Разработка способа и устройства для импульсно-дуговой сварки и наплавки в защитных газах плавящимся электродом. Дипломная (ВКР). Другое.
🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Разработка способа и устройства для импульсно-дуговой сварки и наплавки в защитных газах плавящимся электродом
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
ТОМСКИЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт
Юргинский технологический институт
Направление
подготовки (специальность) 150202 «Оборудование и технология сварочного
производства»
Разработка
способа и устройства для импульсно-дуговой сварки и наплавки в защитных газах
плавящимся электродом
Выпускная квалификационная работа содержит 86
листов, 38 рисунков, 64 источника, 2 приложения.
Ключевые слова: импульсно-дуговая сварка,
энергоэффективность, нагрев проволоки, математическое моделирование,
3D-моделирование.
Актуальность работы заключается в снижении
энергозатрат на процесс импульсно-дуговой сварки и наплавки.
Объектом исследования является процесс дуговой
сварки плавящимся электродом, устройство для импульсно-дуговой сварки,
использующее подогрев вылета электродной проволоки, модель процесса.
Цель исследования: повысить энергоэффективность
процесса импульсно-дуговой сварки на базе предлагаемого устройства.
. Разработать устройство, использующее подогрев
проволоки током паузы;
. Разработать расчетную модель процесса нагрева
проволоки при импульсно-дуговой сварки с подогревом участка проволоки между
двумя контактными наконечниками;
. Определить рациональные режимы для данного
процесса.
Работа представлена введением, 5 разделами
(главами) и заключением, приведен список публикаций студента, список
использованных источников.
В 1 главе «Обзор литературы» рассмотрены
различные способы импульсно дуговой сварки, проведена их классификация и
сравнение.
Во 2 главе «Расчеты и аналитика» разработана
расчетная модель нагрева проволоки, смоделирован процесс импульсно-дуговой
сварки, спроектирован второй контактный наконечник.
В 3 главе «Экспериментальные исследования»
показана методика проведения экспериментов на устройстве и представлены
результаты экспериментов.
В 4 главе «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» рассчитана экономическая
эффективность предложенного устройства в сравнении со стандартным процессом
импульсно-дуговой сварки.
В 5 главе «Эргономическая и экологическая часть»
показаны вердные факторы и меры борьбы с ними в лаборатории ЮТИ ТПУ.
В заключении проанализировано решение
поставленных задач.
qualification work contains 83
sheets, 38 figures, 2 appendices. List of references includes 64 sources.: pulsed-arc
welding, energy efficiency, wire heating, mathematic modeling, 3D-modeling.of
the work is to reduce the energy consumption in the process of pulsed arc
welding and surfacing.of the research work is the process of consumable
electrode arc welding; pulsed arc welding device with welding wire departure
heating; and the process model.priority of the research work is to improve
energy efficiency of pulsed arc welding on the basis of a device suggested in
the work.of the work:
. To develop a device with welding
wire heating produced by current pause;
. To develop a design model of wire
heating during pulsed arc welding, heating wire area between two contact tips;
. To identify rational modes for the
process.work includes the Introductory part, five chapters and the Conclusion.
List of student’s publications and List of references are applied.Chapter I,
“Literature Review” various ways of pulsed arc welding are observed, their
classification and comparison are analyzed.Chapter II , “Calculations and analysis”
a computational model of wire heating is developed, pulsed arc welding is
simulated, second contact tip is designed.Chapter III, “Experimental Research”,
experimental technique with the device is presented, data of experiments are
described.Chapter IV, “Financial management, resource efficiency and resource
conservation” cost-effectiveness of the device compared to standard pulsed arc
welding is calculated.Chapter V, “ Ergonomic and ecological part” harmful
factors and control measures, developed under Yurga Instite of Technology
laboratory conditions, are presented.the Conclusion part decisions made on the
objectives are analyzed.
В работе представлено устройство для
импульсно-дуговой сварки, использующего вылет электродной проволоки как сопротивление
для обеспечения тока паузы. Представлен расчет параметров устройства, а также
конструкторские решения.
Устройство было создано и апробировано в стенах
Юргинского технологического института национального исследовательского Томского
политехнического университета. Над устройством работали: Крампит А.Г., д.т.н.,
доцент и Крампит Н.Ю., к.т.н., доцент.
Цель исследования: повысить энергоэффективность
процесса импульсно-дуговой сварки на базе предлагаемого устройства.
В работе были подобраны оптимальные режимы,
позволяющие получать наибольший к.п.д. при высокой стабильности процесса и
высоком качестве сварных изделий.
Объект исследования - процесс дуговой сварки
плавящимся электродом, устройство для импульсно-дуговой сварки, использующее
подогрев вылета электродной проволоки, модель процесса.
Методы исследования: математическое
моделирование, визуализация процесса, экспериментальные исследования,
регистрация параметров сварки (осциллографирование), металлографический анализ
сварных соединений, сравнение.
. Разработать устройство, использующее подогрев
проволоки током паузы;
. Разработать расчетную модель процесса нагрева
проволоки при импульсно-дуговой сварки с подогревом участка проволоки между
двумя контактными наконечниками;
. Определить рациональные режимы для данного
процесса.
Научная новизна: по данному устройству был
получен патент на изобретение.
Практическая значимость результатов ВКР:
снижение энергозатрат на процесс импульсно-дуговой сварки; сварка тонколистовых
металлов; восстановительная наплавка и наплавка функциональных покрытий.
Реализация и апробация работы: результаты данной
работы печатались в изданиях, индексируемых базой данных Scopus, в изданиях
ВАК, в различных периодический изданиях. Также работа была представлена на
научно-практических конференциях различного уровня - международных,
всероссийских.
Определения, обозначения, сокращения,
нормативные ссылки
В данной работе применены следующие термины с
соответствующими определениями:
Импульсно-дуговая сварка - это использование
сварочного тока посредством его подачи в зону дуги кратковременными импульсами.
Управление сварочной дугой и ее свойствами
необходимо для повышения стабильности горения дуги и получения направленного
переноса электродного металла в сварочную ванну, что особенно актуально при
сварке в положениях, отличных от нижнего, а также воздействия на процессы,
протекающие в сварочной ванне в околошовной зоне (управление первичной
кристаллизацией металла шва и термическим циклом в околошовной зоне) (рисунок
1.1).
Рисунок 1.1 Способы активного воздействия на
характер переноса электродного металла [1]
Импульсные процессы при сварке можно разделить
на:
С целью удержания сварочной ванны в
пространственных положениях отличных от нижнего сварочный ток необходимо
снизить, а для обеспечения требуемых сварочно-технологических свойств электрода
ток должен быть значительно больше величины, обеспечивающей удержание сварочной
ванны. Сварщик решает эту задачу, выполняя электродом различные манипуляции,
вплоть до обрыва дуги, что приводит к образованию дефектов, как при сварке
корня шва, так и заполняющих слоев.
Выполнение указанных противоречивых требований
возможно методами импульсной модуляции сварочного тока (рисунок 1.2). По
сравнению со сваркой стационарной дугой, сварка модулированным током имеет ряд
основных преимуществ это улучшение формирования шва во всех пространственных
положениях, повышение механических свойств, сварных соединений, улучшение
дегазации сварочной ванны, снижение сварочных деформаций и др. [2].
Рисунок 1.2 Циклограммы процессов сварки модулированным
током [3]:а, б, в, г) низкая частота следования импульсов с изменением скорости
подачи; д) изменение амплитуды при модулировании переменного тока; е) сварка
разнополярными импульсами;
Дополнительные импульсы, протекающие в интервале
основной паузы, обеспечивают технологическую устойчивость процесса сварки
модулированным током. Их длительность и частота влияют на равномерное плавление
покрытого электрода без образования “козырька”, а также при сварке корневых
швов и изделий малой толщины - на поддержание существования “замочной скважины”
[4].
Сварка пульсирующей дугой представляет собой
специализированный процесс сварки со струйным переносом металла. При горении
пульсирующей дуги в инертных газах может наблюдаться очень мелкокапельный
перенос электродного металла. Название "струйный" он получил потому,
что при его наблюдении невооруженным глазом создается впечатление, что
расплавленный металл стекает в сварочную ванну с торца электрода непрерывной
струей. Изменение характера переноса электродного металла с капельного на
струйный происходит при увеличении сварочного тока до "критического"
для данного диаметра электрода или же при подаче импульсного напряжения.
Сварка пульсирующей дугой может применяться и в
сварке вольфрамовой дугой (TIG). Контур шва и глубина провара отлаживаются при
этом процессе очень хорошо. Импульсы высокого напряжения быстро обеспечивают
глубину расплавления основного металла, но не вызывают интенсивного разогрева
материала. Фоновый ток при этом поддерживает нужное состояние дуги между
импульсами. По сравнению с постоянной дугой пульсирующая усиливает
проникновение, не повышая температуру соединения. Однако, надо заметить, что
скорость сварки при этом падает на 20 - 40%
Пульсирующая дуга может быть настроена от 1 до
100 импульсов в секунду, а на некоторых типах оборудования даже до 1000
импульсов [5].
.3 Импульсная подача сварочной проволоки
Генерирование импульсов подачи основывается на
2-х основных способах ее получения: за счет применения специальных
электродвигателей в механизме подаче электродной проволоки и при использовании
механических модуляторов различных конструкций.
Объяснить увеличение коэффициента наплавки при
импульсной подаче электродной проволоки можно следующими причинами:
управляемым процессом образования капли
электродного металла, не позволяющим расходовать лишнюю энергию на ее перегрев;
отсутствием больших значений токов короткого
замыкания, обычно характерных для процесса сварки с короткими замыканиями;
увеличение тока в импульсе подачи способствует
росту коэффициента плавления, при этом фактически импульсный ток не превышает
30-35% времени цикла образования и переноса капли, отсюда и рост коэффициента
плавления по сравнению со средним значением тока при постоянной скорости подачи
[6].
Исходя из особенностей сварки с импульсной
подачей электродной проволоки один цикл каплепереноса протекает в четыре этапа
(рисунок 1.3):
формирование капли за счет плавления электродной
проволоки;
движение электродной проволоки: под действием
упругих сил за счет использования механизма импульсной подачи происходит
перемещение электродной проволоки с находящейся на ее торце жидкой каплей в
направлении металлической ванны;
торможение капли: происходит торможение подачи
сварочной проволоки в результате достижения штоком конца угла опускания. При
этом в силу определенной инерционности жидкого металла капля, находящаяся на
торце электрода, продолжает движение;
короткое замыкание: происходит соприкосновение
жидкой капли, находящейся на торце электрода и металлической ванны, образования
перемычки и переход металла капли в сварочную ванну [7].
исунок 1.3
Видеокадpы пpоцесса обpазования капли электpодного металла пpи сваpке
пpоволокой Св-08Г2С диаметpом 1,2 мм в СO2 с импульсной подачей с частотой 30
с-1: а-е - tф pавно 0,001, 0,004,0,008, 0,012, 0,016 и 0,020 с
соответственно[8].
В работе [9] была разработана математическая
модель для определения параметров импульсной подачи электродной проволоки при
механизированной дуговой сварке и наплавке.
Авторы в работе [10] рассмотрели возможность
применения сварки с импульсной подачей сварочной проволоки при ремонте
крупногабаритных деталей. Достигается большая энерговыгода и также упрощается
конструкция, в сравнении с полуавтоматами с автоматической подачей самозащитной
проволоки больших диаметров.
В процессе сварки тонколистового металла
возникает проблема его коробления. Эта проблема актуальна и часто возникает,
например, при ремонтной сварке кузовов автомобилей, сварке различных емкостей
для пищевой промышленности и др. Исследовали влияние импульсной подачи и ее
параметров на возможность снижения коробления тонколистового металла в
результате термического воздействия дуги на образцах толщиной 1,0 и 2,0 мм.
Следует отметить, что коробление при импульсной подаче заметно ниже, чем при
сварке с непрерывной подачей электродной проволоки [11].
Применение новых регулируемых механизмов
импульсной подачи электродной проволоки при дуговой механизированной сварке
сплавов алюминия позволило существенно улучшить формирование металла шва и его
структуру и снизить потери электродного металла. Улучшение электропроводных
свойств алюминиевого сварного соединения при механизированной сварке может быть
достигнуто в том числе и при использовании импульсной подачи электродной
проволоки с управляемыми параметрами. При этом обеспечивается качественное
выполнение сварного соединения, влияющее на электротехнические свойства
токоведущих шин [12].
Одним из путей повышения эффективности
применения сварки с импульсной подачей сварочной проволоки является
использование смеси Ar+CO2. Это позволяет обеспечить лучшее формирование шва и
уменьшить разбрызгивание электродного металла, чем при сварке в чистом
углекислом газе. Сварка в смеси газов с использованием устройства импульсной
подачи сварочной проволоки позволяет существенно снизить потери металла на угар
и разбрызгивание [13].
В настоящее время появляются новые способы
импульсно-дуговой сварки. Это, к примеру, импульсно-дуговая сварка с подогревом
электродной проволоки, двухдуговая импульсная сварка, импульсная сварка с
увеличенным вылетом электродной проволоки, технологии SpeedPulse, STTTM,
forceArc, ColdArc.
С целью повышения эффективности сварки
плавящимся электродом в среде инертных газов применяют предварительный подогрев
сварочной проволоки проходящим током и импульсно-дуговую сварку.
Полуавтоматическая импульсно-дуговая сварка титановых сплавов обеспечивает
повышение производительности сварочных работ в 2 ... 3 раза при снижении погонной
энергии сварки в 2 ... 2,5 раза [14].
Двухдуговая сварка “расщепленным” электродом с
общим токоподводом применяется с целью повышения коэффициента наплавки,
увеличения скорости сварки. В процессе сварки происходят короткие замыкания
между одной из электродных проволок и ванной, а также прекращается горение дуги
на второй проволоки.
Импульсные процессы широко применяются и при
наплавке. К примеру, для получения более чистого слоя наплавленного металла
применяют увеличение вылета электродной проволоки. При увеличении вылета
электрода ширина шва и глубина проплавления уменьшается, а выпуклость шва
увеличивается. Данные закономерности усиливаются с увеличением тока сварки
[15]. Также при повышенном вылете электрода становится возможна сварка “в узкую
разделку”.
Объединив качество импульсной дуги и скорость
струйной дуги, получили технологию SpeedPulse. При этом обеспечиваются
уменьшенное тепловложение, улучшенный провар и четкое формирование шва. Отличие
от традиционного импульсного процесса заключается в том, что во время пауз
между импульсами на долю миллисекунды включается струйный процесс сварки, тем
самым перенос электродного металла происходит и между импульсами тоже [16].
Импульсы третьего порядка обеспечивают короткое
время окончательного формирования капли на конце электродной проволоки и
перенос капли в сварочную ванну. При этом возникает особая разновидность
струйного переноса, при которой дуга работает полностью в режиме короткого
замыкания, а сформированные капли находятся в постоянном столбе дуги. Внешне
это выглядит как струя жидкого металла с периодическими уплотнениями, падающая
с электродной проволоки в сварочную ванну.
Сварочный процесс по технологии SpeedPulseTM
ведется при дистанции порядка 65 - 70 мм, при этом длина дуги составляет всего
3 - 4 мм. При уменьшении дистанции работ процесс переходит в нестабильную фазу
с повышенным разбрызгиванием; дугу «затягивает» внутрь металла. Особенностями
технологии SpeedPulseTM являются высокая скорость сварочного процесса
(увеличение составляет до 40 - 45%) и резкое снижение удельного тепловложения.
Сварочный процесс STTTM (сокращение от
английского термина Surface Tension Transfer - перенос за счет сил
поверхностного натяжения) был разработан компанией «Lincoln Electric» в
результате активных исследований в области управляемого переноса металла при
сварке.
Процесс STTTM - преемник обычного сварочного
процесса MIG/MAG с переносом короткими замыканиями. Однако STTTM принципиально
отличается от него возможностью прямого управления условиями переноса в сварочную
ванну наплавляемого металла.
Эта возможность обеспечивается быстродействующей
инверторной схемой источника питания, специальным электронным микропроцессорным
модулем, принудительно задающим необходимый уровень сварочного тока и контуром
обратной связи, динамично отслеживающим изменения напряжения на дуге.
В течение всего цикла переноса капли в сварочную
ванну величина сварочного тока жестко зависит от фазы формирования и перехода
последней. Идентификация фазы переноса осуществляется за счет обработки
величины напряжения постоянно снимаемого с дугового промежутка [17].
.5 Механизированная сварка короткой дугой с
короткими замыканиями
Современные сварные конструкции требуют высоких
показателей качества. И импульсные процессы - один из методов, помогающих
добиться высокого качества. Они позволяют снизить разбрызгивание, что
сказывается на внешнем виде сварных соединений и снижает затраты на последующую
механическую обработку. Сниженное тепловложение позволяет вести сварку без
прожогов, а также в положениях, отличных от нижнего.
Сейчас многие производители сварочного
оборудования предлагают процесс сжатой, короткой дуги.
Форсированная дуга имеет ряд преимуществ перед
дугой со струйным переносом:
• Глубокое проплавление благодаря
увеличенному давлению дуги на ванну жидкого металла;
• Упрощение управление процессом
благодаря большей стабильности дуги;
• Отсутствие подрезов благодаря короткой
дуге;
• Высокая производительность,
обусловленная более высокой скорости сварочного процесса и увеличению коэффициенту
наплавки (уменьшение числа проходов);
• Экономия сварочной проволоки и
защитного газа;
• Уменьшение необходимой ширины разделки;
• Снижение остаточных деформаций.
Процесс SpeedArc нацелен на повышение качества
сварных соединений из толстолистового металла, связанного с обеспечением
гарантированного проплавления в корне шва, а также MIG/MAG сварки в узкую
разделку. Функция SpeedArc в отличие от стандартной струйной дуги поддерживает
уверенный струйный процесс переноса металла более короткой дугой. Дуга
становится более сфокусированной, очень устойчивой. Благодаря высокому
плазменному давлению в дуге обеспечивается более глубокое проплавление. При
этом снижается тепловложение в основной металл и снижается вероятность
возникновения таких дефектов, как подрезы [18].
Осциллограммы процесса SpeedArc компании Lorch
были проанализированы в сравнении с осциллограммами процесса RapidArc от
компании LincolnElectric [19] (рисунок 1.4).
Рисунок
1.4 Осциллограммы по току и напряжению процессов SpeedArc (слева) и RapidArc
(справа)
Как видно из осциллограммы по напряжению, сварка
в обоих случаях ведется с коротким замыканием. В момент короткого замыкания
идет снижение тока до базового значения, или даже ниже его. Это обеспечивает
перенос металла без разбрызгиваний, которые происходят из-за “взрыва” перемычки
в связи с увеличением силы тока.
Сравним теперь макрошлифы соединений (рисунок
1.5). Как мы видим, в обоих случаях наблюдается глубокое проплавление, достаточно
узкое. Отсутствуют подрезы.
Рисунок
1.5 Макрошлифы процесса SpeedArc (справа) и RapidArc (слева)
Процесс короткой сфокусированной дугой с
короткими замыканиями позволяют добиться сниженного разбрызгивания, глубокого
проплавления и увеличения скорости сварки без потери качества сварных
соединений.
Область применения процесса сварки короткой
дугой с короткими замыканиями:
Сварка легированных сталей и сплавов.
Разработки с целью создания процесса малой
мощности без механического вмешательства в подачу проволоки привели к созданию
варианта процесса, при котором все необходимые воздействия производятся
исключительно в источнике тока. Этот вариант MIG/MAG процесса, называемый
coldArc, предлагаемый компанией EWM, относится к сварке короткой дугой и
поэтому характеризуется циклической сменой дуг и фаз короткого замыкания. Поскольку
электрическое напряжение при зажигании является решающим критерием
эффективности сварки тонких листов, то оно оказывает большое влияние на
динамику подвода энергии всего процесса, то есть на фазу дуги, фазу короткого
замыкания и, в первую очередь, на зажигание дуги, рисунок 6. Характер изменения
напряжения идентичен изменению при обычной сварке короткой дугой. Напряжение
является задающим параметром при регулировке силы тока.
Для этого необходимо непрерывно измерять
напряжение и соответствующим образом реагировать на каждое его изменение
(высокодинамичная регулировка мгновенных значений). Благодаря цифровому
процессу обработки сигналов (DSP) можно отнять энергию от дуги менее чем за 1
микросекунду до зажигания (рисунок 1.6), в результате чего зажигание пройдет
очень мягко.
Рисунок
1.6 Осциллограммы и макрошлифы при сварочном процессе coldArc
При этом на конце электрода может сразу же
образоваться достаточное количество расплавленного материала, и это повысит
потребность в энергии. Поэтому непосредственно после зажигания дуги сила тока
за короткое время поднимается до так называемого импульса расплавления. Только
после этого, чтобы минимизировать плавление, происходит переход на низкий ток и
начинается следующая фаза. Из-за импульса расплавления после каждого короткого
замыкания на электроде образуется большой расплавленный купол, что ведет к
очень равномерному протеканию процесса. Только благодаря этому стало возможным
работать в фазах между короткими замыканиями с очень низкой силой тока, не
прибегая к последующему плавлению проволоки или гашению дуги. Это все гасит
процесс сварки малой мощности coldArc [20].
Фирма Merkle предлагает свой процесс, под
названием ColdMIG (рисунок 1.7), теплоотдача в котором на 20-30% меньше, чем в
режиме стандартной короткой дуги [21].
Рисунок
1.7 Осциллограммы и макрошлифы процесса ColdMig
Аналогом данных процессов является процесс
Precision Pulse от компании Lincoln Electric [22].
Область применения процесса сварки “холодной
дугой”:
Сварка тонких листовых металлов 0.6 - 3.0 мм
Возможность сварки с большими зазорамипайка с
низкой теплоотдачей
Импульсные процессы помогают в формировании шва
при сварке вертикальных швов снизу-вверх. Возможность MIG/MAG сварки без
сложных движений горелкой (техникой сварки «елочка» или поперечными
колебаниями) достигается комбинированием двух технологий или, точнее, двух фаз
сварочной дуги. Первая фаза - «горячая» фаза тока большой силы с высокой
подачей энергии - для оптимального расплавления материала. Затем без переходов
и, таким образом, практически без брызг наступает вторая, «холодная» фаза
благодаря идеальному автоматическому регулированию (рисунок 1.8).
Рисунок 1.8 Метод энергетических интервалов
Обычно сварка вертикальных швов требует от
сварщика максимального умения и квалификации. Компания Шторм-Lorch для этой
цели предлагает процесс SpeedUp. С функцией SpeedUp сварщику не нужно выполнять
сложные движения горелкой (техникой сварки «елочка» или поперечными
колебаниями), ему необходимо лишь перемещать горелку вдоль стыка с постоянной
скоростью. Сварочный аппарат выстроит алгоритм импульсов так, чтобы обеспечить
уверенный провар корня и получить качественное формирование шва с плавным
переходом на основной металл (рисунок 1.9) [23].
Рисунок 1.9 Макрошлифы вертикального шва
техникой “елочка” (слева) и техникой SpeedUp (справа)
Фирма Merkle предлагает процесс HighUP,
реализованный сочетанием импульсов DeepARC и PULSE (рисунок 1.10).
Рисунок 1.10 Макрошлифы вертикального шва
техникой “елочка” (слева) и техникой HighUp (справа)
Особенности Merkle HighUP:обеспечивает глубокий,
надежный провар корня шва.формирует равномерный чешуйчатый внешний валик.
Сварка в один проход без применения
колебательных движений горелки.
Высокое качество шва без использования сложного
профессионального метода сварки “елочкой” [24].
Область применения процессов для сварки
вертикальных швов:
Сварка вертикальных швов на подъем;
Сварка высоко текучих металлов и сплавов.
В данной работе рассмотрены имеющиеся способы
управления процессом переноса при сварке. Было произведено сравнение способов
от различных производителей и произведена их классификация.
Но устройства для импульсного питания сварочной
дуги, построенные по принципу «импульсно-регулируемого сопротивления» [25],
обладают определенным недостатком, а именно, наличием балластного сопротивления
для обеспечения формирования тока паузы, которое приводит к потерям мощности,
идущей на его нагрев, что снижает эффективность применения импульсных процессов
[26]. Но если вместо балластного сопротивления будет использован вылет
электродной проволоки (рисунок 1.11), энергия тока паузы будет уходить на его
нагрев. В итоге, варьируя длину вылета и скорость подачи проволоки, мы можем
добиться требуемой температуры на торце электрода.
Рисунок 1.11 Схема устройства: а) использующего
балластное сопротивление; б)использующее подогрев электродной проволоки
Необходимо отметить, что увеличение длины вылета
электрода при неизменной силе тока, как и при постоянной скорости подачи электродной
проволоки, снижает долю основного металла в шве, что уменьшает возможность
появления горячих трещин при сварке некоторых марок сталей [27]. Также
увеличивается ширина шва и усиление, снижается глубина проплавления.
Проведенные экспериментальные исследования
показывают, что использование теплоты, выделяемой на участке между контактными
наконечниками, повышает до 2-х раз производительность наплавки, а также
повышает коэффициент полезного действия системы импульсного питания (на 10-15%
в зависимости от расстояния между контактными наконечниками) и снижает
энергозатраты на 30% [28].
Устройство для импульсно-дуговой сварки должно
обеспечивать чередование тока импульса и тока паузы. Одним из устройств для реализации
импульсно-дуговой сварки является модулятор, построенный по принципу
импульсно-регулируемого сопротивления, схема которого приведена на рисунке 2.1
а [29].
При протекании тока паузы, ключ 1 переключается
на сопротивление 2. Для получения же тока импульса ключ 1 переключается на
контактный наконечник 3. Из-за наличия балластного сопротивления 2 происходят
большие мощности. Энергия в виде тепловых потерь уходит в окружающую среду.
На рисунке 2.1 б предложена альтернатива данному
устройству. Для получения тока импульса ключ 1 все так же замыкается на
контактный наконечник 3. Для получения же тока паузы ключ замыкается на
контактный наконечник 2. И вместо балластного сопротивления, его функцию
выполняет вылет проволоки между контактными наконечниками 2 и 3.
Рисунок
2.1 Схема устройства, использующего балластное сопротивление (а) и схема
устройства, использующее подогрев электродной проволоки (б)
Порядок работы устройства заключается в
следующем (рисунок 2.2). Для управления переносом электродного металла
используются импульсы, получаемые за счет протекания сварочного тока по цепи:
плюс источника постоянного тока ИП - коммутирующий дроссель 2 - силовой
тиристор 3 - дроссель 8 - второй контактный наконечник 10 - сварочная дуга -
минус источника постоянного тока ИП. Для обеспечения протекания тока паузы при
отпирании вспомогательного тиристора к аноду силового тиристора прилагается
обратное напряжение перезаряда коммутирующего конденсатора 5 через
коммутирующий дроссель 2, предварительно заряженного с помощью зарядного
дросселя 6 и зарядного тиристора 7. В паузе сварочный ток протекает по цепи:
плюс источника питания ИП - первый контактный наконечник 9 - участок электрода
между контактными наконечниками 9 и 10 - сварочная дуга - минус источника
постоянного тока ИП. Сварочный ток в паузе ограничивается за счет сопротивления
вылета электрода между контактными наконечниками при этом теплота, выделяемая в
вылете электрода, пойдет на повышение начальной температуры торца электрода, и
во время следующих импульсов потребуется меньшее количество энергии на
расплавление капель электродного металла [30].
Рисунок 2.2 Схема устройства, использующего
подогрев электрода в паузе:
ИП - источника постоянного тока; 1 - фильтрующий
конденсатор;
- коммутирующий дроссель; 3 - силовой тиристор;
- коммутирующий тиристор; 5 - ком-мутирующий
конденсатор;
- зарядный дроссель; 7 - зарядный тиристор; 8 -
силовой дроссель; 9,10 - контактные наконечники
По предложенной схеме было разработано
устройство, использующее подогрев электрода в паузе (участок электродной
про
Похожие работы на - Разработка способа и устройства для импульсно-дуговой сварки и наплавки в защитных газах плавящимся электродом Дипломная (ВКР). Другое.
Сочинение 2 Класс Хочу Стать Визажистом
Эраст Бедная Лиза Сочинение
Курсовая работа по теме Анализ путей снижения себестоимости
Понятие Информационного Общества Проблемы Его Развития Реферат
Курсовая По Кормлению Крс
Реферат по теме Деятельность коммерческих банков на рынке ценных бумаг
Курсовая Работа На Тему Прекращение Права Собственности
Рефераты: Гражданское право и процесс
Реферат: Житие Дмитрия Солунского
Реферат: Unreasonable Traffic Search Essay Research Paper Unreasonable
Сочинение Про Князя Игоря
Реферат Управление Эффективностью Деятельности Персонала
Реферат: Why Is Beowulf Considered A Hero Essay
Налоги И Налогообложения Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Устойчивость автомобилей
Мужчина и женщина одного вида, но разных миров
Дипломная работа по теме Правовой статус судьи военного суда и вопросы его совершенствования
Реферат: Economic System Of Germany Essay Research Paper
Доклад по теме Инфекционный гепатит собак
Тематика Дипломных Работ По Социологии Права
Курсовая работа: Особенности УрФО
Похожие работы на - Система и номенклатура показателей качества продукции
Похожие работы на - Выплавка стали