Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания

Описан подход к определению технологических свойств источников питания, основанный на результатах сравнительных испытаний новых и ранее применяемых образцов сварочного оборудования. Приведена структура и состав системы сбора и регистрации данных об основных параметрах, характеризующих свойства сваро...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Илюшенко, В.М., Бутаков, Г.А., Ганчук, А.В., Остапченко, В.А., Горяйнов, Н.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2009
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100735
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания / В.М. Илюшенко, Г.А. Бутаков, А.В. Ганчук, В.А. Остапченко, Н.А. Горяйнов // Автоматическая сварка. — 2009. — № 4 (672). — С. 42-45. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-100735
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1007352016-05-27T03:03:17Z Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания Илюшенко, В.М. Бутаков, Г.А. Ганчук, А.В. Остапченко, В.А. Горяйнов, Н.А. Производственный раздел Описан подход к определению технологических свойств источников питания, основанный на результатах сравнительных испытаний новых и ранее применяемых образцов сварочного оборудования. Приведена структура и состав системы сбора и регистрации данных об основных параметрах, характеризующих свойства сварочного оборудования. Даны сравнительные характеристики источников питания ВДУЧ-500, ВД 506 ДК, ВДУЧ-350 и ВС 300 Б. Описана методика испытаний и методы обработки статистической информации, полученной в ходе испытаний. The approach towards determination of technological properties of power sources based on the results of comparative testing the new and earlier applied models of welding equipment is described. The structure and composition of system of acquisition and recording of data about the main parameters, characterizing the properties of welding equipment, are given. The comparative characteristics of power sources VDUCh-500, VD 506 DK, VDUCh-350 and VS 300 B are shown. The testing methods and methods of processing the statistics information obtained during tests are described. 2009 Article Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания / В.М. Илюшенко, Г.А. Бутаков, А.В. Ганчук, В.А. Остапченко, Н.А. Горяйнов // Автоматическая сварка. — 2009. — № 4 (672). — С. 42-45. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100735 621.791.75.067.001.57.03-62:658.527 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Илюшенко, В.М. Бутаков, Г.А. Ганчук, А.В. Остапченко, В.А. Горяйнов, Н.А. Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания Автоматическая сварка
description	Описан подход к определению технологических свойств источников питания, основанный на результатах сравнительных испытаний новых и ранее применяемых образцов сварочного оборудования. Приведена структура и состав системы сбора и регистрации данных об основных параметрах, характеризующих свойства сварочного оборудования. Даны сравнительные характеристики источников питания ВДУЧ-500, ВД 506 ДК, ВДУЧ-350 и ВС 300 Б. Описана методика испытаний и методы обработки статистической информации, полученной в ходе испытаний.
format	Article
author	Илюшенко, В.М. Бутаков, Г.А. Ганчук, А.В. Остапченко, В.А. Горяйнов, Н.А.
author_facet	Илюшенко, В.М. Бутаков, Г.А. Ганчук, А.В. Остапченко, В.А. Горяйнов, Н.А.
author_sort	Илюшенко, В.М.
title	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания
title_short	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания
title_full	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания
title_fullStr	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания
title_full_unstemmed	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания
title_sort	сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100735
citation_txt	Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания / В.М. Илюшенко, Г.А. Бутаков, А.В. Ганчук, В.А. Остапченко, Н.А. Горяйнов // Автоматическая сварка. — 2009. — № 4 (672). — С. 42-45. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT ilûšenkovm sravnitelʹnyeispytaniâsvaročnotehnologičeskihsvojstvinvertornyhitiristornyhistočnikovpitaniâ AT butakovga sravnitelʹnyeispytaniâsvaročnotehnologičeskihsvojstvinvertornyhitiristornyhistočnikovpitaniâ AT gančukav sravnitelʹnyeispytaniâsvaročnotehnologičeskihsvojstvinvertornyhitiristornyhistočnikovpitaniâ AT ostapčenkova sravnitelʹnyeispytaniâsvaročnotehnologičeskihsvojstvinvertornyhitiristornyhistočnikovpitaniâ AT gorâjnovna sravnitelʹnyeispytaniâsvaročnotehnologičeskihsvojstvinvertornyhitiristornyhistočnikovpitaniâ
first_indexed	2025-07-07T09:14:07Z
last_indexed	2025-07-07T09:14:07Z
_version_	1836978953808510976
fulltext	УДК 621.791.75.067.001.57.03-62:658.527 СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СВАРОЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИНВЕРТОРНЫХ И ТИРИСТОРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ В. М. ИЛЮШЕНКО, Г. А. БУТАКОВ, кандидаты техн. наук, А. В. ГАНЧУК, инж. (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины), В. А. ОСТАПЧЕНКО, Н. А. ГОРЯЙНОВ, инженеры (ГНПП «Объединение Коммунар», г. Харьков) Описан подход к определению технологических свойств источников питания, основанный на результатах сравнитель- ных испытаний новых и ранее применяемых образцов сварочного оборудования. Приведена структура и состав системы сбора и регистрации данных об основных параметрах, характеризующих свойства сварочного оборудования. Даны сравнительные характеристики источников питания ВДУЧ-500, ВД 506 ДК, ВДУЧ-350 и ВС 300 Б. Описана методика испытаний и методы обработки статистической информации, полученной в ходе испытаний. К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая сварка, сварочное оборудо- вание, сварочно-технологические свойства оборудования, система сбора, регистрация данных В связи с переориентацией многих предприятий на новую номенклатуру сварочного оборудования значительно увеличилось количество его произ- водителей. В настоящее время как крупные, так и небольшие предприятия приступают к произ- водству сварочных источников питания (ИП), по- дающих механизмов и другого оборудования, при этом нередко при отсутствии опыта в этой сфере, а также специалистов соответствующего профиля. Потребителю зачастую сложно сориентироваться в широкой гамме типов сварочного оборудования и приобрести такое, которое обеспечивало бы оп- тимальное соотношение цены и качества. Выбор сварочного оборудования базируется либо на принципе преемственности (т. е. новое оборудо- вание выбирается того же или близкого типа, что и эксплуатируемое на предприятии), либо осу- ществляется для новой номенклатуры изделий исходя из соображений субъективного характера — непосредственные испытания при сварке и практическая оценка сварочных свойств. И тот и другой путь в целом оправданы, однако в первом случае это приводит к отказу от внедрения новых перспективных образцов, а во втором — опре- деляется конкретными условиями испытаний, ка- чеством используемых материалов, способом под- готовки образцов, квалификацией и приобре- тенными навыками сварщика, что в итоге может привести к принятию неверного решения. Объективную информацию о сварочно-техно- логических свойствах (СТС) оборудования, а сле- довательно, и о приемлемости его для конкрет- ного производства могут дать результаты испы- таний. Единственным нормативным документом, регламентирующим методы и порядок таких ис- пытаний, является ГОСТ 25616–83 [1]. Упомяну- тый документ предъявляет особые требования к ко- личеству и качеству образцов для сварки и условий ее выполнения при испытаниях, а также требует на- личия регистрирующей аппаратуры для контроля па- раметров первичной и вторичной цепей. Однако вы- воды, получаемые в результате испытаний, носят ско- рее качественный характер по количеству набран- ных баллов — «хорошо», «удовлетворительно», «плохо», а при наличии современной регистрирую- щей системы полученная информация используется не в полном объеме. Применение специализированных средств об- работки экспериментальной статистической ин- формации о динамике контролируемых парамет- ров позволяет получать дополнительные сведения о СТС оборудования и определять пути их улуч- шения. На наш взгляд, испытания ИП по методике, приведенной в работе [1], не дают необходимой информации о преимуществах либо недостатках конкретного образца. Более эффективными могут быть сравнительные испытания нового образца с ранее применяемым образцом того же класса. Путем обработки статистических данных сравни- тельных испытаний можно получить численные оценки характеристик СТС (частоты коротких за- мыканий, средней скорости нарастания тока при коротких замыканиях, коэффициента наклона ста- тической вольт-амперной характеристики и др.) нового оборудования и его аналога. Качество анализа статистической информации и полученные на его основе характеристики свойств оборудования существенно зависят от применяемой регистрирующей аппаратуры. В настоящее время разработан ряд таких систем [2, © В. М. Илюшенко, Г. А. Бутаков, А. В. Ганчук, В. А. Остапченко, Н. А. Горяйнов, 2009 42 4/2009 3 и др.], отличающихся в основном количеством каналов измерения и регистрации информации, быстродействием, объемом получаемых выборок, наличием программных средств обработки ин- формации и т. п. С целью проведения сравнительных испытаний сварочного оборудования при соблюдении требо- ваний нормативных документов в ИЭС им. Е. О. Патона разработан автоматизированный измери- тельно-регистрирующий испытательный комплекс (рис. 1). Перечень контролируемых сигналов при- веден в табл. 1. Управление процессом регистрации инфор- мации осуществляется программно, при этом опе- ратор задает количество одновременно опраши- ваемых каналов, частоту считывания, объем ре- гистрируемой выборки. Возможно визуальное наблюдение изменения анализируемых сигналов в реальном масштабе времени. Включенный в комплекс для перемещения сварочной горелки ро- бот позволяет гибко менять направление сварки от нижнего к вертикальному и за счет плавного изменения расстояния от горелки до изделия ис- следовать эластичность дуги, при этом обеспе- чивается высокая стабильность скорости сварки. Для примера приведем результаты сравнитель- ных испытаний инверторного ИП ВДУЧ-500 и тиристорного выпрямителя ВД 506 ДК. Анало- гичные исследования проводили для ИП ВДУЧ- 350 и выпрямителя ВС 300 Б. На рис. 2 приведены осциллограммы измене- ния сигнала пропорционального току дуги на на- чальном участке сварки. Заметно, что поджиг дуги от ИП ВДУЧ-500 носит более стабильный харак- тер, тогда как при использовании выпрямителя ВД 506 ДК имеют место обрывы дуги. На рис. 3 представлены результаты регист- рации тока и напряжения дуги ИП ВДУЧ-500. Аналогичные данные имеются и для ВД 506 ДК, ВДУЧ-350 и ВС 300 Б. На рисунке показан учас- ток осцилограммы, состоящий из 1500 значений тока и напряжения, которая получена при частоте считывания 1,25 кГц по одному каналу. Общий объем выборки составляет 30 000 значений. При анализе спектральной плотности сигналов тока и напряжения дуги при сварке в углекислом газе установлено, что 99 % мощности сигнала сосре- Рис. 1. Структурная схема измерительно-регистрирующего испытательного комплекса: МПП — механизм подачи проволоки в состав, которого входят двигатель подачи (Дв); Э4-8 — энкодер для контроля скорости подачи проволоки; АГЗ — аппаратура газовой защиты с датчиком контроля расхода газа; Tр — разделительный трансформатор для имитации пониженного на 10 % (342 В) и повышенного на 5 % (399 В) напряжения сети (согласно требованиям [1]); СГ — сварочная горелка; робот РМ-01 с системой управления «Сфера 36» для перемещения горелки вдоль траектории сварки; Д1…Д3 — датчики контроля тока ИП по трем фазам; Rш — измерительный шунт для контроля тока в сварочной цепи; Н1…Н9 — нормализатор каналов; БН — блок нормализации сигналов для приведения их уровня к значениям, пригодным к вводу в аналого-цифровой преобразователь (АЦП); ADA — промежуточное устройство, предназначенное для преобразования контролируемых сигналов в цифровую форму и передачи их в реальном масштабе времени по USB каналу в ЭВМ для хранения, визуализации и дальнейшей обработки (в его состав входят АЦП, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), модуль дискретного ввода-вывода (МДВВ) и USB); 1–9 — входы АЦП; UИП — управляющее напряжение ИП; Uш — напряжение на шунте; Uт — напряжение техногенератора 4/2009 43 доточено в диапазоне частот от 0 до 200 Гц. Та- ким образом, выбор частоты считывания 1,25 кГц заведомо удовлетворяет требованиям теоремы Ко- тельникова. При сварке с периодическими короткими за- мыканиями важной характеристикой для оценки стабильности процесса является их частота. Мо- мент короткого замыкания характеризуется рез- кими падением напряжения на дуге и скачком тока. Частота коротких замыканий для устано- вившегося процесса есть величина постоянная и малозависящая от типа ИП. По полученным экспериментальным данным проведена оценка средней частоты коротких за- мыканий при сварке с использованием исследу- емых сварочных ИП. Алгоритм базируется на пос- троении импульсной функции, которая при пре- вышении заданного порогового значения тока сварки составляет i = 1 и 0, если значения тока меньше порогового. Усредненное по равным меж- ду собой интервалам времени значение импуль- сной функции i = 1 принято как средняя частота коротких замыканий. Для примера на рис. 4 пред- ставлен вид импульсной функции, построенной при обработке сигнала для ИП ВДУЧ-500. Ито- говые значения, усредненные по 1500 регистри- руемым значениям, приведены в табл. 2. Определение статических внешних вольт-ам- перных характеристик ИП осуществляли с по- мощью балластного реостата с пятью ступенями регулирования. Напряжение ИП контролировали непосредственно на клеммах реостата. Ток фик- сировали на контактах шунта измерительного комплекса. Вольт-амперные характеристики ИП ВДУЧ-500 представлены на рис. 5. Коэффициен- Т а б л и ц а 1. Перечень контролируемых сигналов Наименование сигнала Обозначение на схеме Место и способ измерения Напряжение: между первой и второй фазой сети U1 между второй и третьей фазой сети U2 Непосредственно на клеммах разделительного трансформатора Ток фазы: первой I1 Токовый трансформатор УТТ-5Мвторой I2 третьей I3 Ток дуги Iд Измерительный шунт (75 мВ, 750 А) Напряжение на дуге Uд Между изделием и токоподводом к горелке Скорость подачи электродной проволоки vэ Энкодер Э4-8 Расход защитного газа Qp Редуктор-расходомер на баллоне Рис. 2. Осциллограммы изменения сигнала пропорциональ- ного току дуги на начальном участке сварки, полученные для ИП ВДУЧ-500 (а) и ВД 560 ДК (б); U — напряжение на выходе нормализатора по каналу измерения тока; τ — время Рис. 3. Осциллограммы тока (а) и напряжения вторичной цепи (б) ИП ВДУЧ-500 (режим сварки (средние значения): I = = 250 А; U = 27 В; vсв = 25 м/ч); K — количество измерений с периодичностью 800 мкс 44 4/2009 ты наклона статических вольт-амперных харак- теристик для обоих типов ИП приведены в табл. 2. Важной характеристикой качества ИП с точки зрения процесса сварки с короткими замыканиями является скорость нарастания тока в момент ко- роткого замыкания. Оценка средней скорости на- растания тока, выполненная по периодам наблю- дения, представлена в табл. 2. Исходя из реко- мендаций, изложенных в работе [4], лучшими яв- ляются показатели ИП ВДУЧ-500, о чем свиде- тельствует сравнительно небольшое разбрызгива- ние металла (оценивалось визуально). Результаты сравнительных испытаний свароч- ных ИП ВДУЧ-500, ВД 506 ДК, ВДУЧ-350 и ВС 300 Б по рассмотренной группе параметров при- ведены в табл. 2. Следует отметить, что полностью отказаться от субъективной оценки всех параметров СТС ИП на сегодня невозможно. Например, качество фор- мирования сварного шва, оценивается визуально специалистом-сварщиком и не имеет четких циф- ровых критериев. Однако, имея соответствующий практический опыт, можно прогнозировать, как данный ИП будет формировать шов, выполнен- ный при малом, среднем и большом значениях тока, зная численные оценки его параметров — коэффициента наклона вольт-амперной характе- ристики и скорости нарастания тока при коротком замыкании. Выводы 1. Результаты сравнительных испытаний свароч- ного оборудования с применением современных средств сбора, регистрации и обработки данных представляют полную информацию о преимущес- твах и недостатках образцов ИП по сравнению с ранее применяемыми, что позволяет потреби- телю принимать обоснованное решение при об- новлении парка оборудования. 2. С помощью средств обработки статистичес- кой информации, полученной в ходе испытаний, можно определить дополнительные параметры СТС оборудования, например, среднюю частоту коротких замыканий и др. 3. Результаты сравнительных испытаний ИП ВДУЧ-500, ВДУЧ-350 и выпрямителей ВД 506 ДК, ВС 300 Б позволяют сделать вывод о пре- имуществах первых в отношении устойчивости процесса поджига дуги, скорости нарастания тока при коротких замыканиях и незначительного раз- брызгивания электродного металла. 1. ГОСТ 25616–83. Источники питания для дуговой сварки. Методы испытания сварочных свойств. — Введ. с 01.01.84. 2. Система оперативного контроля качества сварочного оборудования в процессе его промышленного производ- ства / Б. Е. Патон, А. С. Коротынский, М. И. Скопюк и др. // Автомат. сварка. — 2002. — № 5. — С. 29–32. 3. Автоматизированный комплекс для исследования мето- дов и средств управления процессом дуговой сварки / Ф. Н. Кисилевский, Г. А. Бутаков, В. А. Дзябура и др. // Там же. — 1990. — № 6. — С. 24–27. 4. Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящим- ся электродом. — В 2 ч. — Ч. 1. — Киев: Экотехноло- гия, 2007. — 290 с. An approach is described to determination of welding-technological properties of welding power sources based on the results of comparative testing of the new and earlier applied samples. The structure and composition of the system of acquisition and recording of the data on the main parameters characterizing the properties of welding equipment is given. Comparative characteristics of VDUCh-500, VD 506 DK, VDUCh-350 and VS 300 B power sources are given. The testing procedure and methods of treatment of statistical information obtained during testing are described. Поступила в редакцию 11.12.2008, в окончательном варианте 24.02.2009 Та б л и ц а 2. Результаты сравнительных испытаний ИП Тип ИП Частота корот- ких замыканий, Гц Коэффициент наклона вольт- амперной харак- теристики, В/А Скорость нарас- тания тока при коротких замы- каниях, кА/с ВДУЧ-500 48 0,006 68 ВД 506 ДК 45 0,035 81 ВДУЧ-350 40 0,008 75 ВС 300 Б 49 0,018 84 Рис. 4. Вид импульсной функции i Рис. 5. Вольт-амперные характеристики ИП ВДУЧ-500, полу- ченные при напряжении холостого хода 40 (1) и 31 В (2) 4/2009 45

Сравнительные испытания сварочно-технологических свойств инверторных и тиристорных источников питания

Репозитарії

Схожі ресурси