Комплексна оцінка стабільності дугового розряду при ручному дуговому та автоматичному зварюванні під флюсом
| dc.contributor.author | Коваленко, Владислав Леонідович | |
| dc.contributor.degreedepartment | зварювального виробництва | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | зварювальний | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2013-07-18T09:22:03Z | |
| dc.date.available | 2013-07-18T09:22:03Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for candidate of technical sciences degree in speciality 05.03.06 – Welding and related processes and technologies. – National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, – 2013. Dissertation is dedicated to the examination of features of existence of arc discharge during welding and to the creation of a new integrated quantitative criterion for its stability on the basis of electronic oscillography of physical and technological characteristics of the process. The paper describes the methodological principles of analysis of electronic oscillograms on which new areas were identified that correspond to changes and variations in the characteristics of the plasma arc processes of ignition and extinction of the arc. An automated measuring system was developed for electronic oscillography of the arc, also, provided an installation which eliminates subjective factor during the experiments with welding consumables, and commuted software designed. The study of arc discharge at different electrode materials, gas-slag compositions and methods of welding was committed. Provided detailed description of emergence and existence of the arc discharge and the dynamics of its development. Developed a new comprehensive criterion of arc existence stability, which combines energy and spatial components, and on its basis written the mathematical expressions for calculating the minimum possible welding current to guarantee the existence of a stable arc. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06 – Сварка и родственные процессы и технологии. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», МОН Украины, Киев – 2013 г. Диссертация посвящена изучению особенностей существования дугового разряда при сварке и созданию нового комплексного количественного критерия оценки его стабильности на основе электронного осциллографирования физических и технологических свойств процесса. В результате анализа существующих литературных данных про особенности существования дугового сварочного разряда установлено, что большое количество их относится к условиям, которые не характерны для процессов электродуговой сварки. Как следствие, существуют существенные противоречия во взглядах на механизм возникновения дугового разряда, его существование, критериях оценки его стабильности и на воздействие компонентов сварочных материалов на эти параметры. Показано, что оценка характеристик дугового разряда при сварке по отдельным показателям: разрывная длина дуги (К.К. Хренов), пики зажигания 23 (Е.О.Патон), скорость изменения параметров тока и напряжения при использовании фазовых диаграмм дуги переменного тока (Г. И. Лесков, А. Троицкий и др..), не позволяет связать технологические параметры дуги, то есть ее эластичность с физическими особенностями дугового разряда, которые определяют процессы ее возникновения и существования. Связано это с тем, что основными недостатками всех этих существующих критериев является то, что ни один из них не оценивает дуговой разряд в процессе его горения, а только на этапе его возникновения, или в крайнем случае, еще и на этапе его исчезновения. Также снижает адекватность критериев, что в качестве первичных материалов исследователями использовались полученные с помощью электронных и шлейфным осциллографов осциллограммы, которые физически не могли обеспечить достаточную точность на необходимом для исследования уровне, тем более на них отсутствует общая нулевая линия (ось) между током и напряжением. В работе показано, что наиболее приемлемой методикой для изучения дугового разряда является фиксация действующих значений энергетических параметров дугового разряда с помощью осциллографирования тока и напряжения с последующей их обработкой по специальным методикам. Разработана новая методика компьютерного осциллографирования энергетических параметров сварочного дугового разряда и специальный измерительный комплекс для фиксации и последующей обработки полученных данных. Создано специальное программное обеспечение математической обработки цифровых осциллограмм. В процессе исследования определены новые участки осциллограмм, которые характеризуют плазму дугового разряда. Обнаружено существования емкостного сдвига фаз между током и напряжением, который не связан с характеристиками источника питания и может составлять 0,2 ... 0,7 мс. Показано, что на этот процесс основное влияние оказывает состав плазмообразующего газа от испарения материалов катода и анода. Впервые при расшифровке осциллограмм дугового разряда переменного тока выделены следующие участки: участок аккумулирования (накопления) энергии (0,5 ...1мс), участок пробоя дугового промежутка (0,031...0,14мс), участок существования дугового разряда (8,735...9,45мс), участок резкого падения напряженности (0,02...0,125мс), участок опережающего по току сдвига фаз (0,2...0,7мс), на основе которых можно объяснить физику преддуговых процессов, динамику развития разряда, существование плазмы и ее распада. Показано, что при оценке стабильности существования дуги кроме физических свойств плазмы необходимо учитывать и ее эластичность (технологический фактор). Разработана установка для проведения испытаний штучных электродов с возможностью имитации действий сварщика, которая позволяет исключить субъективный человеческий фактор из процесса исследования. Создан комплексный критерий оценки стабильности дугового разряда (Кст), который базируется на сочетании технологических свойств сварочной дуги и энергетических параметров дугового разряда и представляет собой соотношение статистических показателей эластичности (Lд) и коэффициентов, характеризующих скорость роста электрической проводимости межэлектродного промежутка перед образованием дугового разряда (Вз) и в процессе сварки (Вс). Повышению 24 стабильности сварочной дуги соответствует уменьшение величины Кст. Если соотношение (ВЗ / Вс)<1, то условия существования дугового разряда лучше, чем при его зажигании. Если (ВЗ / Вс)>1, то дуга хорошо поджигается, но плохо горит. Подтверждено физическое обоснование коэффициентов Вз, Вс и Кст. Показано, что Кст целесообразно использовать для определения возможных границ режимов сварки при использовании различных газо-шлаковых систем защиты реакционной зоны. Установлено, что такая оценка позволяет значительно расширить эту область в сторону минимально возможного режима сварки при котором гарантируется стабильный процесс. Разработаны уравнения для расчета минимально допустимого сварочного тока на основе значения комплексного коэффициента стабильности существования дугового разряда при сварке штучными электродами и под флюсом. Созданы номограммы для различных диаметров проволоки. На базе предприятия "Опытный завод сварочных материалов ГП ИЭС им.Е.О. Патона НАН Украины "проведено опытно-промышленное испытание. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.06.06 – Зварювання та споріднені процеси і технології. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Міністерство освіти і науки України, Київ – 2013 р. Дисертація присвячена вивченню особливостей існування дугового розряду при зварюванні та створенню нового комплексного кількісного критерію оцінки його стабільності на основі електронного осцилографування фізичних та технологічних властивостей процесу. У роботі описані методичні засади аналізу електронних осцилограм, на основі якого виявлені нові ділянки, що відповідають змінам у характеристиках плазми дуги, процесам підпалювання та згасання дуги. Розроблений автоматизований вимірювальний комплекс для електронного осцилографування дугового розряду, представлена установка, яка дозволяє виключити суб’єктивний фактор при випробуванні зварювальних матеріалів, та відповідне програмне забезпечення. Проведене дослідження дугового розряду при різних матеріалах електродів, газо- шлакових композиціях та способах зварювання. Детально описані стадії виникнення, існування дугового розряду та динаміка його розвитку. Розроблений новий комплексний критерій оцінки стабільності існування дугового розряду, який поєднує в собі енергетичну та просторову складові, і на його основі розроблені математичні залежності для розрахунку мінімально можливого струму зварювання для гарантованого стабільного існування дугового розряду. | uk |
| dc.format.page | 28 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/3264 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.791 | uk |
| dc.title | Комплексна оцінка стабільності дугового розряду при ручному дуговому та автоматичному зварюванні під флюсом | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.03.06 – зварювання та споріднені процеси і технології | uk |