Управление процессом дуговой сварки при возмущающем воздействии магнитного поля

• Автор: Гордынец, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Ведение
1. ВОЗМУЩАЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ И СПОСОБЫ ЕГО УСТРАНЕНИЯ
1.1. Особенности воздействия магнитного поля на процесс дуговой сварки
1.2. Устранение влияния магнитного поля на процесс дуговой сварки..
1.3. Особенности горения дуги переменного тока при сварке покрытыми электродами
1.4. Оборудование для дуговой сварки переменным прямоугольным током.
2. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС НАЧАЛЬНОГО ЗАЖИГАНИЯ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ЕЁ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ГАШЕНИЯ
2.1. Исследование процесса зажигания дуги контактным способом при возмущающем воздействии магнитного поля
2.1.1. Методика эксперимента
2.1.2. Анализ результатов эксперимента
2.2. Исследование начального зажигания дуги бесконтактным способом.
2.2.1. Экспериментальные исследования бесконтактного зажигания дуги
2.3. Компьютерное моделирование процесса бесконтактного зажигания дуги
2.3.1. Экспериментальное исследование процесса бесконтактного зажигания дуги униполярным импульсом высокого напряжения
2.4. Выводы
3. РАЗРАБОТКА ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОММУТАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ
3.1. Выбор схемы транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный
3.2. Математическая модель транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный ток
3.3. Анализ коммутационных электромагнитных процессов в транзисторном преобразователе униполярного тока в переменный прямоугольный
3.4. Экспериментальное исследование транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный при работе на сварочную дугу
3.5. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ПЕРЕМЕННОГО ПРЯМОУГОЛЬНОГО ТОКА НА СТАБИЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ ПРИ ВОЗМУЩАЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
4.1. Исследование влияния рода тока на стабильность процесса дуговой сварки покрытыми электродами
4.2. Исследование возмущающего воздействия магнитного поля на процесс дуговой сварки покрытыми электродами
4.3. Исследования влияния частоты переменного прямоугольного тока на стабильность процесса дуговой сварки покрытыми электродами при возмущающем воздействии магнитного поля
4.4. Выводы
5. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ ПЕРЕМЕННЫМ ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ТОКОМ. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НАМАГНИЧЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ
5.1. Разработка транзисторного преобразователя постоянного тока в переменный прямоугольный
5.2. Блок управления транзисторным преобразователем униполярного тока в переменный прямоугольный
5.3. Влияние величины индукции поперечного магнитного поля в зоне сварки на свойства сварных соединений
5.4 Внедрение результатов исследований
5.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Ведение.
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является одним из важнейших, устойчиво работающих и динамично развивающихся производственных комплексов российской экономики. На его долю приходится около четверти производства валового внутреннего продукта, трети объема промышленного производства, около половины доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений страны. Ежегодное производство первичных энергоресурсов в России составляет более 12% от общего мирового производства. Основным способом транспортировки сырой нефти и природного газа является использование трубопроводного транспорта. В России преобладают трубопроводы большого диаметра (1220 мм, 1420 мм) и протяженности в широтном направлении. По состоянию на 2008 год общая протяженность магистральных нефтепроводов российской компании «Транснефть» составляла 47 455 км [110]. Контроль за техническим состоянием магистральных трубопроводов осуществляется с помощью внутритрубных инспекционных снарядов [18]. По принципу действия различают ультразвуковые и магнитные внутритрубные дефектоскопы. Однако наибольшее применение нашли магнитные способы контроля, так как они позволяют регистрировать дефекты (трещины, непровары, несплавления) и аномалии (утяжина, подрез, превышение проплава и пр.) сварного шва и трещиноподобные дефекты в теле трубы, что в принципе неосуществимо при использовании ультразвуковых способов.
При ремонте обнаруженных дефектов производится вырезка поврежденных участков трубопровода с последующей их заменой. Установка новых катушек как правило производиться с применением дуговой сварки покрытыми электродами, однако остаточная намагниченность деталей трубопровода приводит к возникновению эффекта магнитного дутья.
Магнитное дутьё в процессе сварки проявляется в неконтролируемом отклонении дуги при наличии ферромагнитных масс или поперечного магнитного поля [109]. Степень отклонения дуги зависит от величины индукции магнитного поля в зоне сварки. При этом величина индукции магнитного поля 3 мТл является критической [1, 18, 111-113] и, соответственно, приводит к нарушению
стабильности процесса дуговой сварки покрытыми электродами.

Рис. 1.23. Функциональная схема транзисторного инверторного источника питания переменного тока.
Сварочный трансформатор ТУ

Сварочная

X- 1—0 I
Рис. 1.24. Эквивалентная схема замещения сварочного трансформатора и сварочной цепи.