Исследование критериев устойчивости дугового разряда на предельном режиме сварки покрытыми электродами

В данной работе показаны результаты экспериментов по исследованию влияния вспомогательного напряжения частотой f_имп=40000Гц на устойчивость дугового разряда постоянного тока при предельном режиме сварочного процесса штучными, покрытыми электродами. Этот эффективный способ соединения прокатных и сборных элементов металлических конструкций нашел повсеместное использование при их монтаже, изготовлении, ремонте в строительстве разнообразных объектов: промышленного и гражданского назначения, сооружений тепловой и атомной энергетики ответственного назначения. В этой связи, повышение качества и технологических, прочностных параметров сварных швов, производительности процесса изготовления металлических конструкций, в большой степени связано с режимами сварки и увеличением устойчивости дугового разряда как важного элемента системы: «источник питания–дуга–сварочная ванна–изделие». Улучшение производительности рассматриваемого процесса сварки, особенно актуально в монтажных условиях в связке с его устойчивостью и является важной, стоящей на повестке дня задачей. При выполнении исследования были приняты во внимание следующие критерии и их значения относительно устойчивости сварочной дуги, такие как: l_разр–разрывная длина в миллиметрах, коэффициенты вариации: KV(I_св.осц)–сварочного тока, KV(U_д.осц)–напряжения, q_t–постоянная времени, а так же получены их численные значения. Численные значения указанных выше критериев были получены на основе анализа графиков (осциллограмм) зависимости электрического тока (I_св.осц, А) и напряжения (U_д.осц, В) дуги от времени длительности процесса (t_проц, сек). Полученные результаты проведенного анализа, свидетельствуют о повышении устойчивости, понижении инерции отклонения сопротивления (проводимости) сварочной дуги, при наложении вспомогательного напряжения частотой f_имп=40000Гц на предельном режиме сварки покрытыми электродами.

1. Чернышев Г.Г., Ковтун В.Л. Возможности повышения производительности при дуговой сварке. Труды МВТУ. 1985;(434):31-41.

2. Хромченко Ф.А. Надежность сварных соединений труб котлов и паропроводов. Москва: Энергоиздат; 1982. 120 с.

3. Чернов А.В., Полетаев Ю.В., Кавришвили З.О., Бурдаков С.М. Повышение устойчивости горения дуги при сварке покрытыми электродами. Сварочное производство. 2000;(2):7–9.

4. Бурдаков С.М., Орехов М.И. Анализ способов повышения и критериев оценки устойчивости сварочного дугового разряда. Инженерный вестник Дона. 2016;(2). URL: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2016/3594 (дата обращения: 04.03.2023).

5. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга. Москва: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы; 1949. 203 с.

6. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. Москва: Машиностроение; 1970. 335 с.

7. Букаров В.А., Ермаков С.С., Дорина Т.А. Оценка стабильности дуговой сварки по осциллограммам процесса с использованием статистических методов. Сварочное производство. 1990;(12):30-32.

8. Самервил Дж.М. Электрическая дуга. Москва: Государственное энергетическое издательство; 1962. 119 с.

9. Бурдаков С.М., Чернов А.В., Цуверкалова О.Ф., Зокиров К.Д. Управление газодинамическими характеристиками дугового разряда с помощью квазигармонической компоненты питания. Безопасность ядерной энергетики: тезисы докладов ХVI Международной научно-практической конференции,

10. -13 ноября 2020 г. Волгодонск: ВИТИ НИЯУ МИФИ; 2020. С. 63–66. ISBN 978-5-72622472-5. URL: https://nps.viti-mephi.ru/ru/arhiv-konferencii (дата обращения: 04.03.2023).

11. Бурдаков С.М. Экспериментальные исследования устойчивости горения сварочной дуги с использованием информационно-измерительной и управляющей системы. Сборник докладов 5-й Международной научной-практической конференции «Качество науки – качество жизни», Тамбов, 26-27 февраля 2009 г. Тамбов: Центр Конференций ТГТУ; 2009. С. 54.

12. Бурдаков С.М., Чернов А.В., Полетаев Ю.В., Полежаев С.В. Физическая модель электрического дугового разряда с наложением высокочастотного напряжения. Сварочное производство. 2001;(11):13–16.

13. Уваров А.Ф. Транзисторный инверторный источник питания для импульсной дуговой сварки. Сварочное производство. 1988;(10):25–26.

14. Бурдаков С.М., Дамаскина М.Б., Желецкий Д.И. Исследование структуры металла сварных соединений при импульсном воздействии на дуговой разряд. Глобальная ядерная безопасность. 2021;(1):38–43.