Введение к работе
Актуальность темы.
В металлоконструкциях из алюминия и его сплавов, которые нашли и находят широкое применение в самых различных отраслях народного хозяйства, со временем в процессе эксплуатации возникают различного рода дефекты, устраняемые на основе использования ремонтной технологии.
Анализ дефектов, возникающих в деталях и узлах из сплавов алюминия, применяемых в оборудовании пищевой и химической промышленности, в автомобилях и в других транспортных средствах, показывает, что во многих случаях при устранении дефектов основными технологическими операциями являются сварка, наплавка, подогрев и резка. Для выполнения этих операций ремонтные подразделения имеют, как правило, несколько различных единиц основного и вспомогательного оборудования. Каждая единица оборудования, имея малый коэффициент загрузки, требуя определенную производственную площадь и трудозатраты на обеспечение работоспособного состояния оборудования, увеличивает общие затраты на выполнение ремонтных работ. То же самое можно сказать и о производстве монтажных работ при выполнении неразъемных соединений.
Уменьшение капитальных затрат на приобретаемое оборудование, уменьшение затрат на его эксплуатацию без ущерба номенклатуры, качества и объема выполняемых операций - задача актуальная в любой экономической ситуации.
Одним из путей решения такой задачи применительно к ремонтно -
восстановительным и монтажным работам, использующим в качестве
рабочего «инструмента» сварочную дугу, является возможность объединения
в одной технологической установке функций различных единиц
оборудования. Эта возможность и обуславливает актуальность темы диссертационной работы.
Наибольшими технологическими возможностями для совмещения функций, является источник питания, предназначенный для сварки трехфазной дугой, обеспечивающий более концентрированное тепловложение. Использование одной установки для обработки алюминиевых сплавов свободной и сжатой трехфазной дугой затруднено из-за нарушения равенства гоков в зависимых дугах при сжатой трехфазной дуге, что приводит к лшжению устойчивости горения дуги, а следовательно, к снижению качества. Цель работы. Снижение эксплуатационных затрат при обработке злюминиевых сплавов трехфазной дугой в условиях ремонта и монтажа путем іспользования одной установки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.
-
Исследовать условия устойчивости системы «источник - дуга» при сварке алюминиевых сплавов свободной и сжатой трехфазной дугой от одной установки.
-
Исследовать влияние параметров конструкции сварочного трансформатора на его характеристики при выполнении нескольких функций.
-
Разработать многофункциональную установку и технологические рекомендации по обработке алюминиевых сплавов свободной и сжатой трехфазной дугой с использованием этой установки.
Методы исследований.
В работе использованы известные методы оценки устойчивости системы «источник-дуга» по статическим вольтамперным характеристикам дуги и внешним характеристикам источника питания. Для определения стабильности горения трехфазной свободной и сжатой дуги проведены осциллографичекие исследования динамических характеристик дуг с помощью шлейфовых и лучевых осциллографов, при этом использовалась оригинальная графоаналитическая методика количественной оценки фазных токов в факеле трехфазной дуги. Расчет и выбор оптимальной конструкции сварочного трансформатора проводился с использованием аналитических методов отыскания компромисных решений при нескольких показателях эффективности с применением вычислительной техники.
Для сравнительной оценки качества сварных швов проводились металлографические исследования и механические испытания на статическое растяжение по известным методикам. Научная новизна.
-
Выявлены технические возможности и определены условия совмещения нескольких технологических функций в одной установке.
-
Установлено влияние размеров и формы катушек трансформатора на величину индуктивного сопротивления и характер внешней вольтамперной характеристики сварочного трансформатора.
-
Определена необходимая величина индуктивного сопротивления трехфазного трансформатора для выравнивания токов в электродах при несимметричной схеме питания.
-
Установлены условия устойчивого горения трехфазной сжатой дуги при устранении перекоса токов в электродах за счет создания трансформатора с асимметричным индуктивным сопротивлением в цепях электродов.
Практическая ценность.
Многофункциональная установка снижает себестоимость ремонтных работ за счет сокращения количества применяемого сварочного оборудования.
Определен способ регулирования сварочного тока и формирования вольтамперной характеристики трансформатора за счет изменения геометрических размеров обмоток.
Разработанная конструкция многофункциональной установки прошла стендовые испытания и подготовлена к серийному выпуску. Основные положения, выносимые на защиту.
-
Требования к многофункциональной установке предназначенной для обработки алюминиевых сплавов в условиях ремонта и монтажа.
-
Конструкция многофункциональной установки, обеспечивающая равенство токов в зависимых дугах для свободной и сжатой трехфазной дуги при сварке, резке, наплавке.
-
Влияние формы катушек трансформатора на величину индуктивного сопротивления.
Апробация работы.
Основные положения работы доложены и обсуждены на следующих конференциях.
III Всесоюзная конференция по сварке цветных металлов, г. Тольятти,
1986г.
Всесоюзная научно-техническая конференция «Состояние и перспективы развития электротехнологии», г.Иваново, 1987г.
Всесоюзная конференция «Проблемы создания ресурсосберегающих технологий сварочного производства для предприятий Дальнего Востока и Сибири», г. Комсомольске - на - Амуре, 1988г.
IV Всесоюзная конференция по сварке цветных металлов, г. Мариуполь,
1990г.
Источник питания экспонировался на Международной выставке в г. Киеве 1985 г, на ВДНХ в г. Москве 1986г, на Всесоюзной выставке в г. Тольятти 1986г. Публикации.
По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 7 авторских свидетельств и патентов России. Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 175 страниц, в том числе 70 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 60 наименований. В приложении представлены акты внедрения.