RU146323U1 - Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния - Google Patents
Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния Download PDFInfo
- 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
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)
- 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.
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) |
-
2014
- 2014-05-21 RU RU2014120386/28U patent/RU146323U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hamelin et al. | Validation of a numerical model used to predict phase distribution and residual stress in ferritic steel weldments | |
Kik et al. | New method of processing heat treatment experiments with numerical simulation support | |
Kuschel et al. | Experimental and numerical analysis of residual stress change caused by thermal loads during grinding | |
RU146323U1 (ru) | Экспериментальный стенд для определения градиента температуры в зоне термического влияния | |
Gollnow et al. | Hot cracking analysis using in situ digital image correlation technique | |
de Sousa Antonino et al. | Measurements of the Thermophysical Properties of the API 5L X80 | |
Sulaiman et al. | Analysis on grain growth of SS316L induced by plasma cutting process using probabilistic FEM with experimental verification | |
Il’ichev et al. | Experimental determination of the temperature dependence of steel thermal conductivity | |
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) | |
Vitali et al. | Estimation of trial parameters for Pulse Phase Thermography with low power heat sources | |
SU87693A1 (ru) | Способ испытани сталей на свариваемость | |
Kosugi et al. | Feasibility Study on Noncontact Monitoring of Temperature Distributions of Rotating Tool | |
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 | |
Demarque et al. | Numerical and experimental study of the microstructural evolution and the properties of joints welded on rebars using the GMAW process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170522 |