Разработка автоматизированной системы для сварки в CO2 с импульсной подачей проволоки и модуляцией сварочного тока

• Автор: Солодский, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
1.1. Сварка в углекислом газе: основные направления развития, преимущества и недостатки.
1.2. Методы повышения эффективности процесса сварки С02. Современное состояние и тенденции развития
1.3. Классификация механизмов с импульсной подачей сварочной проволоки, разработанных для сварки в С02.
1.3.1. Механизмы на основе электродвигателей толкающего
типа.
1.3.2. Механизмы на основе электродвигателей тянущего типа
1.3.3. Механизмы импульсной подачи сварочной проволоки с приводом от электромагнитов.
1.4. Цель и задачи исследований.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ СВАРКЕ С ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧЕЙ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ.
2.1. Комплекс сил, действующих на каплю электродного металла при сварке с импульсной подачей сварочной проволоки.
2.2. Исследование процесса переноса электродного металла
2.3. Моделирование процесса перехода капли в сварочную ванну.
2.4. Определение энергетических параметров переноса электродного металла.
2.5. Расчет параметров модуляции тока.

Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА СВАРКИ С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ.
3 Л. Создание принципиальной блок-схемы процесса.
3.2. Разработка схем автоматизированного управления процессом сварки.
3.2. Разработка конструкции импульсного подающего механизма.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.
4.1. Оборудование для проведения оценки эффективности разработанной системы.
4.2. Исследование процесса сварки с ИПСП и модуляцией
тока.
4.3. Выбор рациональных режимов сварки с учетом технологических свойств системы.
4.4. Санитарно-гигиенические характеристики сварки в С02 с импульсной подачей сварочной проволоки.
Выводы по главе 4.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Приложение 1. Копия акта внедрения
Введение
Сварка в С02 является одним из наиболее массовых способов сварки в нашей стране. Он обладает высокой производительностью, легкой механизацией, обеспечивает высокие мех. свойства сварного шва. Однако обладает таким недостаткам как нестабильность переноса электродного металла. Для повышения стабильности процесса и расширения технологических возможностей используют различные методы, одним из которых является сварка с программным периодическим изменением сварочного тока. Импульсно-дуговой сварке в С02 посвящены работы многих авторов: Патона Б.Е., Дудко Д.А., Зарубы И.И. Потапьевского А.Г., Дюргерова Н.Г., Князькова А.Ф., Сараєва и др. Одним из способов реализации импульсно-дуговых процессов является сварка с ИПСП. Этой проблемой занимались Лебедев В.А., Воропай Н.М., Ковешников С.П., Красношапка В.В. и др.

Зададим условие, что центр масс пройдет расстояние, равное Я (рис. 2.1.1). при расстоянии между торцом электрода и сварочной ванны, равное 2Я. Тогда капля коснется сварочной ванны, а остаточная кинетическая энергия, продолжающая перемещать каплю, ускорит образование устойчивой перемычки на границе «капля — сварочная ванна» и переход капли в сварочную ванну, что позволит снизить время цикла сварки, а значит и повысить производительность.
Размер капли, переходящей в сварочную ванну при сварке с короткими замыканиями можно определит с помощью скоростной киносъемки или при помощи осциллограмм процесса сварки и скорости подачи проволоки, т.е. какая длина проволоки расплавилась за один цикл. В случае импульсной подачи сварочной проволоки за один импульс подается длина проволоки, равная шагу подачи. Массу капли можно определить:

т = сс- — -К0 -7г-гэ -Л-у (2.1.22)
Если в формулу (2.1.19) ввести коэффициент, учитывающий влияния других сил дуги, то данное равенство позволит определять необходимую скорость подачи сварочной проволоки при заданном шаге подачи и расстоянии между ванной и электродом, на котором произойдет остановка проволоки:
а-~-К0-я-гэ2-Л-у=Кд _-------------------------(2.1.23)
-Л. _ у 2 _ п '*к _ о . ц п 1Т П % 1Т
Уравнения (2.1.19) и (2.1.21) показывают, что минимальный размер капли, который перейдет принудительно в сварочную ванну при сварке с короткими замыканиями, зависит не только от начальной скорости капли, но и от расстояния между торцом электрода и сварочной ванны. Чем меньше расстояние /в, тем меньшую энергию надо сообщить капле электродного металла для ее перехода в сварочную ванну. Расстояние 1В зависит от параметров дуги и параметров подачи сварочной проволоки: