Новости
Интересные явления обнаружены после интерпретации термограмм, полученных с помощью тепловизора в Юрге.
Дата публикации: 16/10/2009
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати
Картина температурных полей отражает структурные превращения в материалах при их сварке.
Большинство сварочных процессов предусматривает нагрев соединяемых деталей.
В этом случае условия нагрева и охлаждения влияют на качество сварного соединения.
Характер протекания тепловых процессов определяет направление и полноту протекания металлургических процессов в сварочной ванне, условия формирования структуры металла шва и зоны термического влияния, эксплуатационные свойства сварных соединений.
Явления тепло- и массопереноса влияют на структурные превращения сталей при сварке во время нагрева и охлаждения изделий.
В теории сварочных процессов, описываемой отечественными и зарубежными исследователями, значительная роль отводится вопросам определения температурных полей и скоростей охлаждения сталей. Однако в этих работах не учитывают такие факторы, как теплообмен с окружающей средой, способ сварки. Расчеты часто содержат сложные функциональные зависимости.
Это влечет за собой увеличение времени выполнения расчета, привлечение развитого математического аппарата и вычислительной техники.
Наиболее точно и адекватно характер тепловых процессов можно описать по результатам экспериментальных исследований распределения температурных полей.
Тепловизионная аппаратура позволяет получить такие данные.
В результате проведения эксперимента в Юргинском технологическом институте Томского политехнического университета получили изображения температурных полей (термограмм) процесса нагрева и охлаждения свариваемого изделия.
На полученных термограммах отчетливо видна картина изменения температурных полей свариваемого изделия.
Однако определить координаты точек, соответствующие конкретной изотерме, по полученным изображениям трудно.
Причина кроется в том, что тепловизионная съемка процесса сварки проводилась под углом к оси шва и под углом к плоскости свариваемых пластин.
Для получения фронтальной картины температурных полей, пригодной для дальнейшего исследования, полученные данные были обработаны с помощью приложения ThermaCAM Researcher и системы МАТLАВ. Для получения координат точек изотермы, относительно реальных размеров свариваемых пластин были проведены необходимые преобразования.
В преобразованной системе координат находят координаты точек изотермы с последующим определением размеров путем умножения полученных координат на масштабирующие коэффициенты для введенных осей.
Масштабирующие коэффициенты вычисляются исходя из размеров осей в пикселах на изображении и натуральных размеров свариваемых пластин.
Данный алгоритм поиска координат был реализован в математическом пакете МАТLАВ в виде набора m-файлов.
Для расчета температурных полей на поверхности пластины по известным формулам была разработана компьютерная программа.
Анализ температурных полей, полученных экспериментальным и расчетным путем, показал, что расчетные температурные поля сильно упрощают реальную картину.
Чинахов Д. и Давыдов А. отмечают, что расчетные и экспериментальные значения термограмм совпадают в диапазоне от 1600 до 1100°С только по ширине сварного шва.
Экспериментальные изотермы по сравнению с расчетными значениями имеют более вытянутую форму вдоль сварного шва.
А на краю, удаленном от источника нагрева, появляется раздвоение.
Эти явления требуют дополнительного изучения и объяснения.
Источник: «ФОТОНИКА», 2009, №4, с.30-31, www.electronics.ru
Статьи по теме: