарной сжатой дуги достаточно полно представлены в литературе. Они широко использовались при разработке и совершенствовании плазменных установок для различных технологических процессов, работающих в стационарном режиме. Значительно менее изученными являются физические и технологические свойства нестационарных (импульсных) сжатых дуг. Поэтому одним из перспективных направлений решения указанной выше фундаментальной проблемы плазменной обработки материалов являются исследования, направленные на выявление взаимосвязей между импульсным изменением тока и физическими и технологическими свойствами импульсных сжатых сварочных дуг. Эти исследования могут послужить теоретической базой для создания новых и совершенствования традиционных плазменных процессов, а также открыть широкие возможности для их управления.
На основании изложенного можно констатировать, что дальнейшие исследования и разработки в указанном направлении с целью разработки научных основ импульсного управления технологическими свойствами сжатой сварочной дуги представляются важными и актуальными.
Для решения поставленной задачи по исследованию механизма формирования сжатого дугового разряда в условиях импульсного ввода энергии в рамках настоящей работы было выполнено:
1. Проведен анализ литературных данных по физическим и технологическим особенностям импульсной сжатой сварочной дуги.
2. Разработан и подготовлен лабораторный стенд для исследований сжатого дугового разряда в условиях импульсного изменения тока.
3. Проведены предварительные эксперименты по изучению и выявлению механизма влияния импульсного изменения тока на дополнительное контрагирование сжатой дуги.
4. Проведены экспериментальные исследования электрических характеристик дополнительно контрагированной сжатой дуги под воздействием импульсного изменения тока.
5. Проведены исследования технологических особенностей плазменной импульсной дуги.
Проведенные экспериментальные исследования влияния импульсного изменения тока на физические и технологические свойства сжатой плазменной дуги позволяют сделать следующие выводы:
1. Установлено, что при питании сжатой дуги повторяющимися кратковременными импульсами тока длительностью ниже 5 10-4 с, размеры столба сжатой дуги и ее активного анодного пятна на металле не достигают величин, соответствующих мгновенным значениям тока импульса, что приводит к увеличению плотности тока, напряжения на сжатой дуге, напряженности электрического поля столба плазменной дуги и ее анодного падения напряжения, а следовательно, к большей плотности вводимой энергии.
2. Наибольшее влияние на эффект дополнительного контрагирования под воздействием импульсного изменения тока оказывает длительность импульсов тока. Это дает возможность перевести горение сжатой дуги в динамический режим и тем самым расширить ее технологические возможности.
3. Для различных режимов горения импульсной сжатой дуги существует критические значения длительности паузы между импульсами тока, при которых дуга переходит в динамический режим.
4. «Уровень технологичности» процесса плазменной сварки проникающей дугой можно повысить, применяя модуляцию сварочного тока. Удовлетворительное формирование проплава при заданной величине скважности импульсов, их длительности и скорости сварки определяется величиной тока импульсов. Косвенным критерием оценки характера проплавления может служить поведение факела ионизированных газов, выходящих с обратной стороны стыкового соединения.
5. При плазменной сварке модулированным током проникающей дугой геометрические параметры проплава (высота и ширина) при заданном среднем значении сварочного тока, длительности импульсов тока и скорости сварки определяются величиной тока импульсов.
6. Модуляция сварочного тока при сварке плазменной проникающей дугой, создавая тепловые и силовые возмущения сварочной ванны в процессе ее кристаллизации, благоприятно сказывается на формировании первичной структуры металла шва, который имеет мелкодендритное разориентированное строение.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
