Управление электрическими и механическими параметрами процесса зажигания дуги при механизированной сварке

• Автор: Морозкин, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 333 с. : ил.

Управление электрическими и механическими параметрами процесса зажигания дуги при механизированной сварке

1. Анализ состояния вопроса

1.1. Основные проблемы управления механизированной сваркой

1.2. Анализ зажигания дуги и установления процесса сварки

1.3. Классификация способов зажигания дуги

1.4. Сравнительный анализ применимости теории электрического пробоя к условиям зажигания дуги при сварке

1.2. Схема объекта исследований

1.3. Методы исследований

1.4. Цель и задачи работы

2. Управление электрическими процессами при бесконтактном

зажигании сварочной дуги

2.1. Электрический пробой в газах при больших межэлектродных расстояниях.
2.2. Низковольтный импульсный разряд между сближающимися
электродами
2.3. Определение условий электрического пробоя межэлектродного
промежутка при механизированной сварке
2.4. Механизм возникновения и развития низковольтного импульсного
разряда как главное условие бесконтактного зажигания дуги
2.5. Факторы, влияющие на напряжение возникновения и развития
низковольтного импульсного разряда
2.6. Факторы, влияющие на зажигание дуги и переход к
установившемуся процессу сварки в защитных газах
2.7. Выводы

3. Динамические характеристики привода подачи электрода при механизированной сварке
3.1. Экспериментальные установки для проведения исследований.
3.2. Динамика системы «сварочная головка - электрод - изделие».
3.3. Экспериментальное исследование динамики системы «сварочная -головка - электрод - изделие» при сварке под флюсом.
3.3.1. Исследование силового воздействия электрода на изделие при сварке под флюсом.
3.3.2. Исследование движения электродной проволоки в направляющем канале сварочного полуавтомата в начальный момент зажигания дуги.
3.3.3. Влияние угла наклона электрода к изделию на зажигание дуги и переход к установившемуся процессу сварки.
3.3.4. Влияние способа включения подачи проволоки на зажигание дуги.
3.4. Программирование окончания процесса сварки.
3.5. Разработка системы торможения привода подачи электродной проволоки.
3.6. Выводы.
4. Особенности бесконтактного зажигания дуги и переход к установившемуся процессу при сварке под флюсом.
4.1. Исследование факторов, влияющих на бесконтактное зажигание дуги при сварке под флюсом.
4.2. Влияние гранулометрического состава флюса на бесконтактное зажигание дуги.
4.3. Влияние механических свойств флюсов на бесконтактное зажигание дуги.
4.4. Исследование влияние основных параметров сварочного процесса на бесконтактное зажигание дуги.
4.4.1. Скорости подачи электрода.

4.4.2. Диаметра электрода.
4.4.3. Напряжения холостого хода сварочного источника питания.
4.5. Нарастание глубины проплавления при зажигании дуги.
4.6. Выводы.
5. Практическая реализация основных положений работы.
5.1. Универсальный источник питания для механизированной сварки.
5.2. Устройства управления различными источниками питания для реализации способа бесконтактного зажигания дуги.
5.3. Разработка универсальной схемы управления тиристорным сварочным выпрямителем.
5.4. Разработка схемы универсального подающего механизма сварочного полуавтомата.
5.5. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕДАЦИИ.
ЛИТЕРАТУРА.

253 256

где ие - работа выхода электрона;
Ьшт - наименьшая высота микровывступа;
Е - напряженность поля между электродами.
В литературе обнаружено очень мало работ, посвященных пробою малых межэлектродных промежутков (порядка нескольких микрон). В работе [127] рассмотрены закономерности электрического пробоя и возникновения разряда в малых газовых промежутках. Экспериментально исследовался пробой в воздухе промежутков 0,0007 - 0,1 см через каждые 0,0001 см для стальных электродов. Высота неровностей у поверхности электродов, образующих промежуток, не превышала 0,8*10 ~4 см.
В настоящее время существуют три теории электрического пробоя в газах [128, 129].
Существующие теории пробоя, базирующиеся на теории Таунсенда, не описывают удовлетворительно пробой малых межэлектродных промежутков. В работе [130] проводились экспериментальные исследования сближением электродов при постоянном напряжении и изменением напряжения при постоянном расстоянии между электродами. Сравнение результатов показало совпадение пробойных напряжений при одинаковых расстояниях. Результаты измерений представлены на графике (рис. 1.9).
Анализ этого графика позволяет сделать следующие выводы:
- зависимость Е=/(Ь) имеет максимум, соответствующий Е=90 кВ/см и Ь = 0,01 см;
- с уменьшением межэлектродного расстояния Ь пробивная напряженность поля падает, уменьшаясь до 50 кВ/см при Ь = 10'3 см;
- при межэлектродном расстоянии меньшем 0,1 мм, т.е. рб < 1 мм рт.ст.см наблюдается расхождение кривых - экспериментальной и расчетной по теории Таунсенда.
По мнению авторов [132], для объяснения этого расхождения в теории искрового разряда следует учесть квантомеханические явления Шотки и туннельный эффект [131].