Способ определения поверхностного натяжения металлов

ИЯ.а.; " .: .,.МЛЯ"ф""728055 ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сев з Советски нСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кл, 6 01 М,13/02 с присоединением заявки Гй -Гнсуерствннный квмнтнт СССР. не двннм нзобретеннй в вткрытвй(53) УДК543.542 (088.8) Дата опубликования описания 18.04.80(71) Заявитель Всесоюзный научно. исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛОВИзобретение относится к области исследования физических свойств м.ериалов, преимущественно сварочных, и может быть исполь., эовано при определении поверхностного натя. жения металла в условиях, близких к реаль-, ным условиям сварки или пайки.Известен способ определения йоверхностного натяжения расплавленного металла путем нагрева исследуемого металла до образования капли, отснятия кадров прн различных фиксированных температурах нагрева, покоторым определяют искомую величину 111Все эти способы исследования требуют длительного времени фиксации физических величин, например температурынагрева иссле. луемого металла, определения линейных размеров капли с помощью отснятия кадров и др.Это усложняет способ, увеличивает его трудоемкость, требует громоздкой и сложнон аппаратуры, а в ряде случаев приближенного решения ряда уравнений, что снижает точность исследования.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является спо. 2соб определения поверхностного натяжения металла, включающий. нагрев части стержня иэ исследуемого металла до образования капли с критической массой жидкого металла, измерение силы, удерживающей эту каплю в равновесии, цо которой судято поверхностномнатяжении (2) .Этот способ также является сложным и трудоемким, так как для более точного опре. деления поверхностного натяжения требуется производить киносъемку расплавленной капли металла при разных фиксированных температурах, При менее точном определении поверхностного натяжения требуется решить ряд уравнений, которые не интегрируются в простых функциях, а различные приближенные решения этих уравнений приводят к большим неточностям.Целью изобретения является упрощение процесса определения поверхностного натяжения металла и снижение его трудоемкости.Для этого по предлагаемому способу ряд стержней одинакового диаметра разной массы размещают на опорах в горизонтальной плос.Способ определения поверхностного натя;25 жения металлов, включающий нагрев частястержня из исследуемого металла до образования.капли жидкого металла и измерениесилы, удерживающей эту каплю в равновесии,по которой судят о поверхностном натяже 30 нии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения процесса определения поверх. ностного натяжения и снижения трудоемкости,ряд стержней одинакового диаметра разноймассы размещают на опорах в горизонталь 35 ной плоскости, осуществляют нагрев их .центральной части до образования капли жидкогометалла и из сдвинувшихся по отношению копорам стержней выбирают стержень с наибольшей массой, по которой определяют силу тре.40 ния, равную силе, удерживающей каплю вравновесии,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 45Ет,= гп9 К = 4 У 6 3 72805кости, осуществляют нагрев их центральнойчасти до образования капли с критическоймассой жидкого металла и из сдвинувпихсяпо отношению к опорам стержней выбираютстержень с наибольшей массой, по которойопределяют силу трения, равную силе, удерживающей каплю в равновесии;На фиг.1 показаны опоры, на которыхразмещены стержни (вид сверху) и электрическая цепь для фиксации момента движения 1 Остержней; на фиг. 2 - вид сбоку на стержнии термопара; на фиг, 3 - стержнй с образовавшимися каплями.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,15На опоры 1, размещенные в горизонталь.ной плоскости, укладывают ряд металлических стержней 2 - 5 из исследуемого металлаодинакового диаметра, но разной массы,Осуществляют нагрев стержней в средней их.части сторонним источником тепла, напримерсварочной дугой, до образования капли с критической массой жидкого металла, температу.ру которого определяют с помощью термо.пар 6.Стержни остаются в покое в том случае,когда силы поверхностного натяжения обра.зовавшегося жидкого металла меньше сил тре.ния между этими стержнями, например стержнями 4 и 5, и опорами 1, при этом на концах стержней 4 и 5 образуются капли 7.В том случае, когда силы поверхностногонатяжения превышают силы трения стержня, напри.мер стержня 3, об опоры 1, происходит сближе.жение двух частей этого стержня, при этоммежду ними образуется капля 8 жидкогометалла (см, фиг. 3).Перемещение любого из стержней контро.лируется посредством размыкания-контактаК,г з электрической цепи В - П - И (11 -резистор, П - регистрирующий прибор, Иисточник питания) (см. фиг.:1),Для определения силы поверхностного на.тяжения используют зависимость 59 - ускорение свободного падения см/сг; К - коэффициент трения покоя;г - радиус стержней см;6 - поверхностное натяжение дин/см.В предлагаемом способе не требуется гро. моздкой и сложной аппаратуры, например скоростной кинокамеры и др, Для определе. ния физических параметров капли жидкого металла не требуется решения сложных дифферен. циальных уравнений ее состояния равновесия, Это позволяет значительно упростить процесс определения поверхностного натяжения метщлов прн одновременном уменьшении его трудоемкости и повысить точность определения величин поверхностного натяжения расплавленных металлов, так как в расчетах исполь. зуются конкретные физические величины, точность значений которых определяется классом точности измерительных приборов. Формула изобретения(2) где Рт - сила трения, дин; пг - масса стержня г; 1. Якобошвили С, Б. Поверхностные свойства сварочных флюсов и,шлаков, изд. "ТеХ- ника", Киев, 1970, е. 54-57.2. Ерохин А. А. Основы сварки плавлением, аМашиностроение", М 1973, с, 81 (прототип).. Тираж 1019ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушскал наб., д. 4/ Подписное аказ 1130/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна