Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тольяттинский государственный университет»

Институт (факультет) Институт Машиностроения

Кафедра «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы»

Специальность Оборудование и технология сварочного производства

Специализация Производство сварных конструкций

Дипломный проект

На тему Исследование эффективности применения принципа сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем, для процесса сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом

СТУДЕНТ А.В. Мартюшев.__________ _____________________

(И.О.Фамилия) (личная подпись)

РУКОВОДИТЕЛЬ ____И.В. Смирнов__________ _____________________

(И.О.Фамилия) (личная подпись)

КОНСУЛЬТАНТЫ И.В. Краснопевцева______ ____________________

(И.О.Фамилия) (личная подпись)

____А.А. Герасимов_________ ____________________

(И.О.Фамилия) (личная подпись)

Г.Н. Уполовникова_____ ____________________

(И.О.Фамилия) (личная подпись)

Допустить к защите

Заведующий кафедрой д.т.н., профессор В.П. Сидоров _______________

(ученая степень, звание, инициалы, фамилия) (личная подпись)

«____»___________________20____г.

Тольятти, 2013 г.Оглавление

Институт (факультет) Институт Машиностроения 1

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ 1

На тему Исследование эффективности применения принципа сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем, для процесса сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом 1

СТУДЕНТ А.В. Мартюшев.__________ _____________________ 1

РУКОВОДИТЕЛЬ ____И.В. Смирнов__________ _____________________ 1

КОНСУЛЬТАНТЫ И.В. Краснопевцева______ ____________________ 1

____А.А. Герасимов_________ ____________________ 1

Г.Н. Уполовникова_____ ____________________ 1

Заведующий кафедрой д.т.н., профессор В.П. Сидоров _______________ 1

1 ВВЕДЕНИЕ 3

2 Описание основных известных положений принципа пространственно-параметрического управления тепловложением при сварке 8

2.1 Существующие в сварочной науке данные по возможности и закономерностям управления пространственным положением сварочной дуги за счёт изменения параметров её собственного магнитного поля 9

2.2 Описание теории управления пространственным положением сварочной дуги за счёт изменения параметров её собственного магнитного поля с использованием общих физических законов и принципов 18

2.3 Основные отличия процессов дуговой сварки в защитном газе неплавящимся и плавящимся электродом 23

2.4. Задачи исследования 26

3 Определение границ исследования эффективности применения принципа пространственно-параметрического управления тепловложением для процесса дуговой сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом 26

4 Методика исследований эффективность применения принципа пространственно-параметрического управления тепловложением для процесса дуговой сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом 37

5 Оборудование, применяемое для проведения исследований эффективности применения принципа пространственно-параметрического управления тепловложением для процесса дуговой сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом 47

5.1 Инверторный сварочный источник питания постоянного тока марки «Форсаж - 502» с панелью управления с расширенными функциями 48

5.2 Механизм подачи электродной проволоки марки «Форсаж – МПм» 51

5.3 Сварочная горелка марки RF-36LC производства Abicor Binzel 54

5.4 Самоходный портал установки для дуговой сварки в среде защитных газов прямолинейных швов на плоскости 55

5.5 Сварочная головка с тремя степенями подвижности и разделённым двухплечевым токоподводом 60

6 Результаты исследований эффективности применения принципа пространственно-параметрического управления тепловложением для процесса дуговой сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом и их анализ. 66

7 Методика исследований области применения принципа пространственно-параметрического управления тепловложением для процесса дуговой сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом, в отношении диапазона варьирования основных параметров режима технологического процесса сварки 72

7.1 Эксперимент по определению максимального расстояния от оси электрода до контакта подвода тока к изделию, при котором наблюдается эффект отклонения дуги для случая сварки проволокой диаметром 1,0 мм в среде углекислого газа 77

7.2 Эксперимент по определению зависимости между величиной сварочного тока и расстоянием от оси электрода до контакта токоподвода, при котором наблюдается исчезновение эффекта отклонения сварочной дуги 80

7.3 Эксперимент по определению максимально возможной частоты коммутации тока между отдельными каналами подвода тока к изделию, при которой наблюдается эффект отклонения дуги 83

8 Результаты исследований области применения принципа пространственно-параметрического управления тепловложением для процесса дуговой сварки в защитном газе плавящимся металлическим электродом, в отношении диапазона варьирования основных параметров режима технологического процесса сварки и их анализ. 86

9 Безопасность и экологичность проекта 96

9.1 Описание рабочего места, оборудования и выполняемых технологических операций. 96

9.2 Идентификация опасных и вредных производственных факторов. 98

9.3 Воздействие производственных факторов на организм рабочего. 101

9.4 Мероприятия по разработке безопасных условий труда на рабочем месте. 104

9.5 Обеспечение электробезопасности на рабочем месте. 106

9.6 Обеспечение пожарной безопасности на рабочем месте. 107

9.7 Инженерные расчеты. 108

9.8 Экологическая экспертиза разрабатываемого объекта. 110

9.9 Безопасность объекта при аварийных и чрезвычайных ситуациях. 111

10 Экономическая часть проекта 112

10.1 Работы, осуществляемые в процессе исследования 112

10.2 Составление сетевого графика выполнения НИР на протяжении всего процесса исследования 118

10.2.1 Пути сетевого графика. 120

10.2.3 Оптимизация сетевого графика 122

123

Рисунок 37 - Оптимизированный сетевой график выполнения НИР 123

10.3 РАСЧЕТ ПРЕДПРОИЗВОДСТВЕННЫХ (ТЕКУЩИХ), КАПИТАЛЬНЫХ И ПРИВЕДЕННЫХ (ПОЛНЫХ) ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ. 124

10.3.2 Расчет капитальных затрат 127

10.3.3 Расчет приведенных, т.е. общих затрат на проведение НИР 128

Вывод 129

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 129