Разработка методики определения температуры поверхности деталей для совершенствования технологий электроконтактного нагрева и сварки металлов

• Автор: Бельчикова, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Введение
Глава 1.

1.2.1.
1.2.2.

Глава 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.2.

СОДЕРЖАНИЕ

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ,

ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Способы электроконтактного нагрева и сварки металлов,
проблемы их совершенствования
Основные средства и методы определения температуры при электроконтактном нагреве и сварке, в других
родственных процессах
Средства и методы измерения температуры
Расчетные методы определения температуры
Предпосылки к использованию обратных задач теплопроводности для совершенствования технологий
электроконтактного нагрева и сварки металлов
Выводы по главе, постановка цели и задач исследования
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОМ НАГРЕВЕ
И СВАРКЕ МЕТАЛЛОВ
Определение температуры поверхности детали по результатам измерений температуры на ее двух различных
глубинах
Расчет температуры поверхности детали без учета температурной зависимости ее теплофизических
характеристик
Расчет температуры поверхности детали с учетом температурной зависимости ее теплофизических
характеристик
Одновременное определение теплового потока и

температуры поверхности медного электрода при электроконтактном нагреве и сварке металлов
2.3. Теорема устойчивости алгоритма, основанного на методе
квазиобращения
Выводы
Глава 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Общая методика
3.2. Экспериментальные установки для электроконтактной
диффузионной сварки
3.3. Выбор материала, образцов и присадочного материала для
проведения исследований
3.4. Методика регистрации основных параметров процесса
сварки
3.5. Методика измерения температур
3.6. Методика численных экспериментов
3.7. Методика сопоставления основных качественных
показателей полученных покрытий
3.8. Частные методики
3.8.1. Методика определения прочности сцепления слоя с
основой
3.8.2. Определение микропористости полученного слоя
3.8.3. Оценка микроструктуры и микротвердости покрытий и
основы
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Сопоставление результатов измерения и расчета
4.1.1.
4.1.2.

Глава 5.

5.2.1.
5.2.2.

температуры поверхности при сварке на стальные
образцы
Линейный случай
Нелинейный случай
Результаты расчета температуры поверхности медного
электрода
Сопоставление основных качественных показателей
покрытий
Анализ микроструктуры и микротвердости покрытий и
основы
Выводы
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЫПОЛНЕННЫХ
РАЗРАБОТОК
Методика расчета температуры поверхности деталей и рекомендации по выбору режимов процессов
электроконтактного нагрева и сварки металлов
Предпосылки и рекомендации по совершенствованию оборудования и технологий электроконтактного нагрева и
сварки металлов
Рекомендации по совершенствованию конструкции и
повышению ресурса электрода
Рекомендации по уменьшению деформаций и
формированию структуры восстанавливаемых деталей
Оценка общего коэффициента полезного действия
электроконтактной установки
Оценка экономического эффекта выполненных разработок

т.е. с металлом сплошного образца. Фехралевую проволоку утапливали в порошок в момент его засыпки в изолирующую форму. Для создания холодных концов у такой естественной термопары к сплошному образцу приваривали проволоку того же состава (сталь 45). К концам термопары подключали измерительный прибор (шлейф осциллографа) (рис. 1.9).
Термопару вводили в слой порошка до точки, в которой надо измерять температуру. Для измерения конечных температур нагрева и сварки, а также скорости охлаждения термопару отключали от шлейфа осциллографа в момент включения тока и подключали к шлейфу в момент выключения тока с помощью контактора.
Рис. 1.9. Схема измерительной системы: 1 - стальная основа; 2 - изоляция; 3 — порошок; 4 - проволока из сплава фехраль; 5 — проволока из стали 45; 6 - дроссель; 7 — емкость; 8 - сопротивление; 9 - осциллограф;
блок питания
Для измерения температуры в процессе нагрева в цепь термопары был введен индуктивно-емкостный фильтр. Поскольку при сварке порошка переменным током отфильтровать его влияние на измерительную цепь полностью не удается, о температуре спекания судили по средней линии между максимальными и минимальными значениями якобы пульсирующей температуры, записанной осциллографом. При тарировке показаний термопары по пирометру ошибка измерений температуры находилась в пределах 5 %. Хотя данный подход и позволяет определять температуру, но он не дает требуемой точности в связи с осреднением значений температуры, полученных из опы-