Способ определения коэффициента полезного действия процессов сварки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалистическнх

Республик

<и>984753 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 12. 80 (21) 3252573/25-27 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 30.1282. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.82

1И 1 М. Кп.з

В 23 К 9/16

Гоеударствеииый комитет

СССР

l1o делам изобретеиий и открытий

Щ1 УДК 62 1 ° 79 1, 75 (088.8) ""В. Н.Кальянов, С. И.Скляр и В.Г.Тимощенков (72) Авторы изобретения

/ украинский заочный политехнический: институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО

ДЕЙСТВИЯ ПРОЦЕССОВ CBAPKH

Изобретение относится к тепловым измерениям в металлургии и в частности к способу определения КПД в процессах сварки, наплавки и может быть использовано на предприятиях и в научно-исследовательских организациях.

Известен способ определения КПД сварки, при котором наплавляют образец и опускают его в тщательно: перемешиваемую воду (1).

КПД представляет собой частное от деления эффективной тепловой мощности на тепловую мощность источника нагрева. Точность определения КПД относительно невелика, так как тепло, вводимое в образец, расходуется не только на нагрев воды, но и на парообразование при погружении в калориметр, конвекцию и радиацию при переносе.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения КПД, заключающийся в том, что на охлаждаемую проточной водой пластину калориметра направляют валик, при помощи индикаторов замеряют температуру входящей и выходящей из калориметра воды, ее расход и регистрируют пока-, зания U и 3 . Затем по формуле оТ. С

0,г -3 д.0д где дТ вЂ” разность температур входящей в калориметр и выходящей иэ него воды, К

С вЂ” теплоемкость воды, Дж кг ° К

10 U — напряжение дуги, В кг, расход воды, сек

3 > — ток дуги, Р, определяют КПД (2).

Недостатками известного способа определения КПД являются малая производительность и большая погрешность.

Для этого способа необходима большая установка с участием двух тел — пластины и проточной воды, что соответственно увеличивает погрешность в определении КПД при использовании данной методики.

Цель изобретения — повышение точности замеров и увеличение производительности.

Поставленная цепль достиraется тЕМ, что, согласно способу определения

КПД процессов сварки плавлением, включающему наплавку на теплопоглотитель и замер температуры теплопогло9В475В тителя датчиками, теплопоглотитель выполняют в форме шара, цилиндра или параллелепипеда, датчики устанавливают в нем в двух максимально удаленных друг от друга точках, температуру определяют после ее выравни- 5 вания по всему объему, а КПД рассчитывают по формуле где С - теплоемкость теплопогло. Hтеля, -@ —; кг-К

m - масса теплопоглотителя, кг>

Т вЂ” температура после выравнивания, К>

3* - ток дуги, А> напряжение дуги, В; время горения дуги, С.

На фиг.1 изображена блок-схема ус ройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — график для опреде ления расчетной температуры; на фиг. результаты определения КПД.

На фиг.1 в теплопоглотитель 1, представляющий собой медный цилиндр, на одной стороне которого отфрезерована плоскость для наплавки, установ лены в двух диаметрально противоположных точках датчики 2 (термопары хромель-алюмелевые или хромель-копе левые), подключенные к измерительным приборам 3, регистрирующим термо-ЭДС термопар>. Нагрев теплопоглотителя осуществляется сварочной дугой 4 с одновременной регистрацией показаний вольтметра и амперметра, время горения дуги.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента полезного действия процессов сварки плавлением, включающий наплавку на теплопоглотитель и замер температуры теплопоглотителя датчиками, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

3повышения точности замеров и увеличения производительности, теплопогло.тйтель выполняют в форме шара, цилиндра или параллелепипеда, датчики устанавливают в нем в двух максимально удаленных одна от другой точках,температуру определяют после ее выравнивания по всему объему, а КПД рассчи«30 тывают по Формуле

На фиг.2 представлены кривые 1 и

2, показывающие изменение температуры в точках подключения датчиков.

Температуру Т определяют. после выравнивания крйвых 1 и 2, что соответствует выравниванию температур по всему объему теплопоглотителя. Затем по укаэанной формуле определяют КПД процесса сварки.

На фиг.3 представлены показатели надежности и стабильности результатов, полученных новым способом определения КПД для различных сварочных процессов, где

КПД> среднеквадратичное отклонение;

V — коэффициент вариации, 2 — квантиль.

Полученные экспериментальные данные при использовании нового способа в различных видах сварки (угольной дуги, ручной электродуговой сварки, автоматической под слоем флюса) пока зали, что уменьшилась металлоемкость эксперимента (не требуется образцов для наплавки) и увеличилась -:.

10 точность, а также надежность оценки (фиг.3) при определении КПД. где С вЂ” теплоемкость теплопоглотиДж ,теля, „. К;

III — масса теплопоглотителя, кг;

Te, — температура после выравнивания, К;

U — .напряжение дуги, В>

40 Эд — ток дуги, А>

С вЂ” время горения дуги, С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петров Г.Л., Туманов A.Ñ. Тео45 рия сваРочных процессов. М., Высшая школа", 1977, с. 101.

2. Кальянов В.Н., Муратов В.А., Олдаковский В.A. Плавление электродного и основного металла при сварке

50 BgcTeHHTHoA cTcLJIH IIJIBB>IIIIHMcB электРо дом в азоте. Сборник научных трудов

Ждановского металлургического института. М., "Высшая школа", 1972, с. 112 (прототип).

984758

РОЯ

0N

Составитель Н. Иванов

Редактор А.Власенко ТехредЛ.Пекарь КорректорМ. Коста

Заказ 10035/17 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная, 4

Угср мл ом фЖ

Рувим /gpss/ия а@т ма и л ;ю, к с Йрю сверла

2 ю5