RU146323U1 - Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния - Google Patents

Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния Download PDF

Info

Publication number
RU146323U1
RU146323U1 RU2014120386/28U RU2014120386U RU146323U1 RU 146323 U1 RU146323 U1 RU 146323U1 RU 2014120386/28 U RU2014120386/28 U RU 2014120386/28U RU 2014120386 U RU2014120386 U RU 2014120386U RU 146323 U1 RU146323 U1 RU 146323U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
thermocouples
holes
temperature gradient
determining
Prior art date
Application number
RU2014120386/28U
Other languages
English (en)
Inventor
Максим Валерьевич Ильичев
Александр Семенович Тюфтяев
Дамир Ильдусович Юсупов
Нелли Ривовна Галеева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АГНИ-К"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АГНИ-К" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АГНИ-К"
Priority to RU2014120386/28U priority Critical patent/RU146323U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU146323U1 publication Critical patent/RU146323U1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния при обработке металлов концентрированными потоками энергии с помощью термопар, расположенных в образце, отличающийся тем, что образец разделен на две части, а стенд дополнительно содержит источник концентрированного потока энергии, установленный с возможностью перемещения над образцом с заданной скоростью, и струбцину для прижатия двух половин образца друг к другу, причем в плоскости разреза одной из частей образца просверлены отверстия для установки в них термопар, а в плоскости разреза другой части выполнены соответствующие пазы для укладки термоэлектродных проводов таким образом, что расстояние от отверстий каждой из термопар до обрабатываемой поверхности образца равно h=а+(n-1)(H-а)/N при n=1,2,3……N, где а - расстояние от поверхности образца до спая первой термопары, Н - предельная глубина измерений, N - число термопар.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения градиента температуры материала в зоне термического влияния (ЗТВ) при выполнении исследовательских или промышленных работ, связанных с термической обработкой металлов концентрированными потоками энергии.
В настоящее время, несмотря на продолжительную историю развития техники и технологий, отсутствует надежное аппаратурное оснащение, позволяющее с высоким временным и пространственным разрешением исследовать процессы, протекающие в материале при воздействии на него концентрированного потока энергии (КПЭ). Описание процесса взаимодействия КПЭ с металлом затруднено отсутствием явных зависимостей теплофизических параметров от температуры, а знание динамики изменения температуры материала в ЗТВ позволяет адекватно определять особенности тепло- и массопереноса, что необходимо для создания оптимальных режимов обработки материалов КПЭ.
Известные методы температурных измерений, как правило, относятся к измерениям температуры на однородно нагретой и плоской поверхности. Из известных методов наибольшее распространение получили различные пирометрические методы, основанные на регистрации и обработке теплового излучения и методы зондирования нагретой поверхности пробным лучом (по изменению коэффициента отражения пробного луча).
В работе (заявка на изобретение RU 2010128820 А от 12.07.2010) предложен способ измерения температуры нагретой поверхности по отраженному излучению пробного луча. Температура определялась путем сравнения интенсивности отраженного луча от исследуемой поверхности с интенсивностью этого же луча отраженного от поверхности с известной температурой. Недостатком этого методов является его сложность.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство, реализованное в способе (RU 2389985, Способ измерения температуры в зоне сварки), в котором измерение температуры осуществляется встроенными термопарами. Однако, указанным способ не подходит для измерения градиента температур в ЗТВ.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является возможность осуществления измерения градиента температур в ЗТВ, необходимого для контроля и управления технологическим процессом термической обработки материалов, что достигается тем, что в экспериментальном стенде для определения градиента температуры в ЗТВ с помощью термопар, расположенных в образце, образец разделен на две части, а стенд дополнительно содержит источник концентрированного потока энергии, установленный с возможностью перемещения над образцом с заданной скоростью и струбцину для прижатия двух половин образца друг к другу, причем в плоскости разреза одной из частей образца просверлены отверстия для установки в них термопар, а в плоскости разреза другой части выполнены соответствующие пазы для укладки термоэлектродных проводов таким образом, что расстояние от отверстий для каждой из них до обрабатываемой поверхности образца равно h=a+(n-1)(H-a)/N при n=1, 2, 3…N, где a - расстояние от поверхности образца до спая первой термопары - выбирается равным диаметру термопары, H - предельная глубина измерений, N - число термопар.
Схема экспериментального стенда модели приведена на фиг. 1. Схема установки термопар приведена на фиг. 2.
Экспериментальный стенд состоит из образца 1 с термопарами 2, источника концентрированного потока энергии (например - плазмотрона) 3 и струбцины 4. Образец 1 разделен на две части 5 и 6, причем в плоскости разреза части 5 образца 1 просверлены отверстия 7 для установки в них термопар 2, а в плоскости разреза части 6 выполнены соответствующие пазы 8 для укладки термоэлектродных проводов 9.
Пример выполнения экспериментального стенда:
Рабочий участок включает составной образец из стали 60Г с сечением 50 мм × 50 мм и длиной 100 мм. Образец 1 разрезался пополам в поперечном сечении. Хромель-алюмелевые термопары 2 зачеканивались в предварительно высверленных отверстиях 7 диаметром 0,5 мм и глубиной 0,5 мм в плоскости разреза части 5 образца 1. Отверстия 7 для термопар располагались на глубине 0,5; 1,0; 1,5; и 2,0 мм от поверхности с шагом 4 мм. в плоскости разреза части 6 образца 1 сделаны пазы 8, в которые укладывались термоэлектродные провода в алундовой изоляции 9 диаметром 1,2 мм. Затем обе половины образца прижимались друг к другу струбциной 4.
Перемещение плазмотрона 3 осуществлялось поперек образца 1 так, чтобы при упрочнении сечение с термопарами совпадало с плоскостью симметрии плазмотрона 3. Другими словами, сечение с термопарами делит плазменную струю плазмотрона 3 пополам. После осуществления обработки за один проход рабочий участок остывал на воздухе.
Собранный таким образом экспериментальный стенд позволял измерять температуру на различной глубине от поверхности при рабочих режимах упрочнения, обеспечивающих формирование ЗТВ с глубиной от 1,1 до 2,5 мм.
На фиг. 3. представлено изменение температуры во времени в точках установки термопар на глубине от 0,5 до 2,0 мм (кривая 1 - 0,5, кривая 2 - 1,0 мм, кривая 3 - 1,5 мм, кривая 4 - 2,0 мм) при плазменном упрочнении стали 60Г (N=36 кВт; V=240 мм/мин; G=1,8 г/с) Глубина ЗТВ на натурных образцах, упрочненных по аналогичным режимом составила 1,1 и 1,4 мм соответственно, что коррелируется с достижением температуры области аустенизации на этой глубине при эксперименте.

Claims (1)

  1. Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния при обработке металлов концентрированными потоками энергии с помощью термопар, расположенных в образце, отличающийся тем, что образец разделен на две части, а стенд дополнительно содержит источник концентрированного потока энергии, установленный с возможностью перемещения над образцом с заданной скоростью, и струбцину для прижатия двух половин образца друг к другу, причем в плоскости разреза одной из частей образца просверлены отверстия для установки в них термопар, а в плоскости разреза другой части выполнены соответствующие пазы для укладки термоэлектродных проводов таким образом, что расстояние от отверстий каждой из термопар до обрабатываемой поверхности образца равно h=а+(n-1)(H-а)/N при n=1,2,3……N, где а - расстояние от поверхности образца до спая первой термопары, Н - предельная глубина измерений, N - число термопар.
    Figure 00000001
RU2014120386/28U 2014-05-21 2014-05-21 Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния RU146323U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014120386/28U RU146323U1 (ru) 2014-05-21 2014-05-21 Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014120386/28U RU146323U1 (ru) 2014-05-21 2014-05-21 Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU146323U1 true RU146323U1 (ru) 2014-10-10

Family

ID=53383511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014120386/28U RU146323U1 (ru) 2014-05-21 2014-05-21 Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU146323U1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brito et al. Experimental investigation of thermal aspects in a cutting tool using comsol and inverse problem
Kuschel et al. Experimental and numerical analysis of residual stress change caused by thermal loads during grinding
Kik et al. New method of processing heat treatment experiments with numerical simulation support
RU146323U1 (ru) Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния
de Sousa Antonino et al. Measurements of the Thermophysical Properties of the API 5L X80
Gollnow et al. Hot cracking analysis using in situ digital image correlation technique
Sulaiman et al. Analysis on grain growth of SS316L induced by plasma cutting process using probabilistic FEM with experimental verification
Kosugi et al. Application of laser ultrasound to noncontact temperature profiling of a heated hollow cylinder
RU2561315C1 (ru) Способ определения температур фазовых превращений в металлических материалах
Ganapathy et al. Analysis of new Gleeble tensile specimen design for hot stamping application
RU2634309C1 (ru) Способ измерения концентрации гелия в тепловыделяющем элементе
Kumar et al. Evaluation of Residual Stress by X-Ray Diffraction and Correlative Stress Modelling
RU2398659C1 (ru) Способ бесконтактного определения температуры в зоне резания при механической обработке
Möller et al. IR-thermography for quality prediction in selective laser deburring
Santa-aho et al. Manufacturing of calibration samples for barkhausen noise method: case studies on temperature controlled laser and hydrogen-oxygen flame
Kulhánek et al. Experimental modeling of weld thermal cycle of the heat affected zone (HAZ)
SU87693A1 (ru) Способ испытани сталей на свариваемость
Mašek et al. Advanced Material-technological modelling of complex dynamic thermomechanical processes
Molenda et al. Determining the emissivity at the tool-chip interface during S235JR steel turning
Zachrisson In situ detection and characterisation of phase transformations in weld metals
Lutz et al. Numerical investigation of temperature and phase development of (deformation-) dilatometer specimens
Elhassnaoui et al. Pulsed thermography model for detecting the internal ferritic steel crack
Švantner et al. Depth limits of flash-pulse IRNDT method for low-and high-diffusivity materials
Klaproth et al. Residual stress formation relating to peak temperature-and austenite grain size-based phase transformation of S355 steel
Liu et al. Study on the heat transfer characteristics performed in the infrared thermography detection of welded structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170522