Автореферат (1026093)
Текст из файла
На правах рукописиИванова Ирина ВладимировнаРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИИОБОРУДОВАНИЯДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗАВ УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЕТРАСпециальность 05.02.10 – Сварка, родственные процессы и технологииАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2017Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Санкт-Петербургский политехническийуниверситет Петра Великого»Научный руководитель:доктор технических наук, доцентПАРШИН Сергей ГеоргиевичОфициальные оппоненты:Доктор технических наукДОРОНИН Юрий ВикторовичООО «АЦГХ»,Начальник лаборатории сваркиКандидат технических наукРЫБАЧУК Александр МихайловичМГТУ имени.
Н.Э. Баумана,кафедра технологий сварки и диагностики,доцентВедущая организация:РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина,(Москва)Защита состоится «22» июня 2017 г. в 14:30 часов на заседании диссертационногосовета Д 212.141.01 при Московском государственном техническом университетеим. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д.
5, стр. 1.Телефон для справок: +7 (499) 267-09-63.Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатьюорганизации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационногосовета по указанному адресу.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ имени. Н.Э. Баумана ина сайте http://www.bmstu.ru.Автореферат разослан «____» _____________ 2017 г.УЧЁНЫЙ СЕКРЕТАРЬдиссертационного советад.т.н., доцентКоновалов А.В.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы. В судостроении, судоремонте, при строительствезданий и сооружений, монтаже нефтегазопроводов значительный объемсварочных работ выполняется на открытых монтажных площадках.
Ветерзатрудняет применение прогрессивных способов механизированной иавтоматической сварки в защитном газе из-за нарушения газовой защитысварочной ванны, и образования дефектов в сварных соединениях, в результатечего снижается качество сварных соединений.По оценке экспертов Национального агентства контроля сварки (НАКС)при строительстве ответственных конструкций, трудно обеспечить надежнуюзащиту зоны сварки от ветра. Например, при монтаже крыши стадиона«Зенит-Арена» в Санкт-Петербурге, необходимо выполнить сварку большогоколичества коротких швов в различных пространственных положениях, чтозатрудняет установку ветрозащитных сооружений.Следовательно, для решения задачи по повышению эффективностигазовой защиты необходимо разработать технологию и оборудование, которыепозволяют обеспечить высокое качество сварных соединений.Степень разработанности темы работыРазработка технологий сварки на ветру началась в конце 60-х годовпрошлого столетия в России, США, Японии, Германии.
Однако внедрениеразработок ограничивалось уровнем развития приборостроения. Влияниеусловий на технологический процесс дуговой сварки в среде защитных газовизложено в трудах ученых Г.А. Николаева, В.Л. Руссо, Н.И. Акатнова, В.В.Ардентова, Г.А. Федоренко, Д.Л. Поправка и др.Исследования Д.К. Безбаха по дуговой сварке на ветру при постояннойскорости ветра показали, что сварочное оборудование нуждается в серьезнойдоработке. В трудах К.К.
Хренова, Г.А. Николаева, Н.Н. Рыкалина, А.И.Акулова, Г.Г. Чернышова, Н.М. Новожилова отмечается важность защиты зонысварки для повышения качества и надежности сварных конструкций. Такжеотмечается, что эффективность защиты зависит от характера истечения газовойструи из сопла горелки. К концу XX века определился единый подход приисследовании процесса струйной газовой защиты на основе применения теориитурбулентных струй. Однако, не были установлены граничные условия дляпараметров режима сварки на ветру, а также предельные скорости ветра, прикоторых обеспечивается эффективная газовая защита. Кроме того, неучитывался тот факт, что в реальных условиях скорость ветра имеет резкиеусиления, что обуславливает проведение исследований в условиях влиянияветра с переменной скоростью.Цель работы: повышение эффективности газовой защиты и качествасварных соединений при дуговой сварке в условиях воздействия ветра путемразработки специализированного оборудования и технологии.Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:1.
Выполнить анализ дефектов и способов улучшения газовой защитыпри дуговой сварке в условиях ветра.32. Исследовать закономерности истечения защитных газовых струй ихарактеристики эффективности газовой защиты при сварке в условиях ветра.3. Разработать специализированное оборудование и технологию для сваркив условиях ветра.4. Исследовать технологические особенности сварочной дуги и свойствасварных соединений, полученных при сварке на ветру.Научная новизна работы:1. На основе моделирования в среде ANSYS обнаружена иэкспериментально подтверждена возможность управления эффективностьюгазовой защиты в условиях ветра за счет стабилизации и увеличения размеровядра защитной газовой струи при высоких скоростях истечения изконфузорного сопла сварочной горелки, внутренняя поверхность которой имеетдвухасимптотную параболическую форму.2.
Установлены расчетно-экспериментальные зависимости междуразмерами ядра защитной газовой струи, расходом защитного газа, скоростьюветра, режимами сварки и расстоянием до свариваемой поверхности,обеспечивающие эффективную газовую защиту в условиях ветра.3.Расчетно-экспериментальнымметодомобнаруженмеханизмуменьшения неоднородности поля скоростей, вращения и турбулентностизащитного газового потока на выходе из сопла сварочной горелки при высокихскоростях истечения защитной газовой струи при воздействии ветра за счетизменения траектории движения и уменьшения энергии защитной струи вконфузорном сопле газовой горелки с устанавливаемым пакетом сеток.Практическая ценность результатов:1. Разработан универсальный стенд с многорежимной аэродинамическойтрубой и автоматическая система управления режимами стенда длямоделирования процесса дуговой сварки в условиях воздействия ветра срезкими усилениями.2.
Разработана и внедрена в производство конструкция сварочной горелкис конфузорным соплом, внутренняя поверхность которого имеетдвухасимптотную параболическую форму, с устанавливаемым перед входнымотверстием сопла пакетом сеток.3. Разработана и запатентована система автоматического управлениярежимами дуговой сварки в условиях ветра, позволяющая увеличитьэффективность газовой защиты за счет регулирования расхода защитного газа взависимости от скорости ветра, частоты его усилений, расстояния от сопла доизделия и силы сварочного тока.4.
Установлены оптимальные параметры режимов дуговой сварки в средезащитных газов с применением сварочной горелки с конфузорным соплом,которые обеспечили высокую стабильность горения дуги, эффективнуюгазовую защиту при различных скоростях и частоте усиления ветра.5.Установлено, что применение новой сварочной горелки сконфузорным соплом в условиях ветра позволило уменьшить отклонениясварочного тока и напряжения, улучшить механические свойства и химическийсостав сварных швов из стали повышенной прочности.4Методы исследованийДлядостиженияпоставленнойцелииспользовалирасчетноэкспериментальные методы исследований, а также методы математическогомоделирования в программе ANSYS. Эксперименты проводили на установке,состоящей из многорежимной аэродинамической трубы, автоматическойсистемы управления, механизма перемещения горелки и источника питанияЛЭТ-350.
Изучение размеров зоны газовой защиты проводили методом пробына пятно, при определении диаметра и конфигурации пятна без цветовпобежалости. Математическое моделирование выполняли на ЭВМ сиспользованием пакетов ANSYS Fluent, ADClab.Видеосъемку сварочной дуги выполняли в прямом свете через зеркальныйсветофильтр с помощью высокоскоростной видеокамеры CITIUS IMAGINGС10 с частотой 2 кГц. Осциллографирование сварочных токов и напряженийпроизводили с частотой 10 кГц с помощью цифрового регистратора сигналов SRecorder 2-Opto.
Скорость ветра и газов измеряли с помощью цифровоготермоанемометра Dwyer Series 471. Регистрацию полей концентрации газовосуществляли на газоанализаторе ГХП-3М.Исследования свойств сварных соединений проводили в испытательнойлаборатории ООО «Учебный Научно-Технический Центр «Сварка» (СанктПетербург) и в лаборатории металлургической экспертизы ФГАОУ ВО«СПбПУ». Испытания на ударный изгиб проводили по ГОСТ 9454-78, ГОСТ6996-66 на копре РН450. Испытания на статическое растяжение проводили поГОСТ 1497-84, ГОСТ 6996-66 на испытательной машине Super «L» 60,измерение твердости проводили по ГОСТ 2999-75 на твердомере «DuraScan20». Химический анализ швов проводили по ГОСТ 18895-97 на оптикоэмиссионном спектрометре «Q4 TASMAN».
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
