Показано, что основной недостаток многопостовых систем на основе балластных реостатов, заключающийся в повышенном энергопотреблении, может быть устранен путем их замены на электронные регуляторы сварочного тока, выполненные на силовых транзисторных ключах третьего поколения. В основу данных схем положены конверторы сварочного тока на базе широтно-импульсных модуляторов с расширенными функциональными возможностями сварочно-технологических свойств.

Описан датчик электрического сигнала, эквивалентного измеряемому току или напряжению в условиях повышенного воздействия помех. Показаны преимущества данного устройства над традиционными датчиками аналоговых сигналов. Даны кривые передаточной характеристики и оценена достигаемая точность универсального датчика электрических параметров сварки. Указаны пути расширения возможностей датчика.

Описаны работы, выполненные в ИЭС им. Е. О. Патона, по созданию и производству орбитальных комплексов для автоматической сварки стыков трубопроводов диаметром 8 - 76 мм. Комплексы нашли применение при ремонтах оборудования энергоблоков атомных электростанций Украины.

Рассмотрено применение автоматической орбитальной сварки ТИГ для получения герметичных стыкозамковых соединений поглощающих элементов, являющихся основой поглощающих вставок контейнеров хранения отработанного ядерного топлива. Приведены результаты отработки технологии сварки ТИГ и области оптимальных режимов при выполнении этих соединений, описана промышленная установка для сварки замковых соединений поглощающих элементов и результаты ее опробования.

Рассмотрены вопросы анализа формирования высоковольтных импульсов, инжектируемых в межэлектродный промежуток для первоначального поджига дуги и ее повторных зажиганий, в электронных устройствах с независимым питанием и последовательным включением в цепь основной или вспомогательной ("дежурной") дуги, в которых все элементы формирующего контура также включены последовательно. Анализ колебательных процессов в формирующем контуре выполнен с использованием решений известных линейных дифференциальных уравнений второго порядка с ненулевыми начальными условиями. Предложены основанная на этих решениях инженерная методика расчета всех компонентов формирующего контура электронных устройств с независимым питанием для возбуждения дуги, а также вытекающие из экспериментальных данных и опыта проектирования, промышленного изготовления и эксплуатации таких устройств рекомендации по выбору их элементной базы. Описаны варианты схемотехнических решений генераторной части электронных возбудителей дуги с независимым питанием и устройств управления коммутирующим ключом формирующего контура.

До настоящего времени в Украину каналы нейтронные измерительные поступали, в основном, из-за рубежа. Поэтому задача совершенствования эксплуатационных характеристик и освоения отечественного производства таких каналов весьма актуальна. Рассмотрено применение автоматической орбитальной сварки неплавящимся электродом для получения сварных соединений элементов чехлов каналов нейтронных измерительных, являющихся важнейшими элементами систем внутриреакторных измерений ядерных энергетических установок. Приведены результаты отработки технологии автоматической сварки ТИГ и оптимальные режимы выполнения этих соединений с применением отечественных модернизированных автоматов для орбитальной сварки АДЦ 627 У3.1 и АДЦ 625 У3.1, а также технические характеристики указанных автоматов. Описана методика сборки под сварку ТИГ элементов конструкции чехлов каналов нейтронных измерительных. Представлены данные испытаний сварных соединений неразрушающими методами контроля, механических испытаний, металлографических исследований, испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии. Показано, что применение разработанных технологий и оборудования позволит освоить отечественное производство каналов нейтронных измерительных.

Рассмотрены вопросы анализа процессов в электронных вольтодобавочных устройствах асинхронного типа с последовательным включением в цепь основной или вспомогательной ("дежурной") дуги, имеющих конфигурацию формирующего контура, в котором емкостной накопитель и индуктивность первичной обмотки повышающего импульсного трансформатора соединены последовательно, а коммутирующий ключ контура подключен параллельно этому соединению. Приведены результаты анализа цепей генераторов импульсов повышенного напряжения, входящих в состав асинхронных возбудителей (АВ) и стабилизаторов процесса горения дуги (СПГД) . Описаны схемотехнические решения и отражены вопросы анализа зарядно-разрядных цепей АВ и СПГД, построенных на основании использования метода резонансной накачки. Анализ процессов в цепях АВ и СПГД выполнен с использованием решений известных в теоретической электротехнике уравнений. Предложены основанная на этих решениях инженерная методика расчета основных компонентов функциональных узлов АВ и СПГД, а также рекомендации по выбору их элементной базы.

Приведены результаты разработок ИЭС им. Е. О. Патона и его специализированных подразделений по созданию отечественных образцов современного оборудования для подготовки под сварку торцов и кромок неповоротных стыков трубопроводов диаметром от 14 до 159 мм из сталей аустенитного и перлитного классов и высоколегированных сплавов при монтаже, ремонте и модернизации объектов энергетики, включая энергоблоки атомных и тепловых электростанций, в химическом и энергетическом машиностроении, на предприятиях нефтегазового комплекса и в других отраслях промышленности. Рассмотрены особенности построения разработанных торцевателей для обработки труб диаметром от 14 до 76 мм с толщиной стенки до 7,0 мм и труборезов для обработки кромок V- и U-образных разделок неповоротных стыков труб диаметром от 76 до 159 мм с толщиной стенки до 12 мм и основных составных частей этого оборудования. Показано, что по сравнению с зарубежными аналогами разработанное отечественное оборудование обладает рядом существенных преимуществ, позволяющих увеличить общую производительность механической обработки и сократить время пребывания персонала в зоне вредного воздействия на человека опасных факторов внешней среды.

Рассмотрены некоторые важные особенности процессов бесконтактных первоначального и повторных возбуждений дуги переменного тока при дуговой и плазменной сварке, а также электронных вольтодобавочных устройств (ВДУ), генерирующих импульсы высокого и повышенного напряжения, инжектируемые в межэлектродный промежуток для реализации этих процессов. Показано, что наиболее рациональным путем совершенствования возбудителей и стабилизаторов дуги является создание ВДУ, называемых возбудителями-стабилизаторами (ВС) и отличающихся возможностью функционировать в режиме как первоначального так и повторных возбуждений дуги, т.е. в режиме стабилизации процесса горения дуги переменного тока. Приведены выработанные на основании многочисленных исследований, опыта разработки и применения ВДУ оптимизированные требования к параметрам генерируемых этими устройствами импульсов. Рассмотрены некоторые особенности построения комбинированных ВС дуги.

Рассмотрены вопросы построения электронных устройств для бесконтактных первоначального и повторных возбуждений дуги переменного тока при механизированной дуговой сварке, генерирующих инжектируемые в межэлектродный промежуток импульсы высокого и повышенного напряжения, с учетом ранее проведенных исследований. Показано, что наиболее рациональным путем совершенствования электронных устройств для первоначального и повторных возбуждений дуги является создание комбинированных возбудителей-стабилизаторов, обладающих возможностью функционировать как в режиме первоначального возбуждения (зажигания) дуги, так и в режиме стабилизации процесса ее горения, что достижимо путем выполнения генераторов импульсов высокого или повышенного напряжения возбудителей-стабилизаторов, по крайней мере, с двумя независимыми формирующими контурами. Приведен и описан базовый вариант схемотехнических решений комбинированного электронного возбудителя-стабилизатора дуги с последовательным включением в сварочную цепь для механизированной сварки плавящимся электродом на переменном токе.

Рассмотрены вопросы повышения устойчивости сварочной дуги переменного тока при дуговой и плазменной сварке путем совершенствования сварочных источников питания. Отмечено, что из известных способов наибольшее распространение получили импульсное увеличение выходного напряжения источника питания при смене полярности тока дуги, применение индуктивно емкостных преобразователей, использование источников питания, обеспечивающих близкую к прямоугольной форму тока дуги. Показано, что наиболее эффективным является создание сварочных источников питания переменного тока, сочетающих два или несколько таких методов и имеющих в своем составе цепи или устройства, обеспечивающие возможность функционировать как в режиме первоначального возбуждения (зажигания) дуги, так и в режиме стабилизации процесса ее горения. Это достижимо, в частности, путем выполнения этих цепей или устройств в виде генераторов импульсов высокого или повышенного напряжения с двумя независимыми формирующими контурами. Приведены и описаны несколько вариантов схемотехнических решений усовершенствованных источников питания для дуговой сварки переменным током.

Рассмотрены вопросы cхемотехники и анализа процессов в электронных вольтодобавочных устройствах асинхронного типа с последовательным включением в цепь основной или вспомогательной ("дежурной") дуги, имеющих конфигурацию формирующего контура, в котором емкостной накопитель и индуктивность первичной обмотки импульсного повышающего трансформатора соединены последовательно, а коммутирующий ключ контура подключен параллельно этому соединению. Описаны схемотехнические решения входящих в состав асинхронных возбудителей и стабилизаторов процесса горения дуги зарядных устройств на основе ключевой схемы с дозирующим реактором и диодно-конденсаторного умножителя напряжения. Анализ процесса горения дуги в цепях этих функциональных узлов асинхронных возбудителей и стабилизаторов выполнен с использованием решений известных в теоретической электротехнике уравнений. Предложены базирующаяся на этих решениях инженерная методика расчета основных компонентов зарядных устройств асинхронных возбудителей и стабилизаторов процесса горения дуги, а также рекомендации по выбору их элементной базы.

Рассмотрены некоторые теоретические вопросы резистометрического способа определения координат пятна сварочной дуги и оценивания скорости перемещения электрода при осуществлении или имитации дуговой сварки, а также особенности построения аппаратной части и программного обеспечения тренажерных сварочных систем с использованием этого способа. Приведены примеры использования этого метода в разработанных и промышленно изготовляемых в ГП "Научно-инженерный центр сварки и контроля в отрасли атомной энергетики Украины Института электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины" аппаратно-программных комплексах (сварочных тренажерах), а также основные варианты схемотехнического построения устройств для реализации в тренажерных сварочных системах резистометрического способа.

Подогреватели высокого давления - принципиально необходимые звенья второго контура энергоблоков атомных электростанций с легководными реакторами типа ВВЭР. Они представляют собой одноплоскостные или двухплоскостные трубные спирали из углеродистой стали. Приведены результаты выбора и отработки технологии механизированной сварки для использования при изготовлении и восстановительном ремонте подогревателей высокого давления.

Приведены результаты разработки технических средств полувиртуального типа для подготовки сварщиков и специалистов сварочного производства, выполненных в НИЦ СКАЭ совместно с ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины и ИПМЭ им. Г. Е. Пухова НАН Украины. Рассмотрен достигнутый к настоящему времени уровень развития технических средств обучения и аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, позволяющий прогнозировать расширение областей применения современных информационных технологий, в том числе по воспроизведению смешанной реальности с максимальной адаптацией виртуального пространства к реальному сварочному оборудованию и обеспечивающих удаленный доступ телекоммуникационных систем. Показано, что упрощение подготовки и приближение ее к условиям реальных процессов сварки возможно применением нового поколения сварочных тренажеров, в которых широко используются современные информационные технологии.

Исследованиями и практикой установлено, что соответствующее современным требованиям качество сварных соединений трубопроводов в значительной степени зависит от качества предшествующей сварке обработки торцов кромок разделки их стыков и от качества сборки деталей трубопроводов непосредственно перед сваркой. Приведены результаты экспериментальных, опытно-технологических и опытно-конструкторских работ, проведенных в НИЦ СКАЭ, по созданию торцевателя для металлических труб диаметром от 76 до 108 мм. Показано, что по сравнению с лучшими зарубежными аналогами, разработанный торцеватель имеет ряд существенных технологических и эксплуатационных преимуществ.

Электроприводы являются неотъемлемыми устройствами любых сварочных установок для дуговой и плазменной сварки. Поскольку к точности и надежности исполнительных механизмов современных автоматов для орбитальной сварки неповоротных стыков трубопроводов энергоблоков АЭС предъявляется ряд специфических требований, то эти требования налагаются и на приводящие их в движение приводы, что потребовало разработки последних. Описаны схемы унифицированных реверсивных приводов постоянного тока исполнительных механизмов современных автоматов для орбитальной сварки неповоротных стыков трубопроводов АЭС. Разработан транзисторный привод с обратной связью от оптического датчика скорости, отличающийся высокой надежностью, возможностью точного предварительного задания (программирования) скорости вращения вала электродвигателя, отсутствием механических коммутирующих контактов для пуска или остановки, или для реверса, а также устройство высокоточного быстродействующего автоматического регулирования напряжения дуги. Приведены результаты промышленной эксплуатации некоторых разработанных в НИЦ СКАЭ автоматов для орбитальной сварки, в которых использованы описанные реверсивные приводы и устройство автоматического регулирования напряжения дуги. Цель настоящей работы - представление результатов работ, проведенных в НИЦ СКАЭ в направлении создания составных частей автоматов для орбитальной сварки неповоротных стыков тонкостенных трубопроводов из сталей аустенитного, перлитного классов, углеродистых сталей и сплавов цветных металлов (кроме алюминия и его сплавов).