автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Повышение эффективности ручной дуговой сварки модулированным током электродами с покрытием за счет автоматической адаптации параметров режима к технологическому процессу

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ МОДУЛИРОВАННЫМ ТОКОМ ЭЛЕКТРОДАМИ С ПОКРЫТИЕМ ЗА СЧЕТ АВТОМАТИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОЦЕССУ

Специальность 05.03.06 «Технологии и машины сварочного производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2006

Работа выполнена в AHO «Кузбасский центр сварки»

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент КНЯЗЬКОВ Анатолий Федорович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор МАРКОВ Василий Алексеевич; кандидат технических наук, профессор ВОЛЬФЕРЦ Геннадий Анатольевич

Ведущее предприятие - ООО «Юргинский машиностроительный завод», г. Юрга Кемеровской обл.

Защита состоится 14 декабря 2006 г. в 13.00 на заседании диссертационного совета Д 212.004.01 при Алтайском государственном техническом университете им. И. И. Ползунова (АлтГТУ) по адресу: 656038, Россия, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова

Автореферат разослан 2006 г.

Ваш отзыв на автореферат (в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью) просим направлять в адрес Университета на имя ученого секретаря совета.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Ю. О. ШЕВЦОВ

Актуальность темы. Надёжность сварных соединений металлоконструкций технических устройств в электроэнергетической, нефтегазодобывающей, горнодобывающей, химической, машиностроительной и других отраслях народного хозяйства существенно влияет на безопасность и экономическую эффективность производства.

При сварке металлоконструкций, трудно поддающихся методам рациональной механизации, автоматизации и роботизации, ручная дуговая сварка электродами с покрытием является одним из ведущих технологических процессов. Объясняется это гибкостью, простотой, универсальностью и меньшими затратами на вспомогательные операции и оборудование. По этим причинам ручная дуговая сварка покрытыми электродами при ремонте, монтаже и реконструкции техническихустройств не имеет альтернативы.

Для обеспечения качества швов сварных соединений в положениях, отличных от нижнего, сварщику необходимо в процессе сварки решать две трудносовместимые проблемы.

Первая - выполняя сварку во всех пространственных положениях шва, обеспечивать его качественное формирование без чрезмерной деформации сварочной ванны.

Вторая - плавление электрода на режимах, обеспечивающих устойчивость сварочной дуги, без чрезмерного разбрызгивания, образования козырька (несимметричной втулочки), отваливания участков покрытия, отсутствие внутренних дефектов в виде пор, свищей, шлаковых включений и др., т. е. обеспечение максимально возможных сварочно-технологических свойств электрода.

При этом химический состав, механические и специальные свойства сварных соединений должны быть в пределах, установленных нормативной документацией.

С целью обеспечения качественного формирования шва сварщик управляет тепловой мощностью дуги путём механического перемещения электрода относительно его главной оси, изменяя скорость перемещения, угол наклона электрода и т. д., а также периодически прерывая процесс как при сварке корня шва, так и при выполнении заполняющих слоев. Воздействуя таким образом на тепловую мощность дуги, он регулирует её проплавляющую способность и жидкотекучесть, иначе - вручную осуществляет модуляцию теплового потока. В результате прерывания дуги в шве зачастую образуются дефекты в виде свищей, пор, сеток пор, шлаковых включений и нарушения формы шва. Решение вышеуказанных задач связывается с возможностями повышения эффективности ручной дуговой сварки методами модулирования тока. По сравнению со сваркой стационарной дугой сварка модулированным током имеет ряд основных преимуществ: улучшение формирования шва во всех пространственных положениях, повышение механических свойств сварных соедине-

з

ний, улучшение дегазации сварочной ванны, снижение сварочных деформаций и др.

Несмотря на перечисленные достоинства, РД сварка модулированным током в условиях монтажа, ремонта и реконструкции практически не применяется. Это связано с тем, что существующие способы сварки модулированным током работают по жестким программам, не учитывающим теплофизическую обстановку в зоне сварки и физиологические возможности сварщика. Иначе такие методы можно обобщить концепцией «машина - технология», где сварщику отводится роль механизма, перемещающего электрод. Он не может ни замедлить, ни ускорить процесс сварки. Недостатки существующих способов можно устранить, предоставив сварщику возможность управления тепловой мощностью дуги в зависимости от обстановки в зоне сварки. Иначе такую концепцию можно представить «машина - человек - технология».

Цель работы: разработка методов импульсной модуляции сварочного тока и технических средств их реализации при РД сварке покрытыми электродами, обеспечивающих повышение качества сварных соединений в рамках концепции «машина - человек - технология».

Для достижения указанной цели в настоящей работе были поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ существующих решений и определить направление исследований.

2. Разработать модель переноса электродного металла при РД сварке модулированным током электродами с основным покрытием.

3. Разработать алгоритмы управления процессом РД сварки, модулированным током в соответствии с концепцией «человек - машина - технология».

4. Разработать технические средства модуляции второго поколения.

5. Исследовать сварочно-технологические свойства электродов с покрытием при импульсной модуляции.

6. Разработать методику определения параметров импульсов для данных электродов при модуляции сварочного тока с активным управлением тепловой мощностью дуги.

Научная новизна проведенного диссертационного исследования заключается в том, что:

1. Установлено, что область номинальных токов, в которой наилучшим образом реализуются сварочно-технологические свойства электродов с основным покрытием и Кп - 60-65 %, превышает величины, предлагаемые в нормативных документах, на 50-100 %.

2. Разработан метод сварки с раздельным регулированием режимов для электрода и сварочной ванны.

3. Разработана методика определения номинального тока сварки для данных электродов с основным покрытием, при котором обеспечивается сварка без коротких замыканий дугового промежутка каплей электродного металла.

4. Разработана методика, которая позволяет значительно повысить физическую устойчивость горения дуги, технологическую устойчивость процесса

и стойкость металла шва к порообразованию во всех пространственных положениях шва.

5. Разработаны, запатентованы и внедрены в производство методы активного управления тепловой мощностью дуги, реализующие концепцию «машина - человек - технология».

6. Установлено, что в наплавленном модулированным током металле содержание углерода, кремния, марганца и ванадия выше, чем при сварке в стационарном режиме при одинаковых значениях среднего тока и тока стационарной дуги. ,

7. Разработан метод устранения влияния пульсаций светового потока при модуляции сварочного тока на функцию зрения сварщика.

Методы исследований. Обработка и анализ электрических сигналов, записанных в процессе сварки, с использованием программного обеспечения «ТЭЛМА регистратор» «ЭТАИЗИКА». Механические испытания, количественный химический анализ, металлографические исследования.

Достоверность результатов проведенных исследований и выводов подтверждается сходимостью результатов теоретических исследований, выводов и практических результатов. Использованием современных аттестованных методик и средств измерения.

Объект исследования - процессы сварки модулированным током.

Предмет исследования - швы сварных соединений, выполняемые во всех пространственных положениях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

1. Разработан, запатентован и внедрен в производство способ сварки, позволяющий повысить качество сварных соединений при сварке во всех пространственных положениях шва.

2. Разработан и внедрен в производство процесс РД сварки модулированным током с активным управлением тепловой мощностью сварочной дуги электродами с покрытием.

3. Даны рекомендации по выбору оптимальных режимов сварки модулированным током электродами с покрытием с активным управлением мощностью дуги и технике сварки.

4. Предложен способ сварки, позволяющий в полной мере реализовать индивидуальные функциональные возможности сварщика, т. е. варить в таком темпе, при котором данный сварщик способен обеспечить требуемое качество.

5. Повышена комфортность выполнения сварки неповоротных швов.

6. Разработано, изготовлено и внедрено в производство техническое устройство, реализующее процесс сварки с активным управлением тепловой мощностью дуги, реализующее концепцию «машина - человек - технология».

Реализация результатов работы. Изготовленный с использованием данных, полученных в результате теоретических и экспериментальных исследований, модулятор сварочного тока применялся при сварке труб поверхностей

нагрева котлоагрегатов Томусинской ГРЭС и ремонте барабана котла высокого давления Пк-10 станционный № 2 Южно-Кузбасской ГРЭС в период капитального ремонта в июле 2003 г. Акты внедрения результатов работы имеются в приложении к диссертации. Неразрушающий ультразвуковой контроль и гидравлические испытания (1,25 рабочего давления) элементов котлоагрегатов, сваренных с использованием модулятора, показали отсутствие дефектов и высокую работоспособность сварных соединений.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Модель переноса электродного металла при РД сварке модулированным током.

2. Методы регулирования величины среднего тока в процессе сварки.

3. Методики определения номинальных параметров, режимов процесса сварки электродами с покрытием, независимо от пространственного положения шва.

4. Зависимости сварочно-технологических свойств электродов, стойкости к образованию пор и внутренних дефектов при относительном удлинении дуги от величины тока сварки при сварке стационарной и импульсной дугой.

5. Метод устранения влияния пульсаций светового потока при модуляции сварочного тока на функцию зрения сварщика.

6. Результаты экспериментальных исследований зависимости химического состава углеродистых и теплоустойчивых сталей от величины тока стационарной дуги и среднего тока при импульсном питании дуги.

7. Метод повышения физической устойчивости дуги и технологического процесса сварки в период основной паузы.

Апробация работы. Результаты данной работы были представлены на международной научно-технической конференции «Сварка, контроль, реновация» в октябре 2003 г. в Уфе; 9-й международной научной конференции «Современные техника и технологии» в апреле 2003 г. в Томске; Всероссийской научно-практической конференции «Сварка и металлургия» в октябре 2003 г. в Новокузнецке (СибГИУ); научно-производственном форуме «Экологические проблемы и техногенная безопасность строительства, эксплуатации и реконструкции нефтегазопроводов, новые технологии и материалы» в марте 2005 г. в Томске; международной научно-практической конференции «Сварка, контроль, реновация» в октябре 2006 г. в Уфе.

Публикации. Материалы исследований опубликованы в одиннадцати работах. По результатам работы получено два патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа выполнена на 156 страницах, содержит 81 рисунок, 19 таблиц, 7 страниц приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы качества и производительности РД сварки, приведены цели и задачи исследований. Кратко представлены методы исследований и оборудование, обеспечивающее достоверность исследований, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе «Анализ современного состояния разработки методов и технических средств реализации ручной дуговой сварки модулированным током» проведен анализ причин низкой производительности и качества РД сварки в условиях монтажа, ремонта и реконструкции технических устройств. На основе работ В. В. Баженова, И. Н. Ворновицкого, Н. Г. Дюргерова, Д. А. Дудко, В. С. Сидорука, Р. И. Дедюха, И. И. Зарубы, А. Ф. Князькова, "А. Г. Мазеля и других исследованы недостатки технологических процессов РД сварки током стационарной дуги и модулированным током. Изучены основные направления и результаты исследований, выполненных с целью решения указанных проблем, такие как активное воздействие на энергетические процессы в дуге и подбор специальных обратных связей в системе «источник тока - сварочная цепь - дуга».

Одним из путей решения указанных проблем было применение электродов малого диаметра для сварки во всех пространственных положениях швов. Это не решило проблему в связи со снижением производительности и низким качеством швов. Низкое качество при сварке электродами малого диаметра связано с тем, что при уменьшении диаметра электрода менее 3 мм снижаются защитные свойства покрытий. Зависимости газонасыщения металла швов от диаметра электрода и коэффициента массы покрытия (Кп) показаны на рис. 1.

0,07 0.06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

□ н2 0,02

1 102 0,01

шм2 0,00

I 1 Н2 Г~1 о2

Ш1Чг

2,5

а)

2,5

б)

Рис. 1. Содержание газов в металле швов: а) выполненных электродами УОНИ13/55 различных диаметров сКп = 40 %; 6) выполненных электродами марки ЦУ-5 сКп = 65 %, диаметром 2,5 мм в нижнем (Н)и потолочном (П) положениях швов

Преодоление этой проблемы связывали с разработкой электродов с увеличенным Кп до 60-65 % вместо обычных 40-45 %. Однако увеличением Кп проблему решить не удалось вследствие необходимости одновременного повышения тока сварки и соответственно увеличения массы сварочной ванны, что усложнило сварку в положениях шва, отличных от нижнего. Регулирование массы сварочной ванны с целью получения качественного формирования шва во всех пространственных положениях традиционными способами (снижение тока сварки, прерывание горения дуги, уменьшение диаметра электрода, применение существующих способов РД сварки модулированным током) неэффективно и приводит к образованию дефектов.

Методы сварки модулированным током лишь частично устранили эти недостатки и добавили новые проблемы, такие как снижение физической устойчивости дуги и технологической устойчивости процесса, отрицательное воздействие пульсаций светового потока на зрительную функцию сварщика. Усложнилась задача определения номинальных параметров процесса в связи с появлением вместо одного регулируемого параметра - тока сварки, как минимум, четырех - тока импульса, тока паузы, длительности импульса и длительности паузы.

При существующих методах РД сварки модулированным током, который изменяется по программе, сварщик выполняет функцию механизма, плавно перемещающего электрод вдоль стыка, он не может ни ускорить, ни замедлить темп сварки. Такие методы РД сварки модулированным током с использованием модуляторов первого поколения реализуют концепцию «машина -технология» и не нашли применения в промышленности. Для достижения цели повышения качества РД сварки модулированным током необходимо выполнять регулирование массы сварочной ванны в зависимости от условий сварки без прерывания процесса плавления электрода.

Все перечисленные проблемы существенно влияют на качество и производительность сварки.

В результате анализа недостатков существующих методов РД сварки модулированным током причин низкой производительности и качества РД сварки во всех пространственных положениях шва сформулированы задачи работы.

Во второй главе «Разработка модели переноса электродного металла при РД сварке покрытыми электродами модулированным током» выполнен анализ сил, действующих на каплю металла на различных этапах ее формирования при РД сварке модулированным током.

Доказано, что одной из главных сил, определяющих перенос электродного металла при РД сварке, является сила давления газов Юг, образующихся при разложении газообразующих компонентов покрытия. Установлена зависимость газовыделения от величины тока сварки Ice.

В результате анализа, действия силы давления газов Рг, выделяющихся при разложении компонентов покрытия электродов, построена схема зависимости величины радиальной Рг и осевой Ро, составляющих силы Рг от геометрических размеров втулочки покрытия, которая приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема действия сил, возникающих в результате действия газовых потоков в зависимости от угла наклона внутренней поверхности электродного покрытия

На приведенной схеме показано, что в результате увеличения угла наклона внутренней поверхности втулочки покрытия электрода возрастает величина силы Ро и снижается величина силы Рг, что положительно влияет на характер переноса металла и величину разбрызгивания электродного металла.

Анализ комплекса сил, действующих на расплавленный металл на торце электрода при РД сварке, показывает, что, используя преимущества сварки модулированным током, можно форсировать силы, способствующие отделению капли, и более эффективно управлять переносом электродного металла.

Разработана модель переноса электродного металла при РД сварке модулированным током, наиболее полно отражающая все особенности и специфику этого процесса, основные этапы которой представлены на рис. 3.

Разработанная модель показывает, что методы импульсной модуляции сварочного тока позволяют оказывать влияние на процесс переноса электродного металла в сварочную ванну. Характер переноса (крупнокапельный или мелкокапельный) определяется геометрией втулочки покрытия на торце электрода, которая, в свою очередь, зависит от тугоплавкости покрытия.

Установлено, что роль сил давления газов, образовавшихся при плавлении покрытия на процесс каплеобразования и переноса электродного металла,

2 ж

а. График теплового потока, вводимого в торец электрода

И-г-

1#г р.

б. Схема модели на этапе паузы

г. Схема модели в момент установления контакта капли с ванной

! К Г* Л» 1 1

1 \

\ \ \ _/

е. Схема модели в начале теплового импульса

д. Схема модели на завершающем этапе перехода капли в сварочную ванну

Рис. 3. Модель переноса электродного металла при РД сварке модулированным током: тепловой поток; ^ - тепловой поток во время тока импульса; gn - тепловой поток во время тока паузы; Тн - период следования тепловых импульсов, б); в); г); д) - сила поверхностного натяжения; - сила тяжести; - сила реактивного давления паров испаряющегося металла с активного пятна; - электромагнитная сила, которая преобладающе будет действовать на этапе короткого замыкания дугового промежутка; Р - сила давления газов, испаряющихся с поверхности втулки при разложении газообразующих компонентов покрытия, которая будет усиливать аэродинамическую силу - сила отдачи на электрод

минимальна в начале процесса и возрастает в процессе роста и перехода капли в сварочную ванну. При касании каплей поверхности ванны возрастает давление газов, образующихся при плавлении покрытия и разложении газообразующих компонентов в результате изменения формы переходящей капли.

Теоретически и экспериментально доказано, что при сварке модулированным током можно управлять периодом каплеобразования, при этом в зависимости от параметров импульсов можно получать различный характер переноса капель электродного металла в период основного импульса.

В третьей главе «Разработка методов модуляции сварочного тока при ручной дуговой сварке электродами с покрытием» сформулированы требования к модуляции тока при РД сварке покрытыми электродами, реализующими концепцию «человек - машина - технология»:

1. Отсутствие восприятия человеком-оператором (сварщиком) пульсаций светового потока.

2. Возможность автоматического управления тепловой мощностью дуги.

3. Повышение производительности сварки во всех пространственных положениях шва.

4. Повышение качества сварки во всех пространственных положениях шва.

5. Возможность обучения сварщика навыкам использования технологии сварки, реализующей концепцию «человек - машина - технология» более простой, чем при сварке стационарной дугой с использованием силы отдачи на электрод.

6. Обеспечение быстрого и точного выбора оптимального режима сварки.

7. Обеспечение физической устойчивости горения дуги и технологической устойчивости процесса сварки.

8. Стабильность массопереноса электродного металла через дуговой промежуток во время короткого замыкания.

Разработаны методы активного управления процессом РД сварки модулированным током, применение которых позволит сварщику управлять тепловой мощностью дуги. При РД сварке электродами с покрытием модулированным током, модулирующим параметром является напряжение дугового промежутка - 17а, которое сварщик изменяет в пределах 1,5-2 В без нарушения газошлаковой защиты зоны сварки. Модулируемым параметром режима являются длительность основной паузы * , длительность основного импульса tuocн или одновременно длительность основной паузы и основного импульса I +t

' и.осн. п.осн

В результате изменения модулируемых параметров изменяется численное значение величины среднего тока - 1ср.

Циклограммы вышеназванных методов представлены на рис. 4.

зл «

Б)

? ».Ля.

? Л Лч

й)

Рис, 4. Циклограммы методов сварки модулированным током с активным управлением тепловой мощностью: а) циклограмма изменения I/ относительно 17у- б) метод РД сварки с импульсной модуляцией ^ ; в) метод РД сварки с импульсной модуляцией г) метод РД сварки с импульсной модуляцией одновременно + д) метод РД сварки, реализующий релейный режим, где 1и - ток импульса; /я - ток паузы; - ток дополнительного импульса Т - период основного цикла; <я11- период основного импульса; - период основной паузы; Т - период дополнительного цикла ( ^ - период импульса дополнительного; - период дополнительной паузы, I - средний ток, 17^ - напряжение дуги; заданное напряжение; - пороговое напряжение; V - напряжение разрыва дуги

J = 7Л + +

* t +1 (

где n - количество дополнительных импульсов в паузе;

n = t f , ;

n.OCH. J и. ООП.

fu. don ~ частота дополнительных импульсов, Гц.

Приведенная выше формула пригодна для расчета I при отсутствии активного управления мощностью дуги, т. е. все величины t = const, а также при активном управлении, когда величины t не постоянны и изменяются по алгоритмам, приведенным на рис. 4.

Представленные выше методы активного управления тепловой мощностью дуги позволяют сварщику управлять массой сварочной ванны в зависимости от условий сварки.

Ранее считалось, что увеличение длины дуги, особенно при сварке электродами с основным покрытием, должно привести к порообразованию. Однако в результате теоретических исследований, выполненных во второй главе, была показана возможность изменения каплеобразования и более полного использования защитных свойств покрытия.

Предлагаемый метод регулирования массы сварочной ванны возможен лишь в случае обеспечения стойкости металла шва против образования пор. С целью проверки были проведены исследования режимов, при которых происходит наиболее благоприятный характер переноса электродного металла, качественная защита сварочной ванны и лучшие сварочно-технологические свойства электродов.

Исследование сварочно-технологических свойств, а также наличия дефектов производилось в различных интервалах удлинения дуги (±2В от величины из). Первый вариант (1 вар.): t/з - 2В, второй вариант (2 вар.): 11з = 17в, третий вариант (3 вар.): из +2В. Величины напряжений и токов в процессе наплавки контролировались записью осциллограмм на регистраторе сварочных процессов МРС-02м. Показатели сварочно-технологических свойств электродов в зависимости от длины дуги фиксировались по величине среднего напряжения U на отмеченных участках швов и оценивались по нормам, приведенным в ГОСТ 9466. Результаты исследований представлены на рис. 5.

Анализ результатов, представленных на рис. 5, показывает, что для данных электродов марок ЦУ-5 и ЦЛ-39 номинальным значение тока сварки 1, при котором проявляются лучшие сварочно-технологические свойства, отсутствуют поры и шлаковые включения составляет 120-140А, что на 55А больше верхнего предела, установленного нормативной документацией.

1С. А

В

Рис. 5, Зависимости а) сварочно-технологических свойств электродов ЦУ-5;

б) стойкости к образованию пор электродов ЦУ-5; в) образования шлаковых включений при сварке электродами ЦЛ-39 от изменения длины дуги Ш ±2Б и величины тока сварки - ; п - количество пор и шлаковых включений

Представлен экспресс-метод определения 1н для данных электродов по изменению характера переноса электродного металла и длительности коротких замыканий. Для определения величины 1н применяли регистратор сварочных процессов МРС-02м. В качестве количественных критериев оценки протекания процесса ручной дуговой сварки использовались характерные численные значения сигналов в период короткого замыкания длительность коротких замыканий - т и частота коротких замыканий -/.

Установлено критическое значение средней длительности коротких замыканий т для данных электродов, при котором наблюдается «примерзание» электрода к изделию при сварке в потолочном положении, которое составляет в среднем 15 мс. На рис. 6 показан характер изменения переноса электродного металла (частота коротких замыканий) в зависимости от величины 1св.

На рис. 7 представлены осциллограммы изменения значений длительности коротких замыканий - т от величины тока сварки - I .

...............;............ 1 •:................ .....1 ш

шшл ш ШШ1

п................ ......Г I

, 140А „ , 120 А „ , 100А „ , 80А

Рис. 6. Осциллограммы тока и напряжения при сварке электродами ЦУ-5, показывающие изменение частоты коротких замыканий дугового промежутка в зависимости от величины 11Л

б)

Рис. 7. Осциллограмма тока и напряжения дуги процесса сварки электродами марки ЦУ-5: а) = 50 А, тк1 = 19,20 мс; 6) I = 140 А, короткие замыкания дугового промежутка отсутствуют

«Примерзания» данных электродов при сварке в потолочном положении отсутствуют при I больше 70 А, когда длительность коротких замыканий каплей дугового промежутка в любом пространственном положении шва меньше 15 мс, что подтверждено экспериментально. Однако лучшие сварочно-тех-нологические свойства данных электродов будут проявляться при токе сварки 120-140 А, когда короткие замыкания отсутствуют.

Приведены исследования физической устойчивости дуги и технологической устойчивости процесса РД сварки модулированным током.

Физическая устойчивость горения дуги и технологическая устойчивость процесса сварки в период основной паузы обеспечивается дополнительными импульсами амплитудой, равной 1н, частотой более 50 Гц и длительностью (дц 0,5-2 мс. Этими же мероприятиями обеспечивается устранение пульсаций светового потока. Некоторое снижение физической устойчивости горения дуги может проявляться из-за коммутационных процессов, обусловленных электромагнитными процессами в самом модуляторе. Вследствие этого появляются кратковременные провалы в кривой тока до нуля, снижающие фи-

зическую устойчивость дуги. Осциллограмма/в, показывающая снижения физической устойчивости при сварке модулированным током в период включения тока паузы, представлена на рис. 8. Исключение снижения физической устойчивости горения дуги обеспечивается схемными решениями модулятора.

Рис. 8. Осциллограмма Ice, показывающая кратковременные провалы тока до нуля, снижающие физическую устойчивость процесса сварки непосредственно после основного импульса-1 и дополнительного импульса-2

Высокая технологическая устойчивость процесса обеспечивается дополнительными импульсами в случае короткого замыкания каплей дугового промежутка даже на интервале между дополнительными импульсами. Исследованы периоды переноса капель электродного металла, когда возможно снижение физической устойчивости горения дуги. Такое снижение возможно, когда короткое замыкание дугового промежутка каплей электродного металла происходит в период дополнительной паузы t.)n. Такой процесс зафиксирован на осциллограмме рис. 9. Капля получила ускорение за счет энергии дополнительного импульса перед коротким замыканием. Этот факт доказывает высокую устойчивость технологического процесса при сварке в потолочном положении шва.

Методика определения заданного напряжения Us и порогового напряжения Un для данных электродов разрабатывалась при проведении исследований контрольных образцов стационарной дугой. Производили наплавку с контролем величины С7и, которое определялось как U на интервале нескольких периодов каплеобразования при различных длинах дуги. За U принималось Ucp> при котором обеспечивалось лучшее формирование шва и предоставлялась возможность ведения процесса, с Ud ±2 В без снижения качества формирования шва. Увеличение и уменьшение длины дуги производилось по отметкам, хорошо видным при выполнении сварки. Длина отмеченных участков составляла 10 мм. На этих участках мобильным регистратором процессов фиксировали величину напряжения Uc, время удлинения дуги -tu / Для

Рис. 9. Осциллограмма, показывающая, что перенос капли металла в данном процессе стабилен при токе паузы In = 15А без непосредственного воздействия энергии дополнительного импульса во время короткого замыкания

электродов марки ЦУ-5 при 1н = 120А, регистратором фиксировали UH, которое составило 29 В.

Анализ результатов выполнялся с использованием методики И. К. Поход-ни, по которой определялась величина относительного удлинения дуги до появления пор, по формуле:

5„=^-100%, (2)

где AU = U - Uj Un - пороговое напряжение; U'n - пороговое напряжение, определяющее интервал равных возможностей образования и необразования пор U - номинальное напряжение на дуге, которое позволяет учитывать различие в напряжении столба дуги электродов различных марок с учетом времени коротких замыканий и сопоставлять между собой результаты измерений.

Указанная методика ранее применялась для определения 5и на обычных, рекомендованных производителем электродов значениях тока. В настоящей работе 6и определяли при 1н. Полученный результат подтверждает, что при /н проявляются лучшие сварочно-технологические свойства электродов. Результаты испытаний электродов на стойкость к образованию пор при различном времени удлинения дуги представлены на рис. 10.

Результаты исследований подтверждают достоверность предложенной «экспресс»-методики (рис. 7) определения 1н для данного электрода по осциллограммам, показывающим величину 7м, при котором изменяется характер переноса металла от крупнокапельного с короткими замыканиями к смешанному и без коротких замыканий. В результате отмечается повышение свароч-

UcpB

и».

и» -

ди

у,

о 8 о'

Ъ

о

"Ср'

0.32 0.72 1.12 1.51 2.01 2.45

0.53 0.92 1.31 1,72 2.21

Ту,С

Рис, 10. Определение склонности к образованию пор при удлинении дуги: о - пор нет, • - поры есть

5„%

Рис. 11. Взаимосвязь показателей величины относительного удлинения Su и длительности коротких замыканий ткз определялась при Ice = 40-60 А (область значений III); Ice = 60-110 А (область значений II), Ice = 110-140 А (область значений I)

но-технологических свойств и стойкость к образованию дефектов в виде пор и шлаковых включений при сварке электродами с основным покрытием.

Такую величину тока можно назвать критической для процесса РД сварки электродами с основным покрытием.

В четвертой главе «Технологические свойства сварочной дуги при модуляции тока по разработанным алгоритмам» определены при сварке модулированным током с активным управлением сварщиком тепловой мощностью дуги. Исследования проводились с использованием специальной приставки-модулятора с раздельным регулированием 1и; ^ (,„;/и1)ш1; *иДи; / и функцией активного управления сварщиком тепловой мощностью дуги изменением величины и} ±2В относительно и = и. Осциллограмма процесса сварки с активным управлением сварщиком тепловой мощностью дуги представлена на рис. 12.

Щ±2В

Рис. 12. Осциллограмма, показывающая эффективность активного управления сварщиком тепловой мощностью дуги. Показано изменение I в зависимости от 1оп

Результатом эксперимента являются полученные зависимости сварочно-технологических свойств, стойкости к образованию пор, шлаковых включений, химического состава металла швов наплавленных электродами марок ЦУ-5 тип Э-50А и ЦЛ-39 тип Э-09Х1МФ от величин 1ср. Результаты экспериментов сравнивались с результатами, полученными при сварке такими же электродами стационарной дугой. Высокое качество наплавленного металла подтверждено исследованием микроструктуры. Определено, что при увеличении длины дуги до С7п (что на 40 % выше рабочего режима) при импульсном питании поры и другие дефекты не образуются, а это подтверждает высокий запас надежности при сварке по разработанному в настоящей работе методу.

В пятой главе «Разработка технических средств модуляции сварочного тока с функцией активного управления сварщиком тепловой мощностью сварочной дуги» сформулированы требования к техническим средствам реализации процесса сварки модулированным током с активным управлением тепловой мощностью сварочной дуги.

В соответствии со сформулированными требованиями разработана функциональная схема тиристорного модулятора импульсов сварочного тока, предназначенная для работы со сварочными источниками постоянного тока любого типа, обеспечивающая управление технологическим процессом по любому из алгоритмов, представленных в главе 3.

Разработана принципиальная электрическая схема модулятора импульсов сварочного тока, работающего по замкнутому циклу. Разработана принципиальная электрическая схема силовой части модулятора.

Выполнен расчет и выбор параметров элементов коммутирующего контура модулятора импульсов сварочного тока.

Выполненные в период подготовки настоящей работы исследования технологического процесса сварки модулированным током с активным управлением сварщиков тепловой мощностью дуги в сварочной лаборатории Томского государственного политехнического университета и производственных работ на предприятиях ОАО «Кузбассэнерго» показали высокую надежность разработанного и внедренного в производство технического средства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Причинами низкой производительности и низкого качества сварных соединений при ручной дуговой сварке электродами с покрытием относительно тонкостенных металлоконструкций (трубопроводов) в пространственных положениях, отличных от нижнего, является отсутствие у сварщика возможности регулирования тепловой мощности дуги в зависимости от теплофизи-ческой обстановки в зоне сварки без прерывания горения дуги и использования в полной мере сварочно-технологических свойств электродов с основным покрытием на режимах, рекомендованных в нормативной документации.

2. Предложена модель переноса электродного металла при сварке модулированным током, учитывающая геометрическую форму втулочки, образующейся при плавлении покрытия, и как одну из основных сил силу давления газов, образующихся при разложении газообразующих компонентов покрытия.

3. Предложены методы активного управления тепловой мощностью дуги с импульсной модуляцией параметров режима, реализующие концепцию «машина - человек - технология», при которых модулирующим параметром является напряжение дуги ид (его отклонение от заданного 1_Гз не более чем ± 2В), а модулируемыми параметрами являются длительности протекания тока основных импульсов и основных пауз. Разработана методика обоснованного определения амплитудного значения тока основных и дополнительных импульсов и заданного напряжения дуги и, при которых максимально проявляются лучшие сварочно-технологические свойства электродов с покрытием.

4. Экспериментально установлено, что разработанные методы активного управления тепловой мощностью сварочной дуги позволяют регулировать объем сварочной ванны без прерывания дуги снижением среднего значения тока I до ЗОА без снижения технологической устойчивости процесса (электродами марок ЦУ-5 и ЦЛ-39 диаметром 2,5 мм).

5. Экспериментально установлено, что частота дополнительных импульсов - /ц доп более 50 мс и длительностью дополнительных импульсов - /ц ам в пределах 0,5-2 мс устраняет вредное воздействие на зрительную функцию сварщика пульсаций светового потока и одновременно обеспечивает высокую устойчивость горения дуги и технологическую устойчивость процесса на интервале основной паузы - ¿п.

6. Выполненные экспериментальные исследования показали, что при сварке с импульсной модуляцией сварочного тока в диапазоне средних значений тока, равных диапазону значений тока в стационарном режиме, рекомендованных в нормативной документации, сварочно-технологические свойства электродов ЦУ-5 и ЦЛ-39 выше не менее чем на 30 %; содержание легирующих элементов в наплавленном электродами типа Э-09Х1МФ металле выше (С -0,015 %; - 0,12 %; Мп - 0,2 %; V - 0,05 %), содержание Сг и Мо при сварке модулированным током зависит от величины 1ц и не зависит от величины / .

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Князьков А. Ф„ Князьков В. Л., Князьков С. А. Влияние параметров режимов сварки модулированным током на химический состав металла, наплавленного электродами типа Э-09Х1МФ // Вестник КузГТУ 2006. № 1. С. 84-87.

2. Князьков А. Ф., Князьков В. Л., Князьков С. А. Оптимизация сварочно-технологических свойств электродов с покрытием // Сварщик-профессионал. 2005. № 6. С. 10-12.

3. Опыт ремонта барабана из специальной молибденовой стали котлоагре-гата ПК-10 / А. Н. Смирнов, В. Л. Князьков, Н. М. Макаров и др. // Электрические станции. 2003. № 6.

4. Устройство для импульсно-дуговой сварки / А. Г. Крампит, А. Ф. Князьков, С. А. Князьков, Н. Ю. Крампит, В. Л. Князьков // Ремонт, восстановление, модернизация. № б. 2004.

5. Применение акустических методов для контроля микроструктуры и прочности теплоустойчивых сталей / А. Н. Смирнов, В. В. Муравьев, В. Л. Князьков, Н. М. Макаров // Вестник КузГТУ 2003. № 4. С. 37-41.

6. Патент на изобретение (1Ш) № 2268809. Способ электродуговой сварки плавящимся электродом с импульсной модуляцией тока / Князьков А. Ф„ Князьков С. А., Князьков В. Л.; опубл. 27.01.2006, Бюл. № 03.

7. Патент на изобретение (1Ш) № 2175596. Устройство для сварки / Князьков А. Ф., Крампит Н. Ю., Крампит А. Г., Князьков С. А., Князьков В. Л.; опубл. 10.11.2001.

8. Князьков А. Ф., Князьков В. Л., Князьков С. А. Ручная дуговая сварка модулированным током электродами с покрытием // Сб. тр. XI международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии СТТ-2005». Томск, 2005.

9. Князьков В. Л., Князьков С. А. Особенности ручной дуговой сварки модулированным током // Сб. тр. международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 2003. С. 30.

10. Князьков В. Л., Князьков С. А. Применение сварки модулированным током при монтаже и ремонте труб поверхностей нагрева котлоагрегатов // Сб. тр. международной научно-практической конференции «Сварка, контроль, реновация». Уфа, 2003. С. 69-70.

11. Князьков В. Л., Князьков С. А. Ремонт оборудования тепловых электростанций с применением сварки модулированным током электродами с покрытием И Сб. тр. Всероссийской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении». Юрга, 2003. С. 39-40.

Подписано в печать 8.11.2006. Формат 60х84'/1в. Бумага офсетная № 1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,1. "Пфаж 100 экз. Заказ № 811

Издательство «Кузбассвузиздат». 650043, г. Кемерово, ул. Ермака, 7. Тел. 58-34-48

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Анализ современного состояния разработки методов и технических средств реализации процесса ручной дуговой сварки модулированным током.

1.1. Проблемы качества дуговой сварки элек1 родами с покрытием стыков тонкостенных труб во всех пространственных положениях шва в условиях монтажа, ремонта и реконструкции технических устройав.

1.2. Сущность ручной дуговой сварки модулированным током.

1.3. Способы модуляции тока.

1.4. Технические средства модуляции сварочного тока.

1.5. Цель работы и задачи исследований.

Глава 2. Разработка модели переноса электродного металла при ручной дуговой сварке покрытыми эленп родами модулированным током.

2.1. Характеристика переноса электродного металла при РД сварке как объекта управления.

2.2. Силы, действующие на каплю и перенос электродного мегалла.

2.2.1. Сила тяжееги.

2.2.2. Сила поверхностною натяжения.

2.2.3. Взаимодействие силы тяжести и силы поверхностного натяжения.

2.2.4. Силы электромагнитного происхождения.

2.2.5. Силы теплового происхождения.

2.2.6. Сила отдачи на электрод.

2.3. Перенос электродного металла при сварке электродами с покрытием.

2.3.1. Влияние величины и формы втулочки электродного покрытия на характер переноса электродного металла.

2.4. Разработка модели переноса электродного металла при ручной дуговой сварке электродами с покрытием.

Выводы.

Глава 3. Разработка методов модуляции сварочного гока при ручной ду1 овой сварке электродами с покры гием.

3.1. Требования к модуляции юка при ручной дуговой сварке электродами с покрытием, реализующими концепцию «человек-машина-1ехнология».

3.2. Разработка циклофамм модулирования сварочного тока, повышающих эффективность ручной дуговой сварки.

3.2.1. Циклограмма модуляции тока с программным управлением.

3.2.2. Методы модуляции сварочного гока с активным управлением тепловой мощностью дуги.

3.3. Обоснование величины номинального тока.

3.4. Обеспечение оптимального каплемассопереноса, независимо от величины 1ср.

3.5. Обеспечение физической устойчивости дуги и технологичес кой устойчивости процесса сварки, модулированным током.

3.6. Экспериментальная оценка номинального (заданного) и поро1 ового напряжения для электродов марок ЦУ-5 и ЦЛ-39.

Выводы.

Глава 4. Технологические свойства сварочной дуги при модуляции тока по разработанным алгоритмам.

4.1. Определение сварочно-технологических свойств электродов в зависимости от 1и и 1сп.

4.2. Влияние величины Iu и 1Ч, на химический состав металла шва

4.3. Влияние параметров режимов с активным управлением тепловой мощностью сварочной дуги на структуру сварных соединений.

4.4. Влияние параметров импульсов на отделяемоегь шлаковой корки.

4.5. Определение допустимых парамефов процесса сварки модулированным током.

Выводы.

5. Разработка 1ехнических средств модуляции сварочного тока . 122 5.1. Функциональная схема модуля юра импульсов сварочного тока

5.2 Разработка принципиальной электрической схемы модулятора импульсов сварочного тока, работающего по замкнутому циклу.

5.2.1. Принципиальная электрическая схема силовой части модулятора.

5.2.2. Расчет и выбор параметров элементов коммутирующего кон i ура.

5.2.3. Блок управления сварочным циклом - основные импульс nayт (длительное i ь).

Выводы.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Надёжность сварных соединений металлоконструкций технических устройств в электроэнергетической, нефтегазодобывающей, горнодобывающей, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности существенно влияет на безопасность и экономическую эффективность производства.

При сварке металлоконструкций, трудно поддающихся метдам рациональной механизации, автоматизации и роботизации, ручная дуговая сварка электродами с покрытием (РД) является, одним из ведущих технологических процессов. Объясняется это гибкое1ью, простотой, универсальностью и меньшими затратми на вспомо1ательные операции и оборудование. По этим причинам РД сварка при ремонте, монтаже и реконструкции 1ехнических устройств не имеет альтернативы.

Однако при сварке в монтажных условиях к величине тока со стороны электрода и изделия предъявляются противоречивые требования. С целью удержания сварочной ванны в просфанственных положениях отличных от нижнею сварочный ток необходимо снизить, а для обеспечения требуемых сварочно-технологических свойств электрода ток должен быть значительно больше величины, обеспечивающей удержание сварочной ванны. Сварщик решает эту задачу, выполняя электродом различные манипуляции, вплоть до обрыва дуги, что приводит к образованию дефектов, как при сварке корня шва, так и заполняющих слоев.

Выполнение указанных противоречивых требований возможно методами импульсной модуляции сварочного тока [1, 2, 3 и др.]. По сравнению со сваркой стационарной дугой, сварка модулированным током имеег ряд основных преимуществ это улучшение формирования шва во всех простраис1 венных положениях, повышение механических свойств, сварных соединений, улучшение дегазации сварочной ванны, снижение сварочных деформаций и др.

Несмотря на перечисленные достоинства, сварка модулированным током электродами с покрытием в условиях монтажа, ремонта и реконсфукции практически не применяется. Эю связано с тем, что существующие способы сварки модулированным током работают по жестким программам, не учитывающим теплофизическую обстановку в зоне сварки и физиологические возможности сварщика. Иначе такие методы можно обобщить концепцией «машиначехнология», где сварщику отводится роль механизма перемещающего электрод. Он не может не замедлить, не ускорить процесс сварки. Недостатки существующих способов можно устранить, предоставив сварщику возможность управления тепловой мощностью дуги в зависимости от обстановки в зоне сварки. Иначе такую концепцию можно назвать «машина-человек-1ехноло1 ия» [3].

В соответствии с этим в диссертационной работе проведен анализ причин, препя1С1вующих реализации преимуществ способов сварки модулированным током. Выполнены исследования условий, при которых возможно управление тепловой мощностью дуги. Разработаны методы и технические устройства, позволяющие повысить эффективность ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

ЦЕЛЫО РАБОТЫ является разработка методов импульсной модуляции сварочного тока и технических средств их реализации при РД сварке, обеспечивающих повышение качества сварных соединений в рамках концепции «машина-человек-технология».

СП РУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работ выполнена на 156 страницах, содержит 81 рисунок. 19 таблиц. 7 страниц приложения.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Причинами низкой производительности и низкого качества сварных соединений при ручной дуговой сварке электродами с покрытием, относительно тонкостенных металлоконструкций, (трубопроводов) в пространственных положениях отличных ог нижнего, являйся отсутствие у сварщика возможности регулирования тепловой мощности дуги в зависимости от теплофизической обстановки в зоне сварки без прерывания горения дуги и использования в полной мере сварочно-технологических свойств электродов с основным покрытием на режимах, рекомендованных в нормативной документации.

2. Предложена модель переноса электродного металла при сварке модулированным током, учитывающая геометрическую форму втулочки, образующейся при плавлении покрытия, и как одну из основных сил, силу давления газов, образующихся при разложении газообразующих компонентов покрытия.

3. Предложены методы активного управления тепловой мощностью дуги с импульсной модуляцией параметров режима реализующие концепцию «машина-человек-технология» при которых модулирующим параметром является напряжение дуги 11т (ею отклонение от заданною и, не более чем ± 2В), а модулируемыми параметрами являются длительности протекания тока основных импульсов и основных пауз. Разработана методика обоснованного определения амплитудного значения гока основных, дополнительных импульсов и заданного напряжения дуги и5 при которых максимально проявляются лучшие сварочно-юхнологические свойства электродов с покрытием.

4. Экспериментально установлено, чю разработанные методы аюивного управления тепловой мощностью сварочной дуги позволяют регулировать объем сварочной ванны без прерывания дуги снижением среднего значения тока 1ф до ЗОА без снижения технологической устойчивости процесса (электродами марок ЦУ-5 и ЦЛ-39 диаметром 2,5 мм).

5. Экспериментально установлено, что частота дополнительных импульсов -/и0оп более 50 мс и длительностью дополнительных импульсовв пределах 0,5 - 2 мс устраняет вредное воздействие на зршельную функцию сварщика пульсаций светового потока и одновременно обеспечивает высокую устойчивость юрения дуги и техноло1 ическую устойчивость процесса на интервале основной паузы - tn

6. Выполненные экспериментальные исследования показали, что при сварке с импульсной модуляцией сварочного тока, в диапазоне средних значений тока равных диапазону значений юка в стационарном режиме, рекомендованных в нормативной документации: еварочно-технологические свойства элек1 родов ЦУ-5 и ЦЛ-39 выше не менее чем на 30%; содержание легирующих элементов в наплавленном, электродами типа Э-09Х1МФ ме1алле, выше (С - 0,015%; - 0,12%; Мп - 0,2%; V - 0,05%), содержание Сг и Мо при сварке модулированным током зависит от величины 1и и не зависит от величины 11р.

7. Разработанные методы и средства импульсной модуляции тока РД сварки с активным управлением тепловой мощностью дуги, реализующие концепцию «машина-человек-1ехнология» дают возможность широкого применения в промышленности модулированного тока при высоком качестве и прои вводи I ельности сварочных работ в условиях монтажа, ремонта и реконструкции технических устройств опасных производственных объектов.

145

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссер1ационная работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию процесса ручной дуговой сварки модулированным током электродами с основным покрытием во всех пространственных положениях шва.

Разработаны, исследованы и внедрены в производство теоретически обоснованные методики выбора режимов и способы сварки, позволяющие повысить производительность и качество ручной дуговой сварки модулированным током.

1. Дудко Д.А., Сидорук B.C., Зацерковный С.А., Махлин Н.М., Федотенков В.Г., Векулов В.Г. Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами с модуляцией параметров режима. // Автоматическая сварка. 1991,-№ 12. С.59-60.

2. Дудко Д.А., Зацерковный С.А., Сидорук B.C., Тараборкин J1.A., Махлин Н.М. Влияние параметров режима ручной дуговой сварки модулированным током на форму шва. // Автоматическая сварка. 1987. - № 6 - С. 19 - 22.

3. Князьков А.Ф., Князьков B.JI., Князьков С.А. Ручная дуговая сварка модулированным током электродами с покрытием. Доклад на XI международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии СТТ 2005» 28.03 01.04.2005 г. Томск.

4. Ерохин A.A. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономерности.-М.: Машиностроение, 1973.- 448с.

5. Сидорук B.C., Дудко Д.А. Критерии, характеризующие геплофизическую обстановку при сварке модулированным током. // Сварочное произволеi во. 1984. - № 6. С.42 - 43.

6. РД 153-34.1-003 01 Сварка, термообрабо1ка и контроль фубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования. (РТМ-1 с). М: ПИО ОБТ. - 2001. - 21 Зс.

7. Гарбуль А.Ф. Влияние параметров режима на формирование шва на весу стыковых соединений плазменной дугой // Сварочное производство. -1971.- № 8. С.28 - 30.

8. Кудояров Б.В., B.JI. Руссо, Суздалев И.В. О взаимосвязи между о1клонением сварочной дуги и образованием товых полосой в сварном шве // Сварочное производство. 1976. № 12. - С. 15 - 17.

9. Кудояров Б.В., Суздалев И.В., Хатунцев А.Н. К вопросу о механизме образования удлиненных газовых полостей при дуговой сварке // Сварка. Судостроение. 1971.-Вып. 14. С. 132 - 137.

10. Березовский Б.М. Математические модели дуговой сварки: В 3 т. -Том.З. Давление дуги, дефекш сварных швов, перенос электродного метлла. Челябинск: Изд. ЮУрГУ. - 2003. - 485с.

11. Ворновицкий И.П., Сабун Л.Б., Трусов А.Г. и др. Ручная дуговая сварка неповорожых стыков трубопроводов в узкую разделку. // Сварочное производство. 1977. - № 6. - С. 15 - 17.

12. Березовский Б.М., Суздалев И.В., Дружинин A.B. Определение формы поверхности жидкой фазы при сварке плавлением в различных пространственных положениях. // Доклады AFI СССР. 1989 - Т 308. -№3.-С.591 - 595.

13. Ерохин A.A., Ищенко Ю.С. Регулирование величины проплавления при дуговой сварке неповоротных стыков // Сварочное производство. 1966. - № 2. - С.7 - 9.

14. Ерохин A.A., Ищенко Ю.С. Некоторые закономерное iи формирования проплава при сварке неповорожых ешков труб. // Сварочное производство. 1967. - № 4. - С. 16 - 18.

15. Б.М. Березовский Математические модели дуговой сварки: В 3 т. -Том.2. Математическое моделирование и оптимизация формирования различных типов сварных швов. Челябинск: Изд. ЮУрГУ. - 2003. -485с.

16. ГОСТ 9466-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов 1995.

17. Князьков А. Ф., Князьков В. Л., Князьков С. А. Оптимизация сварочно-гехнологических свойств электродов с покрытием. // Сварщик профессионал.-2005.- № 6.-С.10- 12.

18. Сборник нормативных документов системы аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.- 102с.

19. Баженов В.В., Буткевич В.В., Овчинников В.А. Условия газошлаковой защиты плавящегося металла при дуговой сварке покрытыми элск1 родами. // Сварочное производство. 1972. -№ 3. - С.6 - 9.

20. Ерохин A.A., Кузнецов О.М. Элек1роды с безокислжельным покрытием. // Сварочное производство. 1959. -№12. - С.1 - 4.

21. Баженов В.В., Овчинников В.А. Физические условия защиты плавящегося металла при дуговой сварке покрытыми электродами. // Сварочные материалы. Киев: ИЭС, 1972. - С.37 - 49.

22. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие: В 2-х т. Т. 2: Сварочные проволоки и электроды / H.H. Гкмапов, Д.Н. Баранов, О.С. Каковкин и др.; Под общей ред. H.H. Потапова. М.: Машиностроение, 1993.-768с.

23. Ворновицкий И.Н. Влияние обрывов дуги на образование пор при сварке электродами с фторисгокальциевым покрытием. // Автома 1 ическая сварка. 1972. - №2 - С.41-42.

24. A.c. 100898 (СССР). Способ сварки тонколисювой стали электрической дугой // М.П. Зайцев. Опубл. в Б.И., 1955, № 7.

25. Заруба H.H. , Лебедев В.К., Шейко ГШ. и др. Сварка модулированным током. // Автомат ическая сварка 1968. -311.- С.35 - 40.

26. Вашер Ф.А. Ручная дуговая сварка пульсирующей дугой. // Сварочное производство. 1970. - № 3. - С.21 - 22.

27. Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.П. Техноло1 ические свойства сварочной дуги в защитных газах. М.: Машиностроение, 1989. 264с.

28. Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.Н., Ленивкин В.А. Оборудование для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом. М.: Энергоагомиздат. 1985.-80с.

29. Паюн Б.Е., Потапьевский А.Г., Подола Н.В. Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом с программным регулированием процесса. // Автоматическая сварка. 1964. -№ 1.- С.1 -6.

30. Дудко Д.А., Сидорук B.C., Иващенко Г.А., Бут B.C., Зацерковный С.А., Пархоменко И.Ю. Структура и пзердость металла ЗТВ стали 45 при дуговой сварке модулированным током. // Автоматическая сварка. -1990. -№ 3 -C.I0 12.

31. Липодаев В.Н., Снисарь В.В.,. Ела1 ин В.П, Сидорук B.C., Гордань Г.Н., Цвшун А.Ф. Влияние модуляции сварочного гока на структуру и трещиностойкость высоколегированных аустенитных швов. // Автоматическая сварка. 1991. - № 2 - С.22 - 26.

32. Хромченко Ф.А., Бродская Г.Л., Зислин Г.С. Струм ура и свойства соединений теплоустойчивой стали, выполненных дуговой сваркой модулированным током. // Сварочное производство. -№ 12. 1988. - С. 7- 10.

33. Сидорук B.C., Дудко Д.А., Зацерковный С.А., Тараборкин Л.А. Влияние параметров режима ручной дуговой сварки модулированным током на первичную сфуктуру металла шва. // Сварочное производство. № 5. -1988.-С.4-6.

34. Вагнер Ф.А. Циклическое изменение параметров процесса сварки и его влияние на газонасыщенность швов. // Энергетическое строительство. -1981.- №4.- С.70 72.

35. Ворновицкий И.Н., Трусов А.Г. Оптимизация режимов ручной сварки пульсирующей дугой по уровню содержания газов в сварных швах. // Энергетическое строительство. 1978. - №4. - С.51 - 52.

36. Сараев Ю.П. Импульсные технологические процессы сварки и наплавки. Новосибирск. Наука. 1994. 108с.

37. A.c. 251121 (СССР). Устройство для импульсно-дуговой сварки / Н.М. Будник, Х.Н. Сагиров, Ю.А. Байдуганов и др. Опубл. в БИ, 1969, № 27.

38. Мазель А.Г., Дедюх Р.И. О стабильности процесса ручной дуговой сварки модулированным током. // Сварочное производство. 1978. - № 12.-С.11 - 13.

39. Дедюх Р.И.,. Князьков А.Ф, Азаров H.A., Мазель А.Г. Повышение гехноло! ической устойчивости процесса дуговой сварки покрытыми электродами модулированным током // Сварочное производство. 1985. -№1. -С.20 - 21.

40. Hofe D., Potthof F. Rüge I.Wirkung von Stromimpulsen auf den Werkstoffubergang beim Lihtbogenhandschweißen. Schweissen und Schneiden, 1976, №5, s. 170-174.

41. Hofe D. Versuche und Entwisklungen beim Metall Lichtbogenschweißen mit Stromimpulsen. Maschinenmarkt, 1977, (83), № 78, s. 1534-1537.

42. A.c. 904934 СССР, Способ ручной дуговой сварки модулированным током / А.Ф.Князьков, А.Г.Мазель, Р.И.Дедюх и др., Бюл. № 6, 15.02.82.

43. A.c. 603520 (СССР). Способ ручной дуговой сварки // Ч.А. Казакевичюс, А.И. Лаужадис. Опубл. в Б.И., 1978, № 15.

44. A.c. 113618 СССР, Способ электродуговой сварки модулированным юком / Р.И.Дедюх, А.Ф.Князьков, Н.А.Азаров, А.Г.Мазель ., Бюл. № 48, 30.12.84.

45. A.c. 727361 (СССР). Устройство для ручной дуговой сварки модулированным током // А.Ф. Князьков, C.B. Ушаков, Р.И. Дедюх, Ю.Н. Сараев, Б.Г. Долгун. H.A. Азаров. Опубл. в БИ, 1980, № 14.

46. Дедюх Р.И., Азаров H.A., Мазель А.Г. Влияние модуляции тока на условия формирования шва при дуговой сварке сверху вниз покрытыми электродами. // Сварочное производство. 1988. - № 7. С.24 - 27.

47. ГОСТ 12.0.003-74 «Опасные и вредные производственные факторы». M.: И11К Издательство стандартов 1995.

48. Князьков А.Ф., Князьков B.JI., Князьков С.А. «Ручная дуговая сварка модулированным током электродами с покрытием». Доклад на XI международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии СТТ 2005» 28.03-01.04.2005 г. Томск.

49. Зайцев А.И., Князьков А.Ф. Импульсно-регулируемое сопротивление для электрической дуговой сварки. Труды ТИАСУР, Т. 19, 1975.

50. A.c. 619307 (СССР). А.И. Зайцев, А.Ф. Князьков, C.B. Ушаков и др. Устройство для модуляции тока сварочного генератора. Опубл. в Б.И. 1978. №30.

51. Походня И.К. Газы в сварных швах. М.: Машиностроение, 1972. -С.211 -217.

52. Мазель А.Г. Технологические свойства электросварочной дуги. М.: Машиностроение 1969.- 178с.

53. Макаренко В.Д., Р.В. Палий М.Ю., Мухин, Прохоров H.H., Галиченко E.H., Галиченко К.Е. Под ред. Макаренко В.Д. Технологические свойства монтажной сварки трубопроводов./ М.: ООО «Недра-Бизнесценф», 2001 - 118с.: ил.

54. Походня И.К., Горпенюк В.Н., Пономарев В.Е., Миличенко С.С. Взаимосвязь порообразования и параметров дуги при сварке электродами с основным покрытием. // Автоматическая сварка. 1984. -№12. - С.19 - 22.

55. Заруба И.И. Исследование процессов механизированной дуговой сварки плавящимся электродом и разработка источников питания для них: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Киев. - 1975.

56. Maecker Н. Plasmaströmungen in lichtdugen infolge der eigenmagnetischer Kompression // Zeitschrift für Phusik. 1955. - Bd. 141. - S. 198 - 216.

57. Заруба И.И. Природа коротких замыканий дуги при сварке в углекислом газе.//Автоматическая сварка. 1973.-№ 5. - С. 14- 17.

58. Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. -М.: Машиностроение, 1974. 240с.

59. Мойсов Л.П., Бурылев Б.П. Расчет свойств металлических и шлаковых систем при разработке сварочных материалов. // Сварочное производство . 1997. - № 6. - С. 18 - 20.

60. Мойсов JI.II., Бурылев Б.П., Шигин А.Г., Лавриненко П.Н. Определение состава и свойств жидкого стекла методом ядерно-магнитной релаксации. // Сварочное производство. 2000. - №4. - С.21 - 22.

61. Бурылев Б.П., Лаптев Д.М., Мойсов Л.П. К расчету вязкости шлаковых расплавов. // Сварочное производство . 1999. - № 10. - С.8 -11.

62. Мазель А.Г., Тарлинский В.Д., Яценко В.П., Абрашин A.B., Васильев В.Л. Поверхностное натяжение расплавов покрытий штучных электродов // Автоматическая сварка. 1979. -№11.- С.37 - 40.

63. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. М.: Высшая школа, 1991.-288с.

64. Прохин A.A. Определение величины силового воздействия дуги на свариваемый металл // Авт. Сварка. 1977. -№11.- С.62 - 64.

65. Селяненков В.Н., Сайфиев В.З., Ступаченко М.Г. Способ измерения давления сварочной дуги постоянного юка. // Сварочное производство. -1975. -№ 6. С.44 - 45.

66. Ленивкин В.А. Определение скоростного напора плазмы сварочной дуги. // Сварочное производство. 1984. - №7. - С.З - 4.

67. Мечев B.C. Давление сварочной дуги на расплавленный металл. // Сварочное производство. 1983. - №9. - С.8 -10.

68. Половин Р.В., Демуцкий В.П. Основы магнитной i идродинамики. М.: Энерюатомиздат, 1987.-205с.

69. Шерклиф Дж. Курс магнитной гидродинамики. М.: Мир, 1967. - 320с.

70. Каулинг Т.Г. Ма1нитная гидродинамика. М.: Атомиздат, 1978. - 142с.

71. Сердюк Г.Б. К вопросу о причинах появления газовых потоков в сварочной дуге//Автоматическая сварка, 1958. -№ 11

72. Дятлов В.И. Элементы теории переноса электродного металла при электродуговой сварке. // Новые проблемы сварочной техники. Киев: Техника, 1964.-С. 167- 182.

73. Овчинников В.А., Баженов В.В. Влияние геометрии электродных покрытий и наличия дефектов в них на надежность защиты плавящегося металла от воздействия воздуха. // Сварочное производство. 1978. -№5. - 39с.

74. Тарасов Н. М., Тулин В.М. Управление переносом электродного металла кратковременным повышением скорости истечения защитного газа // Сварочное производство. 1982. - № 8. - С. 23 - 25.

75. Тарасов U.M. Отрыв капель электродною металла кратковременным потоком i aia // Автоматическая сварка. 1986. -№ 7. - С. 10 - 13.

76. Новиков О.М., Гудков A.B., Островский O.E., Щербаков О.Б. Дуговая сварка с импульсной подачей защишых газов. // Сварочное производс I во. 1992. - № 10. - С. 9 -10.

77. Шатило С.П., Макаренко В.Д. Модель переноса элекфодного металла при ручной дуговой сварке // Сварочное производство. 1999. - № 7. -С.З - 5.

78. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М.: Машиностроение, 1970.-335с.

79. Сас A.B. Повышение эффективности управления свойствами соединений при ручной и механизированной сварке. // Сварочное производство. 1986. № 3. С.27 - 29.

80. Сас A.B., Ульянова О.В., Чернов A.B., Бекетов В.Г. Марковская модель процесса ручной дуговой сварки. // Сварочное производство. 2006. -№8. С. 14- 17.

81. Нетушил A.B., Корнюшко В.Ф., Чупахин A.C. Исследование динамических характеристик человека-оператора в человеко-машинных системах. // Известия высших учебных заведений. 1974. - № 1. - С.З 13.

82. РД 03-613-03. Порядок применения сварочных материалов при изгоювлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов. Нормативный документ Госгортехнадзора России М.: 11ПО ОБТ, 2003 г. - 32с.

83. ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 1995 г.

84. Г1оходня И.К., Горпенюк В.Н., Миличенко С.С., Макаренко В.Д., Пономарев В.Е. Некоюрые пути улучшения характера переноса металлапри сварке электродами с основным покрытием // Автоматическая сварка, 1985. № 1. С.ЗО - 33, 36.

85. Дедюх Р.И., Киселев A.C. Повышение стабильности параметров процесса дуговой сварки покрьпыми электродами на малых токах. // Сварочное производство. 2004. - № 7. - С.З - 6.

86. Мазель А.Г., Дедюх Р.И., Князьков А.Ф. Усюйчивость горения дуги при ручной дуговой сварке модулированным током. // Сварочное производство. 1975. - № 8. - С.27 - 29.

87. А.с. 592539 (СССР) Способ электроду1 овой сварки плавящимся электродом // А.И. Зайцев, А.Ф. Князьков, Р.И. Дедюх, Е.В. Щепкин, С.С. Мифошин. Опубл. в БИ, 1978, № 6.

88. A.c. 521089 (СССР). Способ импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом // А.И. Зайцев, А.Ф. Князьков, Р.И. Дедюх и др. Опубл. в Б.И. 1976, №26.

89. A.c. 727361 (СССР). Устройство для ручной дуговой сварки модулированным током // А.Ф. Князьков, C.B. Ушаков, Р.И. Дедюх, Ю.Н. Сараев, Б.Г. Долгун. H.A. Азаров. Опубл. в БИ, 1980, № 14.

90. Дудко Д.А., Зацерковный С.А., Сидорук B.C., Тараборкин JI.A., Махлин Н.М. Зависимость химического состава металла шва от парамефов режима дуговой сварки модулированным током. // Автоматическая сварка. 1989. - №2 - С.27 - 29.

91. Дудко Д.А., Зацерковный С.А., Сидорук B.C., Тараборкин J1.A., Махлин Н.М. Влияние параметров модулированного тока на скорость плавления покрытые электродов.// Авюматическая сварка. 1985. -№5 - С.38 - 40.

92. ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручнойдуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы. М.: ИГТК Издательство стандартов, 1995 г.

93. ЮО.Сидлин З.А., Тарлинский В.Д. Современные типы покрытий и их применение для дуговой сварки сталей. М.: Машиностроение, 1984. -64с.

94. Князьков А.Ф., Крампит Н.Ю., Крампит А.Г., Князьков С.А., Князьков В.Л. Устройство для сварки. // 11агент на изобретение (RU)№ 2175596 от 10.11.2001.

95. Князьков А.Ф. Разработка и исследование модуляторов тока для сварки. Дис. канд. техн. наук. - Томск. - 1975. - 129 с.

96. Нейман Л.Р., Демирчян К.С., Теорежческие основы элекфотехники. М: Высш. шк. 1986.

97. Ю4.СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. М.: ИПК Издательство стандартов, 1995 г.

98. Патент на изобретение (RU) № 2268809 Способ электродуговой сваркиплавящимся электродом с импульсной модуляцией тока / Князьков А.Ф.,

99. Князьков С.А., Князьков В.Л. Опубликовано: 27.01.2006. Бюл. № 03.

100. Смирнов А.Н., Князьков В.Л., Макаров Н.М., Удалов В.Ф., Ящинин

101. B.В., Урусов В.А. Опыт ремонта барабана из специальной молибденовойстали котлоагрегаш ПК-10. // Электрические станции. 2003. - № 6. 1. C.17-21.

102. Миличенко С.С., Походня И.К., Костенко Д.А., Котляревский A.A. Новые электроды с основным покрытием для сварки труб и трубчатых элементов сварных конструкций. // Сварочное производство. 1979. -№ 10.-С.9-10.

103. Березовский Б.М. Математические модели дуговой сварки: В 3 т. -Том 1. Магматическое моделирование и информационные технологии, модели сварочной ванны и формирования шва. Челябинск: Изд. ЮУрГУ.-2003.-485с.

104. Березовский Б.M. Математические модели дуговой сварки: В 3 т. -Том.2. Ма1ема1ическое моделирование и оптимизация формирования различных типов сварных швов. Челябинск: Изд. ЮУрГУ. - 2003. -485с.

105. Головат юк А.П., Сидорук B.C., Левченко О.Г., Зацерковный С.А., Тараборкин JI.A. Интенсивность образования аэроюлей при ручной дуговой сварке модулированным током // Автоматическая сварка 1985. -№2.-С.39-43.

106. Ворновицкий И.Н., Сабун Л.Б., Трусов А.Г. и др. Ручная дуговая сварка неповорогных стыков трубопроводов в узкую разделку. // Сварочное производство, 1977. № 6. С. 15 - 17.

107. Кушлэйко Р. Метод оценки стабильности сварочного процесса. Сб. СЭВ «Информационные материалы». - Киев: ИЭС, 1977. - Вып. 2. - С. 183 - 185.

108. Походня И.К., Горпешок В.Н., Миличенко С.С. Металлургия дуговой сварки. Киев: Наукова думка, 1990. - 224 с.

109. Заруба И.И., Дыменко В.В. Влияние капельного переноса металла на усюйчивосгь сварочной дуги переменного тока. // Автоматическая сварка. 1983. - № 12. - С. 14 - 20.

110. Лебедев В.А. Использование обратных связей в дуговом механизированном оборудовании (обзор). // Автоматическая сварка. -1983. № 6. - С.48 - 57.

111. BaiHep Ф.А. Влияние пульсации дуги на химический состав и структуру сварного соединения. // Энергетическое строительство. -1977. -№ 4. С.69 - 71.