автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Разработка управления в системе ручной дуговой сварки

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГГ) СА

1 г Л!* Ц На правах рукописи

ЖМАЙЛОВ БОРИС БОРИСОВИЧ

УД К621.791.753.042.4.001.57.(04)

РАЗРАБОТКА УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Специальность: 05.03.06 - Технология и машины

сварочного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 1996

Работа выполнена на кафедре "Машины и автоматизация сварошю: производства" Донского государственного технического университет;

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор ЛЕНИВКИН В.А.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук профессор ДЮРГЕРОВ Н.Г.

- кандидат технических наук доцент ПАХАНЬЯН Д.М.

Ведущее предприятие - АО "ШТРУБОПРОВОДСТРОЙ"

Зажита диссертации состоится 24 декабря 1996 г. в 10 ч. н заседании специализированного Совета К 063. 27. 01 при Донском го сударственном техническом университете по адресу: Ростов-на-Дону пл.Гагарина 1, ауд. 252.

О диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим выслать п указанному адресу.

Автореферат разослан г:;...ноября 1996 г.

Ученый секретарь специализированного

совета А.И.Шипулин

канд. техн. наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. По данным международного института сварки на протяжении последних десятилетий наблюдается общий рост объемов сварочного производства. Развитие автоматических способов сварки способствует увеличению производительности металлоконструкций и надежности сварных соединений. Однако, доля ручной дуговой сварки СРДС) остается постоянной и составляет 40% от общего объема сварочных работ. Это объясняется преимуществами РДС, позволяющими выполнять сварку широкой номенклатуры материалов и работы, требующие мобильности сварочного оборудования.

Формализация РДС ослохнена, во-первых, сложностью процессов протекающих в системе и необходимостью описания сварщика как элемента системы. Во-вторых, качество сварного соединения в значительной степени зависит от субъективных факторов, в том числе от уровня квалификации сварщика. Кроме того, применяемые источники питания для РДО не всегда обеспечивают выполнения требований ресур-со- и энергосбережения.

На базе достижений силовой электроники разрабатывается новое поколение экономичных сварочных источников питания. Однако, в настоящее Бремя, отсутствуют данные по оптимизации их свойств в зависимости от технологических условий процесса, а это требует новых подходов при анализе и синтезе ТС РДС.

Актуальность работы' заключена в обосновании принципов управления технологическими свойствами дуги при ручной дуговой сварке на основе^ выявления взаимосвязей между ее физическими и технологическими параметрами в технологической системе ручной дуговой сварке (ТС РДС) и разработке алгоритмов управления, обеспечивающих условия энерго- и ресурсосбережения.

Целью работы являлось выявление. взаимосвязи физических и энергетических процессов, протеказсздк в дуге, и разработка модели дуги для технологической системы ручной дуговой сварки, оптимизация формы статической вольтамперной характеристики источника питания и разработка алгоритмов управления технологической системы ручной дуговой сварки, позволяющих получить оптимальное качество сварного шва при условии ресурсе- и энергосбережения.

.Методы исследования. Исследования производились путем осцил-лографирования энергетических параметров процесса ручной дуговой сварки, статистической обработки экспериментальных данных. Числен-

ные расчеты по уравнениям, полученным при теоретическом изучени процессов, протекающих б дуге, и устойчивости функционировани. технологической системы ручной дуговой сварки, обработка экспериментальных данных и построение функциональных зависимостей выпол нены с помощью ЭВМ. Также использованы методы металлографии.

Научная новизна работы:

- на основании выявления взаимосвязей физических и энергетических.. процессов, протекающих в дуге, разработана модель дуги расчетно-экспериментальная идентификация которой, дала возможност: с высокой достоверностью описывать процессы при РДС:.

- установлены общие закономерности функционирования ТС РДС на основании анализа процессов протекающих в ней и предложена методика определения областей устойчивого функционирования систем] для различных марок покрытых электродов:

. - на-основании анализа процессов в технологической систем ручной .дуговой сварке предложен новый подход к рассмотрению е функционирования на стадиях горения дуги и короткого замыкания определены условия оптимального ее функционирования за счет повы шенкя устойчивости на стадии горения дуги и снижения устойчивост на стадии короткого замыкания.

Ка основании исследований получены аналитические зависимост для расчета оптимальных параметров режимог РДС. Определены требо вания к свойствам и форме .статических вольтамперных характеристи источников питания с точки зрения приемлемых технологически свойств дуги,, обеспечивающих ресурсо- и энергосбережение.

Практическая ценность и результаты работы. На основании уело вий стабильности процесса ручной дуговой сварки разработаны алго ритмы управления ТС РДС и требования к существующим источникам пи тания параметрического типа. Результаты исследований и предложен ные принципиальные решения явились основой для разработки и освое ния быстродействующих инверторных источников питания нового поко ления.-Полученные результаты исследований и разработанные источни ки питания использованы в АО "Кктрубопроводстрой".

Апробация работы. Отдельные разделы работы докладывались на:

- международной научной конференции "Сварка-95" (Пермь 1995г.);

- научно-технических конференциях Донского государственног .технического университета в 1995г. и 1996г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 статей и получен патент РФ.

Структура и объем работы. .Диссертация состоит из введения, пяти глав., общих выводов, списка литературы и приложения. Диссертация содержит 175 листов, в том числе 46 рисунков и 11 таблиц. Список литературы состоит из 116 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность диссертационной работы, обоснована цель работы, поставлены задачи исследования, сформулированы научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

Б первой главе произведен анализ существующих моделей дуг и их технологических свойств с целью определения возможности их использования для оптимизации СВАХ ИП и разработки алгоритмов управления ТС РДС. Впервые уравнение дуги было получено Г.Айртоном, для дуги с чистыми угольными электродами. Данное уравнение явилось основополагающим в исследованиях ряда ученых по определение физических и технологических свойств сварочной дуги. Так, Рабинович И.Я. предложил условие устойчивости дуги переменного тока. А.Г.Мазедь выявил технологические и энергетические характеристики покрытых --лектродов. Тихсдеев Г.М. исследовал дуги высокой мощности и, основываясь на уравнении Эленбасеа-Хеллера и принципе минимума, предложил эмпирическое уравнение изменения напряжения на дуге. М.Я.Броун, Г.И.Погодин-Алексеев установили, что напряжение на дуге зависит не только от тока дуги и скорости его изменения, но и от расстояния медзу электродами, материала электродов, эффективного потенциала ионизации дугового газа и от характера отвода тепловой мощности от дуги. На основании термического толкования процессов в сварочной дуге, они предложили уравнения изменения напряжения на дуге в широком диапазоне режимов. Лесков Г.И. ориентировался в своих исследованиях на каналовую модель дуги, используя уравнение баланса мощности, уравнение Саха, и " принцип минимума " Штеенбе-ка, и качественно описал U-образную СВАХ дуги. Попков Н.М., Пацке-вич И.Р. основываюсь на уравнении Г.Айртона ' разработали модель системы "ИП- дуга" при сварке с короткими замыканиями в среде углекислого газа. Ленивкнн В. А. .Дюргерс-в Н.Г., Сатиров Х.Н. разработали модель дуги при сварке в защитных газа-: и получили статпчес-

.кие характеристики саморегулирования процесса. Ерохин A.A. рас< матривает энергетические характеристики сварочных дуг на основан] ее теплового баланса.

Данные модели дуг, в частности Погодина-Алексеева, Лесков; имеют сложную структуру, что вызывает трудности при использован! их в инженерных расчетах. Модели предложенные Н.Г.Дюргеровым.В.1 Ленивкиным,Попковым,Г.М. Тиходеевым достоверно описывают СВАХ ду1 на высоких плотностях токах, которые не характерны для РДС.

Однако указанные модели выявляют процессы протекающие столбе дуги, позволяют получить форму СВАХ дуги на которой може выделить три характерных участка в зависимости от режима ее горе ния, а также.описывать СВАХ дуги в диапазоне больших и средних тс ков, соответствующих второму к третьему участку с определение погрешностью, а применение их в диапазоне малых токов затруднено что не пригодно для РДС.

. Поэтому в работе решалась задача разработки модели дуги дл .РЛС адекватно описывающей процессы, протекающие в столбе дуги, СВАХ дуги в широком диапазоне- токов.

Теоретический анализ физических явлений, протекающих в дугах и баланса энергии при различных режимах горения позволил предста вить СВАХ дуги ввиде трех слагаемых, которые характеризуют опреде ленные затраты мощности.

ид=иак+(ИеЬд)/1+кгЬд1 (1)

где: ид- напряжение на дуге,В; Uat;- приэлектродное ладен» напряжений. В: 1д- длина дуги, мм; I- сила тока. А; ке- коэффициент удельной мойности столба дуги, ВА/мм; кг-коэффициент удельног< сопротивления столба дуги, Ом/мм.

Первое слагаемое соответствует затратам энергии в приэлект-родных областях. Второе - характеризует затраты энергии на разогрев плазмы столба дуги путем теплопроводности. По данным Энгелыдтс и Жукова доля потерь на теплопроводность от общего объема потерь г диапазоне малых токов составляет 90%, а в диапазоне больших tokoi 10%. Третье слагаемое характеризует потери энергии ввиде излучение с боковой поверхности столба дуги, доля которых в диапазоне малых токов составляет 10% от общего объема потерь, а в диапазоне больших токов - 90% . На основании теоретических исследований установлен характер изменения составляющих уравнения (1), при графическое

сложении которых получается исходная СВАХ дуги.

Лля практического использования уравнения (1) при сптимигации гермы СНАХ источника питания, значения кегэфшшентев ке,кГ. определялись экспериментально в зависимости о? маски и диаметра покрытого электрода.

Во второй главе с целью идентификации предложенной модели дуги разработана методика, спроектирована и изготовлена экспериментальная установка, которая обеспечиьала процесс РИС и регистрацию энергетических параметров процесса в автоматическом режиме. Для выявления влияния формы СВАХ ИИ на процесс сварки разработана силовая схема питающей системы, которая позволяла изменять форму СВАХ в вирскги пределах. Система состоит из параллельно соединенных источников: источника с жесткой СЗАХ и низким напряжением холостого хода, и - задающей СВАХ с высоким напряжением холостого хода. Такая система питания позволила обеспечить достаточный ток короткого замыкания, необходимый для возбуждения дуги, надежного установления процесса плавления электрода и предотвратить залипа-ние капли с наплавляемый образцом во всем диапазоне рабочих токов.

Б работе определено влияние напряжения холостого хода источника питания с жесткой СВАХ на первоначальное возбуждение дуги л установление процесса сварки, а также - по выбору его оптимального значения. Установлено, что с ростом иХх увеличивается разрывная длина дуг;! и при лсстижении напряжения холостого хода равного Ъ'эк-КЗ^сВ}, значение 1лр остается практически постоянным в интервале приращения напряжения "х>: на 4+5 В.

Коэффициенты ке,кг определялись при использовании электродов четырех типов покрытий: У0НШ13/55 диаметром 3 и 4мм основного типа: АКО-4 - 4мл.. АНО-21 - Змм рутилсвого типа; ВСП-4М - 4мм целлюлозного типа: Еп-14 - 3.25мм (Чехия); Оагагх - 3.25мм, 2.5Ш4 (Германия); ОК-75 - 3.25мм (Швеция.; - электроды с промежуточными типами покрытий иностранного производства и сварочной проволоки Св06Г2А - Змм.

Исходя из тсго, что в диапазоне больших токов потерями энергии, затрачиваемой ка разогрев столба дуги путем теплопроводности (кеЬд/Ь-* 0) можно пренебречь, уравнение :1) принимает вил:

ид= Ц^+МдЬд (2)

•Этсму соответствует параметры разрыва дуги при минимальном наклоне СЕ'АХ йП с падающей характеристикой и максимальном токе. Тогда из

(2) коэффициент кг определяется как:

Кг= Шдр-и^) / (1лрЬдр) С 3)

В диапазоне малых и средних токов, потерями на разогрев стол ба дуги путем теплопроводности" пренебрегать нельзя. Поэтому зкспе риментальные исследования условий разрыва дуги производились пр работе системы питания в диапазоне токов 20 - 50 А при максималь ном наклоне СВАХ питающей системы в рабочей точке. Из уравнени (1) и с учетом полученной численной величины коэффициента кг, ко эффициент Ке определялся :

кв= ( идр-иаК~ 1дрЬдркГ) 1др/1.др. (.4)

Установлено, что тип электродного покрытия оказывает невначи тельное влияние на коэффициент кг и значение его тем меньше че ниже температура расплавления покрытия. А к9 определяется типо электродного покрытия и с ростом элементов с высоким потенциало ионизации в нем - возврастает.

СВАХ дут рассчитывались по уравнению (1) для различных маро покрытых электродов и длин дуг. Погрешность между расчетными экспериментальными данными не превышает 9 %.

1 Марка и диа- 1 1 ¡У0НЮ1 13/55| 1 АН0-21! 1 АН0-4! 1 ВСЦ-4М! 1 ЕР-14 |

|метп электэода' | Змм 1 4мм ! Зм 1 4мм 1 4мм 1 3,25мм|

|Ке_. Вт/мм ! 77 1 61 | 40 1 41 ! 41 ! 33,81

¡Кг, Ом/мм |0,01?!0,013| 0,0158! 0,0131 0,013 | 0,018!

В третьей главе для решения задачи оптимизации СВАХ ИП прове лен анализ типовых процессов РДС. Особенность которого заключаете в том, что отдельно рассмотрены стадия горения дуги и стадия кс роткогс замыкания.

При оптимизации процесса на стадии горения РДС, а также полу чения качественных сварных соединений с наименьшими анерго- и ре сурсозатратами определялась сначала область Функционирования 1 РДС, из которой выделялась оптимальная.

Оптимальная область на стадии горения дуги ограничиваете максимальными током и напряжением, исходя из условий сохранен!" газозащитных свойств покрытия, и минимальными током и напряжением исходя из условия устойчивого горения дуги.

Определение условий устойчивого функционирования ТС РДС к стадии горения дуги производилось с учетом энергетических характе

ристик покрытых электродов. Исходя из условия максимальной устойчивости и на основании принципа минимума действия ТС РДС наиболее устойчива, когда тангенс угла между касательными проведенными в точке пересечения СВАХ Ш со СВАХ дуги, стремится к бесконечности, а угол к 90°. Наклон СВАХ дуги в диапазоне рабочих токов определяется коэффициентами кэ и кг-

При анализе стационарных состояний ТС РДС на стадии горения дуги, использовался метод устойчивости Ляпунова. С целью получения областей устойчивости на стадии горения дуги при РДС и определения влияния на них параметров цепи и энергетических характеристик электродов в систему уравнений, описывающих состояние ТС РДС, введено уравнение (1), описывающее СВАХ дуги при сварке штучным электродом.

Производя преобразования' уравнений системы, описывающих электрические процессы протекающие в ней, по второму методу Ляпунова получено уравнение стационарных состояний системы в виде выражения для его корней:

2=-(ь+гср)/2гЬс ±1/ [Ь2+(гср)2-2гсЬр-4г2сЬЭ/4г2Ь2с2. (5)

где: Ь-индуктивность сварочной цепи; г-внутреннее сопротивление источника питания; с-емкость сварочной цепи;

р=кгЬд-кеЬд/12. (6)

Из теоремы Ляпунова следует, что состояние равновесия устойчиво в области отрицательности действительной части корней характеристического уравнения. Поэтому при анализе устойчивости ограничивались рассмотрением подкоренного выражения (5), так как корень квадратный из него заведомо меньше, чем (Ь+гср)/2гЬс. Поэтому область действительных корней отвечает неравенству:

Ь2+(гср)2>2гсЬр-4г2си (?)

Приводя уравнения (7) к явному виду и решая его относительно II получили выражения, определяющие верхнюю (3) и нижнюю (9) границы области устойчивого функционирования:

-Ы3+Ес1д(12кг-ке)+2Е1П/1с На = --— (8)

с1д (ке-1 е2кг) +212|/Ьс

-Ыэ+Ес1дС12кг-ке)+2Е1^/1с и2 «-.—_--

с1д(1е2кг-ке)+?л^/1с

Анализ устойчивости функционирования ТС РДС на стадии короткого замыкания производился аналогично со стадией горения дуги. При этом учитывалось, что р=сЮ/с11 (сопротивление "перемычки" электрод-ванна").

! ■ ' г~

\ и=Е-И/(КС-2^С)

{ '/- , (Ю).

| и=Е-Ы/(РС-£УЬС) ч

где: из и 1)4 - верхняя и нижняя граница области устойчивого функционирования ТС РДС на стадии короткого замыкания соответственно.

Установлено, что область устойчивого функционирования на стадии горения дуги определяется, в основном, индуктивным сопротивлением сварочной цепи и напряжением холостого хода источника питания. На стадии короткого замыкания - кроме индуктивности сварочной цепи, напряжения холостого хода источника питания, еще и сопротивлением "перемычки" электрод-сварочная ванна. При этом выделенная область устойчивого короткого замыкания соответствует условию согласования сопротивления нагрузки с внутренним сопротивлением источника питания.

Установлена взаимосвязь между энергетическими свойствами источников питания и характером протекания процессов в сварочной ванне, а также возмущения вносимые оператором в ТС РДС.

Анализ динамических и статических свойств источников питания показал,, что у источников параметричекого типа устойчивость процесса горения дуги достигается засчет излишнего запаса по мощности. Источники питания с инверторным преобразователем являются быстродействующими и устойчивость горения дуги достигается за счет регулирования. Они не обладают излишним запасом по мощности» имеют более высокий КПД 85% по сравнению с источниками питания парамет-

рического типа, а также обеспечивают требования электротехнической устойчивости, когда максимум КПД совпадает с максимально выделяющейся мощностью ео вторичной цепи.

В существующих сварочных источниках питания параметрического типа СВАХ преходит через оптимальную область функционирования на стадии горения дуги, с выполнением условия полной или частичной устойчивости, которое достигается засчет чрезмерного запаса по мощности б нем. А тагоса через область коротких замыканий с выполнением условия неустойчивости.' Так как при выполнении условия максимальной устойчивости на стации горения дуги СВАХ Ш1 будет попадать в область устойчивых коротких замыканий. На основании этого, для устойчивого функционирования системы в цикле РДС при параметрическом формировании СВАХ Ш1 должно выполняться условие 1кз=1,25-21р.

Таким образом, для устойчивого Функционирования процесса РДС, СВАХ ИИ на стадии горения дуги должна проходить через выделенную область с соблюдением условия статической устойчивости, с учетом энергетических характеристик покрытых электродов. На стадии короткого замыкания для обеспечения надежного смачивания и слияния капли расплавленного металла со сварочной ванной СВАХ МП должна проходить через область устойчивого короткого замыкания, для обеспечения надежного разрыва перемычки выйти за гранили этой области.

В четвертей главе на основании литературных и экспериментальных исследований с целью - получения необходимых исходных данных для разработки алгоритмов управления ТС РДС были систематизированы энергетические, технологические и металлургические характеристики покрытых электродов.

Затем выявлялась взаимосвязь между манипуляциями торцом электрода оператором, типом электродного покрытия и положением шва з пространстве. Известно, что на практике выполняемые сварные швы принято разделять на три типа: корневой, заполняющий и облицовочный. На основании корреспондентского опроса сварщиков систематизированы манипуляции ими электродом, из которых выделяются три основных траектории: прямолинейная; зигзагообразная и петелькообраз-ная. Прямолинейная траектория используется только при свалке корневых швое или тонколистовых конструкций. Остальные траектории выполняются вне зависимости от типа сварного шва. а исходя из навыков сварщика. На основании выявленных взаимосвязей между манипуля-

циями торцом электрода оператором, типом электродного покрытия ] положением шва в пространстве предложена классификация ТС РДС, позволяющая оптимизировать форму СВАХ питающей системы для выполнения сварочных работ.

При составлении классификации ТС РДС за основной классификационный признак принята текучесть сварочной ванны, которая определяется множеством факторов. Установлена значимость этих факторов 1 они были приняты в качестве классификационных признаков ТС РДС:

1. Тип сварочной ванны;

2. Пространственное положение сварного шва;

3. Тип шлака, образующегося при плавлении электродного покрытия;

4. Тип электродного покрытия;

5. Диаметр электродного стержня покрытого электрода;

6. Свариваемые толщины:

7. Тип выполняемого валика;

8. Техника выполнения валика.

Установлено, что для получения качественных сварных соединений с учетом различных технологических требований, система питанш сварочной дуги должна иметь определенную форму СВАХ. Это условш может быть реализовано на быстродействующих источниках питания нового поколения с высокочастотными транзисторными преобразователями. Для этого разрабатывались алгоритмы управления, которые позволяют сформировать координатным способом СВАХ МП, удовлетворяющую различным технологическим требованиям, с учетом характеристик каждого элемента системы ТС РДС.

Алгоритмы управления ТС РДС при сварке стыковых соединений

1. 'Выбор 'стыкового соединения. В зависимости от свариваемы? толщин, согласно ГОСТ 5264-80 они выполняются либо с предварительной подготовкой кромок свариваемых изделий, либо без нее.

2. Назначение пространственного положения места сварки, исходя из технологических условий.

3. Выбор диаметра электрода и числа проходов в зависимости 01 свариваемых толщин.

4. Выбор типа электродного покрытия и валика, исходя из анализа условий работы и степени ответственности конструкции.

5. Назначение рекомендуемой техники выполнения валика.

е. Расчет режима сварки. Расчет' производится на основанш

экспериментальных исследований и литературных данных.

1с£=1тз:-:*км*кп ■ (11)

где: 1СВ - рабочий сварочный ток:

1ща.-г максимально допустимый ток. при прохождении которого через электрод покрытие не утрачивает своих защитных свойств.

к.м,км- эмпирические коэффициенты, учитывающие положение шва в пространстве и материал конструкции.

иД та>:~Цак+кеЬд/1 св+к-гIсвкд, (12)

где: ид ¡«ах-максимальное напряжений на дуге; Ц^к- призлект-рсдные падения напряжений: ке- коэффициент удельной мощности столба дуги: кг- коэффициент удельного сопротивления столба дуги; Ьд-длина дуги при которой не нарушаются защитные свойства покрытия (Ьд=1.,5си).

1Уст=0.851се, (13)

где: Iуст-ток уставки, который обеспечивает кристаллизацию сварочной ванны.

Ьдуц^зк+кеЬд1/1сэ+кг1свЬд1 , (14)

где: ипун-напряжение уставки при сварке в нижнем положении: ЬД1 -длина дуги, при которой происходит переключение характеристики СВАХ ЯП с режима плавления на режим кристаллизации при сварке в нажнем положении,

Аналогично рассчитываются напряжения уставки для потолочного (идуп) к вертикального (иЛУВ) положений, с той разницей, что при сварке в потолочном положении длина дуги (Ьдг), при которой происходит переключение, равна аэ, а при сварке в горизонтальном ьдз=1,5аэ.

7. На основании выработанных критериев значимости производится оптимизация СВАХ ИП.

В пятой главе приведено краткое описание, разработанного на основании алгоритмов управления, быстродействующего источника питания и произведена технологическая опенка свойств процесса ручной дуговой сварки при его использовании. Приведены экспериментальные данные по результатам сравнительных испытаний разработанного источника с источниками питания выпускаемыми промышленностью (БДУ-506, ВД-ЗОб, ПСТ-500). Исследования показали, что наиболее благоприятная Фор:-,¡а и микроструктура швов получена при сварке от быстродействующего источника питания. Кроме того, установлены положительные качества ВЛ-181: мягкая дуга; хорошее Формирование ава;

отсутствие свищей и кепроваров; яри сварке малых толщин отсутствие лрожегов, при чем эталонные источники питания не обеспечивают сварку указанных толщин.

ОБЩИЕ БКРОЛК

1. Ка основании баланса электрической мощности предложена модель дуги технологической системы ручной дуговой сварки, учитывающая потери подводимой мощности к дуге, которая затрачивается н? преодоление электрического сопротивления призлектродшх областей, ■разогрев столба дуги за счет теплопроводности и излучения с ее боковой поверхности.

£. Ферма статической вольтамперной характеристики дуги пр* ручной дуговой сьаске покрытыми электродами определяется взаимосвязью механизмов потерь ее мощности, которые зависят от тока, типе покрытия и диаметра электродного стержня.

3. Коэффициент удельного сопротивления столба дуги Иг прямс пропорционален разности падений напряжений ка дуге и в приэлект-розных областях, и обратно пропорционален произведению тока дуги на ее длину и величина его тем меньше, чем -ниже температура расплавления покрытия.

4. Коэффициент удельной мощности столба дуги ке прямо пропорционален мощности затрачиваемой на разогрев столба путем теплопроводности и обратно пропорционален ее длине и с роете;.! количества в покрытии элементов с высоки.-; потенциалом ионизации - возврастает.

5. Максимальная устойчивость процесса РДС ка стадии горения дуги достигается при прохождении СВАХ источника питания через оптимальную область функционирования с учетом энергетических характеристик покрытых электродов и свойств питающей системы, а также подбором внешней характеристики источника питания такой формы , при которой угол между касательными в рабочей течке при пересечении СВАХ дуги со СВАХ Ж1 составлял 90°.

5. Оптимальное функционирование процесса НДС ка стадии короткого замыкания достигается тогда, когда в момент касания и слияния капли расплавленного металла со сварочной ванной СВАХ ШТ проходит через область устойчивого короткого замыкания, а при выходе за границы этой области происходит разрыв "перемычки" электрод-сварочная ванна и установление дугового разряда.

7. Быстродействующие источники питания с инверторныш: преобразователями транзисторного типа обладают ресурсо-энергосберегаа-

щими свойствами,при этом максимум мощности выделяющейся во вторичной цепи соответствует максимуму его КПД, а также обладают высокими технологические свойствами и обеспечивают получение сварного соединения высокого качества, особенно при сварке тонколистовых конструкций по сравнению с иточниками питания параметрического типа, выпускаемыми промышленностью.

8. На основе выявленных взаимосвязей между энергетическими и технологическими свойствами процесса сварки разработаны алгоритмы управления ТС РДС для различных технологических условий.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. В.А.Ленивкин, П.И.Петров, Б.Б.Жмайлов. Оценка технологических свойств источника питания по разрывной длине дуги // Современные проблемы сварочной науки и техники "Сварка- 95": Материалы Рос. научн. техн. конф., 23- 25 мая. Ч.1.- Пермь. 1995, С 65-68.

2. Источник питания для ручной дуговой сварки /В.А. Ленивкин, ПЛ. Петров, А.Г. Олейников и др.//Сварочное производство, 1995.N8. С 32-35.

3. Источник питания для дуговой сварки типа ВД-161 / Г.Г.Кленов, В.А.Ленивкин, П.й.Петров и др. // Ростов.ЦНТй, 1995. -Ин-форм.листск №23-95.

4.'Ленивкин В.А., Жмайлов Б,В..'Петров П.И. Определение оптимальных параметров функционирования технологической системы ручней дуговой сварки//Сборник научных статей "Сварные конструкции и технология их изготовления". -Ростов-на-Дону: 1996, С 13-19.

5.Петров П.11., Жмайлов Б.В., Чукарина И.М. Качество функционирования системы дуговой сварки в условиях ограничения информационных переменных//Сборник научных статей "Сварные - конструкции и технология их изготовления". -Ростов-на-Дону: 1996, С 25-29.

6. Патент РФ N 2063850 6В23К 9/10. Источник питания для дуговой сварки / А.Г.Олейников, В.А.Ленивкин, Б.Б.Жмайлов и др./ Б.И. N£0, 1996.