Способ определения коэффициента полезного действия процессов сварки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСецкалистическнхРеспублик ев 984758(23) ПриоритетОпубликовано 30,1282. Бюллетень Йо 48Дата опубликования описания 30.12.82 И 1 М. Кп.з В 23 К 9/16 Гоеударствеииый комитет СССР оо делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ 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 111.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 цд и 3 . Затем по формулеЬТ СО,г зд цд5 где дТ - разность температур входящей в калориметр и выходящей иэ него воды, КС - теплоемкость воды,Джкгпв К10 ид - напряжение дуги, Вркг,расход воды,секЗд - ток дуги, Ьопределяют КПД 23.Недостатками известного способаопределения КПД являются малая произ"водительность и большая погрешность.Для этого способа необходима большаяустановка с участием двух тел - пластины и проточной воды, что соответ-ственно увеличивает погрешность в определении КПД при использовании данной методики.Цель изобретения - повышение точности замеров и увеличение производительности.Поставленная цепль достигается тЕМ,что, согласно способу определенияКПД процессов сварки плавлением,включающему наплавку на теплопоглотитель и замер температуры теплопогло 9 В 475 Вде С еплоемкость теплоп ел я, -ф - ;кг-К сса теплопоглотит мпература после в гло"иФормула изобретени 4 50 ПД,реднеквадение; чное отклотителя датчиками, теплопоглотительвыполняют в форме шара, цилиндраили параллелепипеда, датчики устанавливают в нем в двух максимально удаленнык друг от друга точках, температуру определяют после ее выравнивания по всему объему, а КПД рассчитывают по формуле щ -ма еля, кгрТв - теыравнивания, К152 - ток дуги, Анапряжение дуги, В;Г - время горения дуги, С.На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый 20 способ; на фиг.2 - график для определения расчетной температуры; на фиг.З- результаты определения КПД.На фиг.1 в теплопоглотитель 1, представляющий собой медный цилиндр, 25 на одной стороне которого отфрезерована плоскость для наплавки, установлены в двух диаметрально противоположных точках датчики 2 (термопары хромель-алюмелевые или хромель-копе левые), подключенные к измерительным приборам 3, регистрирующим термо-ЭДС термопарй. Нагрев теплопоглотителя осуществляется сварочной дугой 4 с одновременной регистрацией показаний вольтметра и амперметра, время горения дуги. 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,З представлены показатели надежности и стабильности результатов, полученных новым способом определения КПД для различных сварочных процессов,где- К Ч - коэффициент вариации, Е - квантиль.Полученные экспериментальные данные при использовании нового способа в различных видах сварки (угольной дуги, ручной электродуговой сварки, автоматической под слоем флюса) показали, что уменьшилась металлоемкость эксперимента (не требуется образцов для наплавки) и увеличилась точность, а также надежность оценки (фиг.Э) при определении КПД. Способ определения коэффициента полезного действия процессов сварки плавлением, включающий наплавку на теплопоглотитель и замер температуры теплопоглотителя датчиками, о т л и- чающий с я тем, что, с целью повышения точности замеров и увеличения производительности, теплопоглотйтель 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 рассчитывают по формуле где С - теплоемкость теплопоглотиДж,телят .Кп - масса теплопоглотителя, кг;7 - температура после выравнивания, КО - .напряжение дуги, ВЭд - ток дуги, АС - время горения дуги, С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Петров Г,Л., Туманов А.С, Теория сварочных процессов. М., "Высшаяшкола", 1977, с. 101.2. Кальянов В.Н., Муратов В,А., Олдаковский В.А. Плавление электродного и основного металла при сваркеаустенитной стали плавящимся электродом в азоте. Сборник научных трудовЖдановского металлургического института. М., "Высшая школа", 1972,с, 112 (прототип),юч РуюдяеРарлю Угагмлфга Составитель Н.иванов Редактор А.Власенко ТехредЛ,Пекарь КорректорМ.КостТираж осудар ам изо Москва 1153 П твенного комитета С ретений и открытийХ, Раушская наб