Повышение эффективности электроплазменной обработки путем интенсификации газодинамического воздействия и разработки нового оборудования

• Автор: Курочкин, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы и особенности обработки на основе использования концентрированных потоков энергии

1.2. Плазменная резка и упрочнение поверхности и их недостатки

1.3. Технологическое оборудование плазменно-дуговой обработки

1.4. Формулировка цели и задач исследования

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ
2.1. Повышение эффективности электроплазменной обработки и обоснование возможности увеличения ресурса работы плазмотронов
2.2. Интегральный анализ параметров дугового разряда при повышенных напряжении и расходе газа
2.3. Численное моделирование процесса генерации низкотемпературной плазмы при интенсивном газодинамическом воздействии
2.4. Определение влияния режимов обработки на параметры в зоне взаимодействия потока плазмы с обрабатываемым материалом
2.5. Результаты теоретических исследований
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И РЕСУРСНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ
3.1. Разработка источника электропитания с повышенным напряжением
холостого хода
3.2. Разработка генератора низкотемпературной плазмы с высокими вольт-амперным отношением и расходонапряженностью
3.3. Повышение ресурсной стойкости электродов при плазменной резке
3.4. Результаты экспериментальных исследований ресурсных характеристик технологического оборудования
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАЗРАБОТОК ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Плазменно-дуговое термоупрочнение поверхности металлов и сплавов
4.2. Плазменная резка листовой стали
4.3. Зона термического влияния и газонасыгцение кромки реза
4.4. Результаты экспериментальных исследований теоретических разработок
4.5. Выводы

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОМЫШЛЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЯХ
5.1. Использование разработок повышения эффективности электроплазменной обработки при создании роботизированного участка плазменной резки с компьютерным управлением
5.2. Экономические аспекты создания роботизированного участка плазменной контурной обрезки автомобильных деталей
5.3. Плазменно-дуговое упрочнение деталей автомобильной техники
5.4. Перспективные направления развития технологии электроплазменной обработки
5.5. Результаты применения исследований в промышленных технологиях
на АМО ЗИЛ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложения

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.
ОКПЭ - обработка концентрированными потоками энергии.
ПДУ - плазменно-дуговое упрочнение.
ПДО - плазменно-дуговая обработка.
ПВО - плазменно-вакуумная обработка.
ГНТП - генератор низкотемпературной плазмы.
ВАХ - вольт-амперная характеристика.
ВАО - вольт-амперное отношение.
ТВЧ - токи высокой частоты.
ПУ - плазменное упрочнение.
ЗТВ - зона термического влияния.
I - сила тока, А.
и - напряжение, В.
в - расход газа, кг/с., л/мин.
V - линейная скорость перемещения, м/с.
ёс - диаметр сопла плазмотрона, мм НУ - микротвердость, Па.
8 - толщина разрезаемого материала, мм.
Н - ширина реза, мм.
ЕГхх - напряжение холостого хода источника электропитания, В. рг - плотность, кг/м3,
и - осевая скорость потока газа, м/с.
ри - расходонапряженность, кг/с-м
Ср - теплоемкость газа, Дж/кг-К
Т - температураа, К
Х,2 - осевая координата

Уравнение энергии:
риСр-- + рУСр

с1г г йг I,, с1г )
(2.1.)
Уравнение движения:

(2.2.)
Уравнение неразрывности:
йг йг
~(риг)+~{р¥г)= О
(2.3.)
Уравнение состояния: Р = рЯтТ
(2.4.)
Система уравнений дополняется соотношениями для полного расхода газа и интегрального тока дуги
Решение системы уравнений (2.1.-2.6.) будет приведено ниже.
В настоящем разделе при ряде упрощающих предположений, качественно исследуются зависимости интегральных характеристик дугового разряда в области повышенных значений напряжения и расхода газа с целью определения возможного диапазона параметров для проведения в дальнейшем уточненных расчетов и экспериментальных исследований.
(2.5.)
(2.6.)