автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Управление процессом дуговой сварки при возмущающем воздействии магнитного поля

На правах рукописи

Гордьшец Антон Сергеевич

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПРИ ВОЗМУЩАЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Специальность 05.02.10 Сварка, родственные процессы и технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск - 2012

005049924

005049924

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Киселев Алексей Сергеевич Официальные оппоненты:

Сараев Юрий Николаевич — доктор технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, ведущий научный сотрудник

Смирнов Александр Николаевич — доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» им. Т.Ф. Горбачева, профессор кафедры «Технология машиностроения»

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», г. Барнаул.

Защита состоится 27 декабря 2012 г. в 16 часов 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 003.038.02 при ИФПМ СО РАН по адресу: 634055, г. Томск, проспект Академический, 2/4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФПМ СО РАН.

Автореферат разослан 27 ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, - , /

доктор физико-математических наук, профессор <'' ^ Данилов В. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Дуговая сварка униполярным током электродами с основным типом покрытия является распространенным способом получения неразъемных соединений при выполнении ремонтных работ на объектах ответственного назначения, что обусловлено его универсальностью, мобильностью и простотой применяемого оборудования. При этом необходимо создавать условия по исключению магнитного дутья с целью обеспечения пространственной и физической стабильности дугового разряда. Наиболее сложно это осуществлять при наличии остаточной намагниченности соединяемых деталей, которая является следствием использования магнитных методов контроля. Решение данной проблемы, как правило, осуществляют уменьшением индукции возмущающего магнитного поля методом его компенсации или шунтирования, а также предварительным размагничиванием деталей. Такой подход связан с применением сце-циального оборудования (ПКНТ, ЛАБС-7К, АУРА-7001-3 и т. п.), эксплуатацкя которого характеризуется продолжительным процессом подготовки к работе и, как следствие, низкой производительностью труда, а также предполагает наличие обслуживающего персонала высокой квалификации.

Известная взаимосвязь направления отклонения сварочной дуги с её полярностью при воздействии внешнего поперечного магнитного поля позволяет, сделать вывод о целесообразности применения переменного тока для стабилизации процесса сварки намагниченных деталей. При этом перспективным является использование прямоугольной формы волны, которая характеризуется широкими регулировочными возможностями амплитудно-временных параметров. Однако механизм влияния этих параметров на стабилизацию процесса сварки при возмущающем воздействии магнитного поля изучен недостаточно полно, что требует проведения дальнейших исследований.

Цель работы: обеспечение стабильности процесса дуговой сварки электродами с основным типом покрытия переменным прямоугольным током при возмущающем воздействии магнитного поля.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Исследовать особенности зажигания и последующего гашения дуги , в зоне действия магнитного поля.

2. Разработать схему транзисторного коммутатора полярности сварочного тока, его математическую модель и исследовать коммутационные процессы.

3. Определить влияние амплитудно-временных параметров переменного прямоугольного тока на стабильность процесса дуговой сварки электродами с основным типом покрытия при возмущающем воздействии магнитного поля.

4. Разработать специализированное оборудование для дуговой сварки , и исследовать свойства получаемых соединений.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применяли математическое и компьютерное моделирование с использованием программ Mathsoft MathCad и Spectrum Software Micro-Cap, скоростную видеосъемку процесса сварки, осциллографирование электрических параметров сварочной цепи, разрушающие и неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.

Научная новизна работы заключается в установлении закономерностей влияния амплитудно-временных параметров переменного прямоугольного тока

на стабильность процесса дуговой сварки электродами с основным типом покрытия и качество получаемых соединений при возмущающем воздействии магнитного поля:

. установлено, что процесс сварки электродами с основным типом покрытия в зоне действия магнитного поля с максимальным значением индукции 100 мТл стабилизируется при питании дуги симметричным переменным прямоугольным током, частота которого должна быть не менее 500 Гц, а скорость его изменения при смене полярности - не менее 6,5 МА/с;

• определенно, что для гарантированного повторного зажигания дуги переменного прямоугольного тока при сварке электродами с основным типом покрытия в зоне действия магнитного поля с индукцией 2... 100 мТл следует осуществлять пробой межэлектродного промежутка кратковременным (4... 15 мкс) синфазным униполярным импульсом высокого напряжения, обеспечивающим формирование разрядного тока с амплитудным значением не менее 5 А;

. показано, что применение переменного прямоугольного тока при дуговой сварке электродами с основным типом покрытия позволяет получать качественные соединения в зоне действия возмущающего магнитного поля.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований определены требования к специализированному сварочному оборудованию. С учетом этих требований разработан транзисторный преобразователь сварочного тока, предназначенный для работы в комплекте со стандартным источником питания постоянного тока с падающей внешней вольтамперной характеристикой. Опытные образцы преобразователя прошли испытания и внедрены в ОАО «Новосибирский завод химконцентратов» (г. Новосибирск) и в ОАО «Томскнефть» ВНК (г. Стрежевой Томской области).

Положения выносимые на защиту:

1.В зоне действия возмущающего магнитного поля с индукцией не более 100 мТл процесс дуговой сварки электродами с основным типом покрытия стабилизируется при питании сварочной цепи переменным прямоугольным током, длительность полупериода которого не превышает 1 мс.

2. Установлена необходимость стимулирования повторного зажигания дуги переменного прямоугольного тока при сварке электродами с основным типом покрытия в зоне действия возмущающего магнитного поля посредством пробоя межэлектродного промежутка кратковременным (не более 15 мкс) синфазным униполярным импульсом высокого напряжения, обеспечивающим формирование разрядного тока не менее 5 А.

3. Определены требования к схемотехнике транзисторного коммутатора полярности тока, и разработан алгоритм переключения его вентилей, которые обеспечивают скорость изменения тока при смене полярности на начальном и завершающем этапах полупериода горения дуги не менее 6,5 МА/с.

4. Показано, что применение переменного прямоугольного тока с длительностью полупериода 1 мс при дуговой сварке электродами с основным типом покрытия в зоне возмущающего воздействия магнитного поля с индукцией 2. ..100 мТл позволяет получать качественные соединения.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы были изложены и обсуждены на Всероссийской конференции «Сварка и контроль -

2004» (г. Пермь, 2004 г.), Всероссийской конференции «Сварка и контроль -2005» (г. Челябинск, 2005 г.), Научно-производственном форуме «Экологические проблемы и техногенная безопасность строительства, эксплуатации и реконструкции нефтегазопроводов. Новые технологии и материалы — 2005» (г. Томск, 2005 г.), III Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения - 2006» (г. Томск, 2006 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства» (г. Тольятти, 2006 г.), IV Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения - 2008» (г. Томск, 2008 г.).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ, 6 тезисов докладов и публикаций в трудах и сборниках трудов конференций и школ-семинаров. Получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка использованной литературы из 123 наименований и приложений, в которых приведены копии документов, подтверждающие практическую значимость работы. Общий объем диссертации — 158 страниц, в том числе 101 рисунок и 8 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана научная новизна и практическая значимость работы, изложены выносимые на защиту положения.

В первом разделе проведен анализ технологических особенностей дуговой сварки постоянным током электродами с основным типом покрытия, который показал, что магнитное поле в зоне горения дуги с индукцией более 2 мТл оказывает возмущающее воздействие на процесс сварки и препятствует получению качественных соединений.

В работах К.К. Хренова, Г.Б. Сердюка, И.М. Ковалева, В.Д. Тарана, Ю.Г. Гагена, И.А. Бачелиса, B.C. Гвоздецкого, E.W.D. Norman, P.J. Blakeley и др. изучены основные закономерности влияния внешнего магнитного поля на пространственную и физическую стабильность дугового разряда, а также предложены меры противодействия, в основу которых положен принцип снижения индукции магнитного поля в зоне сварки ниже критического уровня. Это обеспечивается размагничиванием деталей перед сваркой, компенсацией встречно направленным магнитным полем, магнитным экранированием зоны сварки, шунтированием магнитного поля в разделке кромок и применением специальных схем токоподво-да к изделию. Выбор необходимого метода или их комбинации определяется причиной появления возмущающего магнитного поля и адаптируется индивидуально.

Известна взаимосвязь направления отклонения дуги с полярностью тока при воздействии внешнего поперечного магнитного поля, что позволяет сделать выбор в пользу переменного тока для борьбы с магнитным дутьем при ;; сварке. Однако сдерживающим фактором применения такого способа является низкая стабильность горения дуги.

Одним из способов повышения стабильности процесса сварки переменным током является использование импульсных стабилизаторов горения дуги, что обосновано в работах Б.Е. Патона, Г.И. Лескова, И.И. Зарубы, В.В. Дыменко, В.П. Лугина, А.Т. Светлова, другим - применение переменного тока с прямоугольной формой волны. В настоящее время преимущества переменного прямоугольного тока реализованы при аргонодуговой сварке неплавя-щимся электродом, автоматической сварке под флюсом и механизированной сварке плавящимся электродом в среде защитных газов. При этом отсутствуют сведения о возможности его применения для стабилизации процесса дуговой сварки электродами с основным типом покрытия, в частности, при возмущающем воздействии магнитного поля.

На основе проведенного анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследований.

Во втором разделе изложены результаты исследований влияния на процесс зажигания и стабильность горения дуги индукции поперечного магнитного поля (2... 100 мТл), начального тока в сварочной цепи (10... 120 А) и его полярности. При проведении экспериментов использовали электроды с основным типом покрытия марки ЬВ-52и диаметром 3,2 мм. Изделием служили две пластины из стали 20 (50x50x5 мм) с зазором 2,5 мм в котором индуцировали магнитное поле. Ось электрода располагали перпендикулярно поверхности пластин и в центре зазора. Отвод электрода на заданное расстояние (3 мм) в осевом направлении при контактном зажигании дуги был автоматизирован.

Анализ осциллограмм тока в сварочной цепи и напряжения на межэлегарод-ном промежутке показал, что при исследованных параметрах воздействие поперечного магнитного поля не оказывает отрицательного влияния на надежность зажигания дугового разряда. Однако последующее существование дуги характеризуется как неустойчивое, что подтверждается значительными колебаниями её напряжения. Отмечено, что критическим уровнем напряжения дуги является значение 40 В, превышение которого приводит к её гашению (рис.1). Подобный характер гашения душ при воздействии поперечного магнитного поля отмечает Г.Б. Сердюк.

и, В 60 40 20 О 1, А 32 0

25

50 75

100

1, мс

1

Критерием оценки возмущающего воздействия поперечного магнитного поля на процесс горения дуги являлся период её существования, в течение которого напряжение на межэлектродном промежутке достигает уровня 40 В.

Анализ результатов эксперимента показал, что при прочих равных условиях длительность периода существования ду-

Рис. 1. Осциллограммы тока и напряжения дуги прямой полярности (1д.н=20 А; В=100 мТл) пт возрастает с увеличением начального тока её горения и уменьшается с увеличением индукции возмущающего магнитного поля. Продолжительность стабильного горения дуги обратной полярности больше, Чем прямой. Минимальная длительность существова-

шм дуги обратной полярности при исследованных параметрах режима и максимальной индукции магшпнош поля составляет 60 мс, а прямой полярности —17 мс.

Учитывая, что при воздействии поперечного магнитного поля на дугу переменного тока велика вероятность её гашения в один из полупериодов, необходимо принимать меры для её повторного бесконтактного зажигания. Наиболее целесообразно этот процесс совмещать с моментом очередной смены полярности питающего напряжения и осуществлять посредством электрического пробоя межэлектродного промежутка высоковольтным импульсом напряжения. При этом основным условием является гарантированное зажигание дуги независимо от времени перерыва её горения, что способствует стабилизации процесса сварки.

Для решения этой проблемы были проведены экспериментальные исследования процесса начального бесконтактного зажигания дуги с использованием генератора высоковольтных (5400В) высокочастотных (180 кГц) импульсом напряжения при отсутствии возмущающего магнитного поля. Варьируемыми параметрами являлись: начальная величина тока в сварочной цепи, величина индуктивности сварочной цепи, полярность питающего напряжения, полярность первого полупериода высокочастотных высоковольтных импульсов напряжения и скорость их затухания.

Анализ осциллограмм тока в межэлектродном промежутке показал, что при исследованных параметрах в период действия затухающих по амплитуде импульсов высокого напряжения генератора обеспечиваются условия для периодического зажигания малоамперной дуги (рис. 2). При этом переход её в сварочную дугу возможен лишь при условии приложения к межэлектродному промежутку первого полупериода высокочастотного высоковольтного импульса с полярностью противоположной питающему напряжению (рис. 2 а). В противном случае процесс развития разряда прекращается (рис. 2 б, точка 1). Изменение индуктивности сварочной цепи (10...500 мкГн) и начальной величины тока (10... 120 А) не оказывают влияния на процесс зажигания дуги. :

1

а) б)

Рис. 2. Осциллограммы тока 2 А/дел; 10 мкс/дел) в межэлектродном промежутке при бесконтактном зажигании дуги: а - встречно-направленная полярность первого полупериода колебаний высоковольтного высокочастотного импульса б - согласованная полярность первого полупериода колебаний высоковольтного высокочастотного импульса;

Для определения амплитудно-временных параметров высоковольтных высокочастотных импульсов налряжения, обеспечивающих гарантированное бесконтактное зажигание дуги, было проведено компьютерное моделирование этого процесса в программе схемотехнического анализа Micro-Cap.

Свойства модели межэлектродного промежутка задавали из предположения, что начальный электрический пробой осуществляется при воздействии амплитудного значения первой полуволны высоковольтного высокочастотного импульса (5400 В), повторный - при напряжении не менее 270 В, а его вольтамперная характеристика состояла из трех участков: U3J = 270 В при 0 < 1эз. < ОД А; иэ_э. = 270 - 250 ■ 1ЭЭ при ОД < 1ээ. < 1 A; = 20 - 0,04 ■ 1ЭЗ при 1 А < 1Э.Э. Параметры модели генератора высоковольтных высокочастотных импульсов напряжения и источника питания соответствовали параметрам экспериментальной установки.

Анализ результатов моделирования подтвердил вывод, что необходимым условием надежного бесконтактного зажигания дуги является подача первого полупериода высокочастотного импульса высокого напряжения встречно питающему напряжению.

С учетом полученных результатов было сделано предположение о целесообразности использования одиночного униполярного импульса высокого напряжения для бесконтактного зажигания дуги. Однако компьютерное моделирование и результаты экспериментов показали, что в этом случае полярность импульса должна соответствовать полярности питающего напряжения (рис. 3).

i _____- ) • i

j | ! : :

! i

! 1 ! i 1

! t i i t

а) б)

Рис. 3. Расчетная диаграмма (а) и осциллограмма (б) тока в межэлектродном промежутке при бесконтактном зажигании дуги униполярным синфазным высоковольтным импульсом напряжения (щ=2 А/дел; ^=200 мкс/дел)

При таких условиях зажигание дуги характеризуется высокой надежностью, а поперечное магнитное поле с индукцией 2... 100 мТл не оказывает существенного влияния.

В третьем разделе изложены результаты исследований коммутационных процессов в транзисторном преобразователе.

Анализ схемотехнических решений применяемых в серийном оборудовании для дуговой сварки переменным прямоугольным током показал, что скорость изменения сварочного тока при смене его полярности не превышает 1 МА/с, вследствие чего форма полупериодов тока взаимосвязана с частотой.

С целью получения неискаженной формы прямоугольного тока была разработана схема мостового транзисторного преобразователя (рис. 4.), особенно-

стыо которого является высокая скорость изменения тока в цепи нагрузки при смене полярности.

Рис. 4. Функциональная схема транзисторного преобразователя: 1 - блок управления; 2 — импульсный стабилизатор горения дуги; 3 -электрод;

4—изделие; 5- источник питания с падающей ВВАХ; \ТЭ1-блокирующий диод;

УОб-стабилитрон; УП-шуштфуюпрш транзистор; УВ2.. ,УБ5- обратные диоды;

Влияние параметров элементов преобразователя на характер изменения тока в цепи нагрузки исследовали на математической модели, которая предполагает наличие четырех коммутационных интервалов. Расчетные схемы замещения приведены на рис. 5. Коммутационные процессы внутри каждого интервала описываются совокупностью линейных дифференциальных уравнений, решение которых выполняли операторным методом.

Переходные процессы в цепи источника питания и нагрузки, вызванные изменением напряжения на межэлектродном промежутке на первом интервале коммутации, описывается уравнением:

и« = ^^+Оп+• , а)

где 11г - сварочный ток в начале коммутационного интервала; Ег — напряжение холостого хода источника питания постоянного тока; Еагс — падение напряжения на межэлектродном промежутке; - внутреннее сопротивление источника питания постоянного тока; — внутренняя индуктивность источника питания постояшюго тока; Ь2 -индуктивность сварочной цепи; Ь3 - индуктивность вторичной обмотки импульсного трансформатора стабилизатора горения дуги.

Длительность первого интервала коммутации определяется периодом времени с момента изменения напряжения на межэлектродном промежутке до начала процесса смены полярности сварочного тока.

На втором интервале коммутации ток в цепи источника питания изменяется в соответствии с выражением:

е2()

■ с . ^ ^ >-2 Еагс I

В)

Рис. 5. Расчетные схемы замещения первого (а), второго (б), третьего (в) и четвертого (г) интервалов коммутации

(2)

гдеД12 - ток в цепи источника питания в конце первого коммутационного интервала.

А ток в цепи нагрузки:

¡2(0 = 122-

С+Е2

Ьг+Ь3

О)

где Е2 - напряжение стабилизации УОб; 122 - ток в цепи нагрузки в конце первого коммутационного интервала.

Длительность второго интервала определяется временем спада тока в цепи нагрузки (¡2) до нуля.

В течение третьего интервала коммутации ток в цепи нагрузки (¡2) возрастает от нуля до уровня тока в цепи источника питания (и), который изменяется в соответствии с уравнением:

■.«>-*?+(■»(4,

где 113 - ток в цепи источника питания в конце второго коммутационного интервала. * Нарастание тока ¡2 происходит, согласно уравнению:

¡2© =

Ь2+Ьз

■С,

(5)

На четвертом интервале коммутации ток в цепи нагрузки (¡^ нарастает до установившегося значения в соответствии с уравнением:

е К1Ь!+Ь2+Ь3

(6)

где 114 —ток в цепи источника питания в конце третьего коммутационного, интервала.

Полученные математические выражения позволили определить, что скорость изменения тока в цепи нагрузки в период коммутации его направления возрастает пропорционально уменьшению индуктивности сварочной цепи и

увеличению напряжения стабилизации стабилитрона. Длительность переходного процесса вызванного изменением напряжения на межэлектродном промежутке и продолжительность нарастания сварочного тока до установившегося значения после коммутации его направления пропорциональна сумме индук-тивностей сварочной цепи и источника питания.

Сопоставление расчетных временных диаграмм с осциллограммами тока в сварочной цепи, снятых при работе опытного образца транзисторного преобразователя на сварочную дугу показал, что математическая модель качественно верно отражает коммутационные электромагнитные процессы при смене полярности тока. При этом предложенная схема транзисторного преобразователя обеспечивает устойчивое горение дуги переменного прямоугольного тока при дуговой сварке электродами с основным типом покрытия.

Четвертый раздел посвящен исследованию влияния параметров переменного прямоугольного тока на стабильность процесса ручной дуговой сварки электродами с основным типом покрытия при возмущающем воздействии поперечного магнитного поля.

В основу проводимых исследований положен принцип синхронной регистрации электрических параметров и скоростной видеосъемки дуги, горящей между покрытым электродом, закреплённым в специальном устройстве и секционированным изделием, в зазоре которого принудительно создавали магнитное поле с индукцией 100 мТл. Дугу зажигали на одной секции изделия и затем торец электрода перемещали в направлении другой секции перпендикулярно зазору. В: момент пересечения дугой зазора перемещение электрода принудительно ограничивали, а после гашения дуги измеряли межэлектродное расстояние. Питание дуги осуществляли как постоянным током обратной полярности, так и переменным прямоугольным током (50,100,200,300,500,1000 Гц).

Первоначально изучали особенности горения дуги при отсутствии магнитного поля. Полученные результаты показали, что наличие зазора между пластинами на пути перемещения электрода не нарушает стабильность горения дуги и характер переноса электродного металла, что подтверждается сплавлением кромок пластин. При этом межэлектродное расстояние после гашения дуги постоянного тока обратной полярности и переменного тока частотой 50, 100 Гц составляло 19,2...21,2 мм, а переменного тока частотой 200...1000 Гц — 21,1. ..24,9 мм, что свидетельствует о высокой стабильности процесса горения дуги переменного тока.

При наличии магнитного поля (100 мТл) в зазоре процесс дуговой сварки постоянным током обратной полярности характеризуются следующими особенностями. Во-первых, по мере приближения к зазору (5...7 мм) траектория валика наплавляемого металла изменяет направление, смещение которого на кромке зазора достигает 3...5 мм (рис. 6, а). Во-вторых, с момента начала пересечения зазора происходит одностороннее отклонение столба дуги и вытеснение из-под козырька покрытия расплавленного электродного металла, что исключает возможность коротких замыканий и приводит к погасанию дуги в момент отрыва капли. При этом межэлектродное расстояние после гашения дуги не превышает 3 мм.

Возмущающее действие магнитного поля в непосредственной близости от зазора проявляется в существенном отклонении от начальной оси столба

Рис. 6. Влияние рода тока на стабильность процесса сварки в зоне действия поперечного магнитного поля: а - постоянный ток обратной полярности; б - переменный прямоугольный ток (£=50 Гц); в - переменный прямоугольный ток (£=500 Гц)

дуги и расплавленного электродного металла синхронно с изменением полярности тока. При этом наблюдается повышенное разбрызгивание электродного металла, что обусловлено большой длительностью полупериодов тока, за время которых магнитное поле успевает вытеснить расплавленный металл из-под козырька покрытия электрода (рис. 7). Такой характер переноса металла препятствует сплавлению кромок пластин секционированного изделия (рис. 6, б). О незначительном повышении стабильности горения дуги в этом случае свидетельствует величина межэлектродного расстояния после её гашения (3,7...7,5 мм).

Рис. 7. Особенности горения дуги переменного прямоугольного тока (£=50 Гц) и переноса электродного металла в зоне действия поперечного магнитного поля (|Л.(=1 мс/дел.; ¡¿¡=50 А/дел.; ц„=50 В/дел.)

Увеличение частоты переменного прямоугольного тока до 500 Гц позволяет получать сплавление кромок пластин (рис. 6, в). В этом случае положение столба дуги нормализуется (рис. 8, а, г), а объем расплавленного металла на торце электрода в силу инерции практически не подвержен отклонению от его оси в период горения дуги (рис. 8, а, г) и последующих коротких замыканий межэлектродного промежутка (рис. 8, б, в). Все это свидетельствует о стабильности процесса сварки и подтверждается высоким значением межэлектродного расстояния после гашения дуги (20,5...24,3 мм).

Влияние частоты переменного прямоугольного тока на амплитуду отклонения столба дуги, угол отклонения перемычки расплавленного металла от оси электрода и межэлектродное расстояние после гашения дуги при дуговой сварке покрытыми электродами в зоне действия поперечного магнитного поля индукцией 100 мТл представлено на рис. 9.

Рис. 8. Особенности горения дуги переменного прямоугольного тока (1=500 Гц) и переноса электродного металла в зоне действия поперечного магнитного поля (Ц(=1 мс/дел.; ^¡=50 А/дел.; ци=50 В/дел.)

Рис. 9. Влияние частоты переменного прямоугольного тока на межэлектродное расстояние после гашения дуги (а), отклонение столба (б) дуги и перемычки расплавленного металла (в) от оси электрода в зоне действия поперечного магнитного поля (В= 100 мТл)

Анализ полученных результатов показал, что при исследованных параметрах изменение частоты переменного прямоугольного тока в диапазоне 50.. .500 Гц способствует существенному повышению физической и пространственной стабильности горения дуги, о чем свидетельствует увеличение её разрывной длины и уменьшение величины её отклонения от оси электрода. При этом нормализуется

процесс переноса электродного металла, что обусловлено минимальной амплитудой колебаний его объема. Дальнейшее увеличение частоты до 1000 Гц незначительно повышает показатели стабильности процесса сварки.

В пятом разделе приведены результаты разработки схемотехнических решений специализированного оборудования для дуговой сварки электродами с основным типом покрытия переменным прямоугольным током в зоне действия возмущающего магнитного поля, на основе которых был изготовлен опытный образец.

С использованием опытного образца преобразователя осуществляли сварку неповоротного стыка труб диаметром 1067 мм с толщиной стенки 14 мм (сталь 17ГСУ). Величину индукции магнитного поля (50... 100 мТл) в зазоре между кромками трубы создавали внешним индуктором. Аналогичные образцы сваривали при отсутствии магнитного поля в зоне сварке на постоянном токе обратной полярности.

Полученные образцы сварных соединений подвергали визуально-измерительному и радиографическому контролю, а также проводили механические испытания и металлографические исследования (см. рис. 10 и таблицу).

Рис. 10. Макроструктура соединений при дуговой сварке электродами с основным типом покрытия: а - на постоянном токе обратной полярности при отсутствии магнитного поля; б - на переменном прямоугольном токе при воздействии поперечного магнитного поля (В=100 мТл)

Анализ результатов механических испытаний показал, что при исследованных параметрах прочностные свойства сварных соединений полученных на постоянном и переменном токе различаются несущественно. Разрушение образцов при испытаниях на статическое растяжение всегда происходило по основному металлу. Величина статического угла загиба всех образцов превышала 125° независимо от расположения корня шва. Разброс значений показателей механических свойств несколько ниже для образцов, выполненных переменным прямоугольным током.

Разработанное специализированное оборудование внедрено в ОАО «Новосибирский завод химконцентратов» (г. Новосибирск) и в ОАО «Томскнефть» ВНК (г. Стрежевой Томской области).

Таблица

Механические свойства сварных соединений

Условия сварки Временное сопротивление разрыву сг„, МПа Предел текучести <т02, МПа Относительное удлинение ние е, % Относительное сужение 5,% Ударная вязкость КСУ (- 40 °С), МДж/м

Расположение концентратора

переменный прямоугольный ток (500 Гц), поперечное магнитное поле (50... 100 мТл) 633-657 520-534 12.2-16 14,4 61.6-65 ¿3,3 Сварной шов 28-64 34

Зона термического влияния 188-258

645 527 227

Основной металл 191-248

216

постоянный ток обратной полярности, детали размагничены (0 мТл) 628—676 517-565 17-17.5 61,7-70. Сварной шов 23-56 25

Зона термического вли-- яния 172-241

647 535 .17,2 65 196

Основной металл 156-224 207

Основные выводы

1. Экспериментально определено, что при исследованных параметрах изменение величины индукции магнитного поля в диапазоне 0...100 мТл не оказывает влияния на процесс контактного зажигания сварочной дуги, который характеризуется высокой надежностью.

2. Показано, что гарантированное повторное зажигание дуги переменного прямоугольного тока в зоне действия магнитного поля с индукцией 0. .. 100 мТл осуществляется при пробое межэлектродного промежутка кратковременном (4... 15 икс) синфазным униполярным импульсом высокого напряжения, обеспечивающим формирование разрядного тока не менее 5 А.

3. Определена зависимость длительности существования дугового разряда после его инициализации (контактным или бесконтактным способом) от индукции возмущающего магнитного поля, начальной величины тока дуги и его полярности.

4. Предложены схемное решение транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный ток и его математическая модель, адекватно отражающая влияние параметров элементов схемы на характер коммутационных процессов.

5. Экспериментально установлено, что для реализации процесса дуговой сварки покрытыми электродами в зоне действия магнитного поля с индукцией 2... 100 мТл необходимо осуществлять питание сварочной цепи симметричным переменным прямоугольным током, частота которого должна быть не менее 500 Гц, а скорость его изменения при смене полярности - не менее 6,5 МА/с.

6. Показано, что применение переменного прямоугольного тока частотой 500 Гц при дуговой сварке покрытыми электродами позволяет получать качественные соединения в зоне действия магнитного поля с индукцией 2... 100 мТл.

Основные публикации по теме диссертации

В рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Гордынец А. С., Киселев А. С., Дедюх Р. И., Советченко Б. Ф. Влияние возмущающего воздействия внешнего магнитного поля на процесс дуговой сварки покрытыми электродами // Сварка и диагностика. -2011.- №4. - С. 37— 40.

2. Гордынец А. С., Киселев А. С. Повышение пространственной устойчивости дуги при сварке алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в среде аргона// Сварка и диагностика. -2011. -№4. - С. 41 -44.

3. Пат. 2245231 Российская Федерация, МКП7 В 23 К 9/09, Способ дуговой сварки / Гордынец А. С., Александров А. Б., Дедюх Р. И., Киселев А. С., Нехода М. М., Рожков В. В., Советченко Б. Ф., Струков А. В., Юрии П. М.; заявитель и патентообладатель Томский политехнический университет. — 2003134231/02; заявл. 25.11.2003; опубл. 27.01.2005; бюл. № 3.

В других научных изданиях:

4. Гордынец А. С., Киселев А. С., Дедюх Р. И. Особенности погасания дуги при воздействии внешнего поперечного магнитного поля // Сварка и контроль — 2004. Сб. докладов Всероссийской конф. Пермь, 2004. - Т. 3. - С. 266-270.

5. Гордынец А. С., Киселев А. С., Дедюх Р. И. Особенности процесса возбуждения дуги при воздействии внешнего магнитного поля // Сварка и контроль - 2005: Материалы докладов 24-й Научно-технической конф. Сварщиков Урала и Сибири.-Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, - 2005. - Т. З.-С. 118-121.

6. Гордынец А. С., Киселев А. С., Дедюх Р. И., Советченко Б. Ф. Стабилизация процесса дуговой сварки покрытыми электродами при возмущающем воздействии магнитного поля // Экологические проблемы и техногенная безопасность строительства, эксплуатации и реконструкции нефтегазопроводов. Новые технологии и материалы - 2005: Материалы докладов научно-производственного форума.— Томск.-2005.-С. 118-121.

7. Гордынец А. С., Киселев А. С., Дедюх Р. И. Способ дуговой сварки намагниченных трубопроводов и его реализация // Современные проблемы машиностроения - 2006: Материалы докладов III Международной научно-технической конф. — Томск, — 2006. — С. 118-121.

8. Гордынец А. С., Киселев А. С., Дедюх Р. И. Некоторые особенности бесконтактного возбуждения сварочной дуги II Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства: Материалы докладов Всероссийской научно-технической конф. — Тольятти. — 2006. — Т. 1. — С. 148-151.

9. Гордынец А. С., Киселев А. С. Моделирование процесса бесконтактного возбуждения дуги // Современные проблемы машиностроения — 2008: Материалы докладов IV Международной научно-технической конф. — Томск, - 2008. — С. 273-276.

Подписано к печати 26.11.2012 г. Формат 60x84i/i6. Печать ризография. Бумага офсетная № 1. Гарнитура «Times». Тираж 100 экз. Заказ № 12935.

Тираж отпечатан в типографии «Иван Фёдоров»

634026, Томск, ул. Розы Люксембург, 115/1 тел.: (3822) 78-80-80, тел./факс: (3822) 78-30-80 E-mail: mail@if.tomsk.ru

Ведение.

1. ВОЗМУЩАЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ И СПОСОБЫ ЕГО УСТРАНЕНИЯ.

1.1. Особенности воздействия магнитного поля на процесс дуговой сварки.

1.2. Устранение влияния магнитного поля на процесс дуговой сварки.

1.3. Особенности горения дуги переменного тока при сварке покрытыми электродами.

1.4. Оборудование для дуговой сварки переменным прямоугольным током.

2. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОЦЕСС НАЧАЛЬНОГО ЗАЖИГАНИЯ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ЕЁ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ГАШЕНИЯ.

2.1. Исследование процесса зажигания дуги контактным способом при возмущающем воздействии магнитного поля.

2.1.1. Методика эксперимента.

2.1.2. Анализ результатов эксперимента.

2.2. Исследование начального зажигания дуги бесконтактным способом.

2.2.1. Экспериментальные исследования бесконтактного зажигания дуги

2.3. Компьютерное моделирование процесса бесконтактного зажигания дуги

2.3.1. Экспериментальное исследование процесса бесконтактного зажигания дуги униполярным импульсом высокого напряжения.

2.4. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА ТРАНЗИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОММУТАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ.

3.1. Выбор схемы транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный.

3.2. Математическая модель транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный ток.

3.3. Анализ коммутационных электромагнитных процессов в транзисторном преобразователе униполярного тока в переменный прямоугольный.

3.4. Экспериментальное исследование транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный при работе на сварочную дугу.

3.5. Выводы.

4. ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ПЕРЕМЕННОГО ПРЯМОУГОЛЬНОГО ТОКА НА СТАБИЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ ПРИ ВОЗМУЩАЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

4.1. Исследование влияния рода тока на стабильность процесса дуговой сварки покрытыми электродами.

4.2. Исследование возмущающего воздействия магнитного поля на процесс дуговой сварки покрытыми электродами.

4.3. Исследования влияния частоты переменного прямоугольного тока на стабильность процесса дуговой сварки покрытыми электродами при возмущающем воздействии магнитного поля.

4.4. Выводы.

5. РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ ПЕРЕМЕННЫМ ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ТОКОМ. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НАМАГНИЧЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ.

5.1. Разработка транзисторного преобразователя постоянного тока в переменный прямоугольный.

5.2. Блок управления транзисторным преобразователем униполярного тока в переменный прямоугольный.

5.3. Влияние величины индукции поперечного магнитного поля в зоне сварки на свойства сварных соединений.

5.4 Внедрение результатов исследований.

5.5. Выводы.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является одним из важнейших, устойчиво работающих и динамично развивающихся производственных комплексов российской экономики. На его долю приходится около четверти производства валового внутреннего продукта, трети объема промышленного производства, около половины доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений страны. Ежегодное производство первичных энергоресурсов в России составляет более 12% от общего мирового производства. Основным способом транспортировки сырой нефти и природного газа является использование трубопроводного транспорта. В России преобладают трубопроводы большого диаметра (1220 мм, 1420 мм) и протяженности в широтном направлении. По состоянию на 2008 год общая протяженность магистральных нефтепроводов российской компании «Транснефть» составляла 47 455 км [110]. Контроль за техническим состоянием магистральных трубопроводов осуществляется с помощью внутритрубных инспекционных снарядов [18]. По принципу действия различают ультразвуковые и магнитные внутритрубные дефектоскопы. Однако наибольшее применение нашли магнитные способы контроля, так как они позволяют регистрировать дефекты (трещины, непровары, несплавления) и аномалии (утяжина, подрез, превышение проплава и пр.) сварного шва и трещиноподобные дефекты в теле трубы, что в принципе неосуществимо при использовании ультразвуковых способов.

При ремонте обнаруженных дефектов производится вырезка поврежденных участков трубопровода с последующей их заменой. Установка новых катушек как правило производиться с применением дуговой сварки покрытыми электродами, однако остаточная намагниченность деталей трубопровода приводит к возникновению эффекта магнитного дутья.

Магнитное дутьё в процессе сварки проявляется в неконтролируемом отклонении дуги при наличии ферромагнитных масс или поперечного магнитного поля [109]. Степень отклонения дуги зависит от величины индукции магнитного поля в зоне сварки. При этом величина индукции магнитного поля 3 мТл является критической [1, 18, 111-113] и, соответственно, приводит к нарушению стабильности процесса дуговой сварки покрытыми электродами.

Существующие способы борьбы с магнитным дутьем предполагают применение различных способов снижения величины индукции поперечного магнитного поля в зоне сварки [6.9, 112]. Такой подход связан с применением специального оборудования (ПКНТ, ЛАБС-7К, АУРА-7001-3 и т. п.), эксплуатация которого характеризуется продолжительным процессом подготовки к работе и, как следствие, низкой производительностью труда, а также предполагает наличие обслуживающего персонала высокой квалификации.

В случае применения для питания сварочной дуги переменного синусоидального тока промышленной частоты, эффект магнитного дутья при прочих равных условиях проявляется значительно слабее [44, 45]. Однако применение переменного тока для решения проблемы сварки намагниченных конструкций на сегодняшний день широкого применения не получило, что объясняется малой изученностью поведения электрической дуги при возмущающем воздействии внешнего поперечного магнитного поля. Кроме того, такому решению проблемы мешает отсутствие информации о влиянии магнитного поля на процесс начального зажигания дуги как контактным, так и бесконтактным способом, на повторное зажигание дуги при смене полярности тока и на формирование сварного соединения.

Выше изложенное позволяет сделать вывод, что необходимы дальнейшие исследования, направленные на совершенствование процесса дуговой сварки переменным током при возмущающем воздействии поперечного магнитного поля.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов и пяти приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Экспериментально определено, что при исследованных параметрах изменение величины индукции магнитного поля в диапазоне 0.100 мТл не оказывает влияния на процесс контактного зажигания сварочной дуги, который характеризуется высокой надежностью.

2. Показано, что гарантированное повторное зажигание дуги переменного прямоугольного тока в зоне действия магнитного поля с индукцией 0.100 мТл осуществляется при пробое межэлектродного промежутка кратковременным (4.15мкс) синфазным униполярным импульсом высокого напряжения, обеспечивающим формирование разрядного тока не менее 5 А.

3. Определена зависимость длительности существования дугового разряда после его инициализации (контактным или бесконтактным способом) от индукции возмущающего магнитного поля, начальной величины тока дуги и его полярности.

4. Предложено схемное решение транзисторного преобразователя униполярного тока в переменный прямоугольный ток и его математическая модель, адекватно отражающая влияние параметров элементов схемы на характер коммутационных процессов.

5. Экспериментально установлено, что для реализации процесса дуговой сварки покрытыми электродами в зоне действия магнитного поля с индукцией 2. 100 мТл необходимо осуществлять питание сварочной цепи симметричным переменным прямоугольным током, частота которого должна быть не менее 500 Гц, а скорость его изменения при смене полярности - не менее 6,5 МА/с.

6. Показано, что применение переменного прямоугольного тока частотой 500 Гц при дуговой сварке покрытыми электродами позволяет получать качественные соединения в зоне действия магнитного поля с индукцией 2. 100 мТл.

1. Паршенков Н. А. Оценка влияния индуктивной составляющей намагничивания ферромагнитных конструкций на сварочные процессы.// Автоматическая сварка, 1991, №5, С. 24-28.

2. Биржев В.А., Болдырев А.М Влияние продольного магнитного поля на сварочную дугу прямой полярности.// Автоматическая сварка, 1982, №1, С.17-19.

3. Назарчук А. Т., Косяков В.П. Сварка в узкий зазор намагниченных заготовок без их размагничивания.// Автоматическая сварка, 1985, №7, 50-52.

4. Невлютов Н. 3. Применение модуляторов сварочного тока при сварке в условиях действия промышленных магнитных полей, Сварочное производство, 1993, №1, С. 7-8.

5. Невлютов Н. 3. Опыт проведения электросварочных работ в условиях действия промышленных магнитных полей.// Сварочное производство 1991, №6, С. 31-31.

6. Ющенко К. А., Пестов В. А., Старущенко Т. М., Ерашов A.C. Магнитные явления при сварке стали 0Н9 и пути устранения их влияния на кочество сварных соединений.//Автоматическая сварка, 1991, №8, С. 47-55.

7. Корольком П.М. Природа возникновения и методы устранения ' магнитного дутья при сварке.// Сварочное производство 1998, №5, С. 6-8.

8. Козлов В.В. Размагничивание стыков труб при ремонтной сварке трубопроводов. // Сварочное производство, 1999, №3, С. 42-44.

9. РД-75.180.00-КТН-150-10 Регламент по вырезке и врезке "катушек", соединительных деталей, заглушек, запорной и регулирующей арматуры и подключению участков магистральных нефтепроводов.

10. РД 153-34.1-003-01 Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования.i i

11. Ковалев И. М., Акулов А. И. Устойчивость сварочной дуги в поперечноммагнитном поле.//Сварочное производство, 1965, №10, 6-9.i

12. Ковалев И.М. Отклонение сварочной дуги в поперечном магнитном поле.//Сварочное производство, 1965, №5, С. 4-9.

13. Ковалев И. М. Об отклонение дуги в поперечном магнитном поле.//Сварочное производство, 1969, №11, С. 43-45.

14. Бачелис И. А. О расчете отклонения сварочной дуги в постоянном поперечном магнитном поле.// Сварочное производство, 1963, №7, С. 8-10

15. Бачелис И. А. О поведении дуги в постоянном поперечном магнитном поле.// Сварочное производство, 1969, №11, С. 45-47.

16. Сердюков Г. Б. К расчету сварочной дуги в поперечном магнитном поле.// Автоматическая сварка, 1960, №11,31- 38

17. Попов С. С. Транспорт нефти, нефтепродуктов и газа, 2 изд.//М., 1960

18. РД-153-39.4-056-00 ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

19. РД 153-39.4-130-2002 РЕГЛАМЕНТ ПО ВЫРЕЗКЕ И ВРЕЗКЕ «КАТУШЕК» СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, ЗАГЛУШЕК, ЗАПОРНОЙ И РЕГУЛИРУЮЩЕЙ АРМАТУРЫ И ПОДКЛЮЧЕНИЮ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

20. Лесков Г. И. Электрическая сварочная дуга.// М: Машиностроение, 1970. С. 335.

21. Патон Б. Е. Сварочные источнкики питания с импульсной стабилизацией горения дуги.//К: Екотехнолопя, 2007, с. 248

22. Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие.// Под. ред. Смирнова В. В., Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986,- С. 656.

23. Геворкян В.Г Основы сварочного дела: Учебник для строит, спец. техникумов. -4-е изд., перераб. и доп.//М: Высш.шк., 1985. С. 168.

24. Светлов А.Т. Разработка аппаратуры для возбуждения дуги при сварке и резке от серийных источников питания. Кандидатская диссертация. Брянск, 1982.

25. Соггеу Т.В., Atteridge D.G., Page R.E., Wismer М.С. Radio Frequency-Free Arc Starting in Gas Tungsten Arc Welding//Welding Journal. 1986.-№ 2.-S.33-41.

26. Киселев A.C. Управление технологическими свойствами дуги переменного прямоугольного тока при сварке алюминиевых сплавов малых толщин неплавящимся электродом. Кандидатская диссертация. Томск, 1998.

27. Кирдо И.В. О механизме повторного зажигания сварочной дуги переменного тока.// Автоматическая сварка. -1956.- № 6,- С.38- 53.

28. Кирдо И.В. О физических процессах при повторном зажигании дуги переменного тока.// Автоматическая сварка,- 1956,- С. 1-16.

29. Патон Б.Е., Завадский В.А. Импульсное зажигание дуги с целью значительного снижения напряжения сварочного трансформатора.// Автоматическая сварка.- 1954,- № 4,- с.46-52.

30. Патон Б.Е., Завадский В.А. Импульсное зажигание дуги при газоэлектрической и ручной дуговой сварке // Автоматическая сварка.-1956.- № 3.- с.26-35.

31. A.c. 814619 СССР, МПК5 В23К 9/00. Способ дуговой сварки./Быков Б. Ф., Книгель В. А., Сушкин В. П., Цепенников Ю. А. 2657253/25-27; заявл. 07.09.1978; опубл. 23.03.1981. бюл. № 11.

32. A.c. 706209 СССР, МПК5 В23К 9/06. Способ возбуждения электрической дуги./ Лугин В. П., Светлов А. Т. 2406106/25-27; заявл. 22.09.1976; опубл. 30.12.1979. бюл. № 48.

33. A.c. 1613263 СССР, МПК5 В23К 9/06. Способ возбуждения электрической дуги и устройство для его осуществления./ Коваленко Д. Г. 4625163/27; заявл. 10.10.1988; опубл. 15.12.1990. бюл. № 46.

34. Белинский С.М., Каганский Б.А., Темкин Б.Н. Оборудование для сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов,- Л.: Энергия, 1975.- 100 с.

35. Болотин И.Б., Эйдель Л.З. Измерение в переходных режимах короткого замыкания. 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1981,192 с.

36. Вакуумные дуги: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Лафферти.- М.: 1982.- 432 с.

37. Кесаев И.Г. Катодные процессы электрической дуги,- М.: Наука, 1968.- 244 с.

38. Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.Н. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах,- М.: Машиностроение, 1989,- 264 с.

39. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 3., Электричество. 4-е изд., стереот.//— М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2004. С. 656.

40. Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-CAP I.II М.: Горячая линия-Телеком, 2003,- 368 с.

41. Кухлинг X. Справочник по физике. Пер. с нем. 2-е изд. // М.: Мир, 1985, С. 520

42. Бенардос H.H. Научно-технические изобретения и проекты. Избранные труды // К.: Наук. Думка, 1982., С. 239.

43. Гаген Ю.Г., Таран В.Д. Сварка магнитоуправляемой дугой. М.: Машиностроение, 1970,- 160 с.

44. В. Н. Волченко, В. М. Ямпольский, В. А. Винокуров и др. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов по специальности Оборудование и технология сварочного производства»// Под ред. В. В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988. -С. 559.: ил.

45. Корольков П.М. Причины возникновения магнитного дутья при сварке и способы его устранения.//Сварочное производство, 2004, №3, С. 38-37.

46. Патон Б.Е. Автоматическая электродуговая сварка.// Машгиз, 1963 г.

47. Norman E.W.D. Magnetic arc blow. Part 2. Effect and solutions. //Métal Constrution/ 1984. №8. Vol. 16 P. 496-500

48. Norman E.W.D. Magnetic arc blow. Part 1. Effect and solutions. //Métal Constrution/ 1984. №7. Vol. 16 P. 4441-445

49. Blakeley P. J. Magnetic arc blowcanses, effect and cures // Métal Construtions. 1988. №2. Vol. 20. P. 10-13.

50. Момот В. Я., Шапирштейн Я. A. Дуговая сварка намагниченных катодов электролизеров // Сварочное производство, 1981 №3 С.35-36

51. Сидякин В.Ф., Книгель В. А., Гоч В. П. Сварочный источник повышенной частоты.//Сварочное производство, 1984, №3, С.34-35

52. Пуховский А. «Сварка 2008»: мировые премьеры // Снабженец, 2008, №29, С.28-32

53. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга.//М.: Машгиз, 1949.

54. Jenings С. H. and White А. В. Magnetic Arc Blow. The Welding Journal, 1941, vol. 20, №10

55. Пат. 157851 Норвегия, МПК7 В 23 К 9/00. Способ сварки в сильном магнитном поле / Элин Андерсон; заявитель и патентообладатель Норск Гидро. № 855286; заявл. 27.12.85; опубл. 22.02.88.

56. Перун И. В., Гаген Ю. Г. Сварка алюминиевых шин в производственных магнитных полях//Автоматическая сварка, 1972 №12 С.58-61.

57. Гаген Ю. Г. И др. Ремонтная сварка поясов электролизеров в магнитном поле //Автоматическая сварка, 1973 №4 С.72-73.

58. Патон Б. Е. О напряжении холостого хода трансформатора для электродуговой сварки//Автоматическая сварка, 1956, №1, С. 60-77.

59. Wienschenk H. E., Schellhase M. Wiederzundugscharacteristiken von Schwießlichtbogen mit abschmelzen der Elektrode // ZIS-Mitt., 1971, vol. 13 №12 P. 1706-1720.

60. Лесков Г. И., Лугин В. П. Переменному току дорогу в сварку. // Приок. книж. изд-во. Тула, 1969, С. 59

61. Давыденко И. Д. Справочник по сварочным электродам.//Ростов: Кн. Изд-во, 1961

62. Петров Г.Л. Сварочные материалы.//Л.: Машиностроение, 1972.

63. Донченко Е. А., Панасенко Л. X. Повышение устойчивости процесса сварки на переменном токе электродами УОНИ. // Автоматическая сварка, 1973 №8 С.74.

64. Акулов А. И., Бельчук Г. А., Деманцевич В. П. Технология и оборудование сварки плавлением.//М.: Машиностроение, 1977.-428 с.

65. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением.// Под ред. Патона Б. Е. М.: Машиностроение, 1974. - 768 с.

66. Лаужадис А. И. Влияние частоты тока на стабильность ^уги и процесса ручной дуговой сварки //Автоматическая сварка, 1967 №9 С.29-32.

67. Рабкин Д. М., Воропай H. М., Мишенков В. А. Аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов при прямоугольной форме кривой переменного тока // Автоматическая сварка, 1968, №7, С.74-75.

68. Дуговая сварка алюминия переменным током с прямоугольной формой волны // Экспресс информация. Автоматизированный электропривод, электротехнология и электроснабжение промышленных предприятий.- М.: ВИНИТИ, 1970,- № 9.- с.14-23.

69. ГОСТ 95-77 Трансформаторы однофазные однопостовые для ручной дуговой сварки. Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3). Постановление Госстандарта СССР от 04.05.1977 N 1134.I

70. ГОСТ 12.2.007.8-75 ССБТ. Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопасности (с Изменениями N 1,2). Постановление Госстандарта СССР от 10.09.1975 N 2368.

71. ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 Источники питания для дуговой сварки. Требования безопасности. Приказ Росстандарта от 15.12.2004 N 111-ст.

72. Лугин В. П., Светлов А. Т Полупроводниковый возбудитель дуги последовательного включения. // Сварочное производство, 1975, №10, С.49-51.

73. Лебедев В. К., Заруба И. И., Пентегов И. В. Тенденции развития источников питания для дуговой сварки // Автоматическая сварка, 1982, №8, С.1-9.

74. Закс М.И., Каганский Б.А., Печенин A.A. Трансформаторы для электродуговой сварки.//Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.-136 с.

75. Akiyama О. Recent TIG Arc Welder for Light Metal // Кейкиндзоки есэцу, J. Light Metal Weld, and Cjnstr. 1979.- V.17, № 8.- P.352-358

76. Пат. 52-46901 Япония, кл. 12 В 112.2, (В23К 9/09). Аппарат для электродуговой сварки на переменном токе / К.Такаюки, С.Акира. № 50-98557; Заявл. 15.08.75; Опубл. 29.11.77, Вып. № 7 // Изобретения в СССР и за рубежом. -1978,- № 7,- С.110.

77. Пат. 52-42537 Япония, кл. 12 В 112.2, (В23К 9/06). Аппарат для электродуговой сварки / К.Такаюки, С.Акира.- № 50-98558; Заявл. 15.08.75; Опубл. 25.10.77, Вып. № "6 // Изобретения в СССР и за рубежом.- 1978,- № 6.- С.124.

78. Источник питания для сварки алюминиевых сплавов прямоугольными импульсами тока / Л.Н.Быков, Н.М.Воропай, В.А.Мишенков и др. // Автоматическая сварка. -1972,- № 7.- С.72-73.

79. Smith G.A., Brown U.I. An inverter power source for welding application // IEE.-1977,-V.49.- P.58-61.

80. Милютин В. С., Шалимов М. П., Шанчуров М. С. Источники питания для сварки. М.: Айрис Пресс, 2007.-384 с.

81. Выбор источника питания для дуговой сварки неплавящимся электродом в инертном газе / Kasima Т., Mita Т., Yamanaka Y. // Есэцу гидзюцу. Weld Technol.- 1988,- V.36, № 2,- Р.72-79 ( Отд. вып. РЖ "Сварка", 1989, 1.63.256 ).

82. Заявл. 15.06.87; Опубл. 21.12.88 // Кокай токке кохо. Сер. 2(2).1988,- 79.-С.375-381 (Отд. вып. РЖ "Сварка", 1989, 12.63.189П).

83. Новая техника сварочных установок улучшение производительности и качества сварки: Проспект / Яри Кемппи/хю. 1985.-10 с.

84. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2001,- 196 с.

85. TECHNOLOGY TIG 172 AC/DC HF/LIFT: TROUBLESHOOTING AND REPAIR MANUAL Электронный ресурс. Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. — URL: http://1monos.mylivepage.ru/file/2481/6588TELWIN TECHNOLOGY TIG 172.pdf (дата обращения: 10.07.2012).

86. AC TIG Welding: Output Inverter Design Basics Электронный ресурс. Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. — URL: http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1045b.pdf (дата обращения: 10.07.2012).

87. И.В. Пентегов, С.H. Мещеряк, М.В. Турты, C.B. Рымар. Методика расчёта дросселей входного и выходного фильтров сварочных инверторных источников питания при использовании стандартных магнитопроводов.// Автоматическая сварка. 1997. - N4,- С.34-39.

88. B.C. Смирнов, М.И. Закс, П.А. Кошелев, С.А. Ермолин. Инверторный источник тока для дуговой сварки.// Сварочное производство. 1983. -N11.- С.35-36.

89. Импульсно-дуговая сварка тонких алюминиевых листов вольфрамовым электродом в среде инертного газа / ВЦП.М'А-50271.- M., 14.06.78.32 е.- Пер. ст.: Сугияма С. II Арутопиа,-1977,- Т.7, № 5,- С.19-28.

90. USA 3902037 DC arc welding apparatus by high-frequency pulse current B23K 9/09 (20060101) Goto; Toru, Kajino; Yukio, Mitsubishi Kenki Kabushiki Kaisha

91. USA 3999034 Square wave welding system B23K 9/073 (20060101)

92. Бардин В. M., Борисов Д. А. Целесообразность и возможность создания сварочных аппаратов переменного тока высокой частоты.// Сварочное производство. 2010., № 6.

93. Бардин В. М., Борисов Д. А. Сварочный аппарат переменного тока высокой частоты.// Сварочное производство. 2011., № 5.

94. Лебедев В.К., Заруба И.И., Пентегов И.В. Тенденции развития источников питания для дуговой сварки.//Автоматическая сварка, -1982.- № 8,- С. 1-9.

95. Легостаев В.А. Источник питания И-108 для аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом легких сплавов.//В кн.: Актуальные проблеммысварки цветных металлов: Докл. I Всесоюзной конф.Киев: Наукова думка, 1978.- С.201-206.

96. Ивашин В.В., Чернявский Н.И. Сварочный генератор разнополярных импульсов с высокой скоростью прохождения тока через нулевое значение.// В кн.: Тез. докл. на научно-техн. конф. "Пути повышения эффективности сварочного производства". Красноярск, 1982.

97. Miyake Н., Kokura S., Shinida Т. Effects of Current Wave Shape on Ark Characteristics and Weld Shape of Thin Aluminium Plates by Rektangular Wave AC TIG Welding // J. Light Metal Weld, and Constr.,- 1985.- V.23, № 10,- P.433-439.

98. Чернявский Н.И. Генераторы импульсов тока для аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом: автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 2011.- 18 с.

99. Бабаков H.A. Скорость движения короткой электрической дуги. // Электричество, 1947, №7.

100. Брон О.Б. Движение электрической дуги в магнитном поле. // Госэнергоиздат, 1941.

101. Ковалев И.М. Изучение особенностей магнитного газодинамического способа управления дугой при сварке в защитных газах. Кандидатская диссертация. М., 1965.

102. Сердюк Г. Б. Исследование сварочной угольной дуги в поперечном магнитном поле. Кандидатская диссертация. Киев, 1953.

103. Гвоздецкий B.C., Мечев B.C. К вопросу о перемещении электрической дуги в магнитном поле.//Автоматическая сварка, 1966, №6.

104. Гвоздецкий B.C., Мечев B.C. Перемещении электрической дуги в магнитном поле.//Автоматическая сварка, 1963, №10.

105. Мечев B.C. Амплитуда колебаний электрической дуги в переменном магнитном поле.//Сварочное производство, 1968, №3.

106. ГОСТ 2601-84 СВАРКА МЕТАЛЛОВ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ.

107. Гордынец А. С., Киселев А. С. Моделирование процесса бесконтактного возбуждения дуги // Современные проблемы машиностроения 2008: Материалы докладов IV международной научно-технической конф. - Томск, - 2008. - С. 273-276.