Определение температуры жидкого металла при электрошлаковом процессе

Температура является одним из важнейших параметров, влияющих на качественные показатели электрошлакового металла. Оплавляемая поверхность расходуемого электрода, благодаря интенсивному конвективному массопереносу, является термодинамически активной. На конусе расходуемого электрода реализуется значительная, а часто и основная часть, таких важных реакций взаимодействия металла со шлаком, как восстановление модификаторов и легирующих элементов, окисление примесей, скорость и направление которых зависит от температуры реакционной зоны. Перегрев электродного металла над линией ликвидуса до температур дезактивации центров кристаллизации предопределяет получение крупнокристаллической структуры металла, анизотропию его свойств, повышенную ликвацию элементов, образования горячих трещин.

Расчетные способы определения температуры металла на стадии пленочного течения и растущей капли имеют весьма невысокую точность, поскольку математическое обеспечение моделей содержит большое количество физико-химических и теплофизических констант, само определение которых связано с неизбежными ошибками. Экспериментально температуру на конусе расходуемого электрода измеряют, главным образом, высокотемпературными термопарами с защитным чехлом, предполагая величину ее близкой к температуре шлака в прилегающей к электроду зоне. Однако тепловыделение в процессе сварки наиболее интенсивно происходит в зоне шлаковой ванны непосредственно под плавящимся электродом с высоким градиентом температур, а момент регистрации температуры определяют посредством визуального наблюдения за показаниями вторичного прибора. При этом осуществляется лишь дискретный контроль с невысокой точностью.

Контроль температуры с высокой точностью предлагается осуществлять термопарой без спая (два термоэлектрода), электрический контакт которых достигается непосредственно стекающим по конусу переплавляемого электрода металлом. При этом термоэлектроды изолируются друг от друга и переплавляемого электрода керамическими вставками длиной 3-5 мм, установленными с интервалом 20-40 мм, помещаются в осевое отверстие электрода и переплавляются вместе с ним. Диаметр осевого отверстия электрода не должен превышать 4-5 мм, чтобы за счет сил поверхностного натяжения на границе раздела твердый - жидкий металл обеспечивалось его перекрывание и надежный электрический контакт термоэлектродов при сварке сварочным аппаратом.

 

Комментировать

Filtered HTML

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.