SU1583793A1 - Method of determining surface tension of metal melt - Google Patents
Method of determining surface tension of metal melt Download PDFInfo
- Publication number
- SU1583793A1 SU1583793A1 SU884467224A SU4467224A SU1583793A1 SU 1583793 A1 SU1583793 A1 SU 1583793A1 SU 884467224 A SU884467224 A SU 884467224A SU 4467224 A SU4467224 A SU 4467224A SU 1583793 A1 SU1583793 A1 SU 1583793A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- arc
- melt
- voltage
- metal melt
- metal
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может найти применение при измерении поверхностного нат жени расплавленных металлов в услови х дуговой сварки. Целью изобретени вл етс упрощение способа путем исключени необходимости измерени высоты кратера в металлическом расплаве. Дл этого на поверхность расплава воздействуют электрической дугой и измер ют ток и напр жение дуги. Дополнительно измер ют напр жение дуги после охлаждени расплава до затвердевани при том же значении тока. Поверхностное нат жение рассчитывают по измеренным величинам. 1 ил.The invention relates to an instrumentation technique and may find application in measuring the surface tension of molten metals under arc welding conditions. The aim of the invention is to simplify the method by eliminating the need for measuring the height of a crater in a metal melt. To do this, an electric arc is applied to the surface of the melt and the current and voltage of the arc are measured. Additionally, the arc voltage is measured after cooling the melt before solidification at the same current value. The surface tension is calculated from the measured values. 1 il.
Description
Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может найти применение при измерении поверхностного нат жени расплавленных металлов в услови х дуговой сварки плавлением или плазменно-дугового переплава металла.The invention relates to instrumentation engineering and can be used in measuring the surface tension of molten metals under conditions of arc fusion welding or plasma arc metal remelting.
Целью изобретени вл етс упрощение способа.The aim of the invention is to simplify the method.
На чертеже приведена схема устройства дл реализации способа.The drawing shows a diagram of the device for implementing the method.
Устройство состоит из печи внутри которой расположен тигель 2 с и с- ледуемым металлом. Через стенку печи 1 через уплотнитель 3 пропущен электрододержатель с неплав щимс электродом 4, снабженный микровинтом . В электрическую цепь между неплав щимс электродом 4 и тиглем 2 с исследуемым металлом включен амперметр 5, источник 6 питани электрической дуги, осциллограф 7, а также осцилл тор 8. Устройство снабжено также пирометром 9 дл измерени температуры расплава, оптическим окном 10 дл наблюдени и источником 11 питани печи 1.The device consists of a furnace inside of which a crucible 2 is located and with the metal under investigation. Through the wall of the furnace 1, through the seal 3, an electrode holder with a non-consumable electrode 4, provided with a micro-screw, is passed through. An ammeter 5, an arc power source 6, an oscilloscope 7, and an oscillator 8 are included in the electrical circuit between the non-consumable electrode 4 and the crucible 2 with the metal under study. The device is also equipped with a pyrometer 9 for measuring the temperature of the melt, an optical viewing window 10 and a source 11 furnace power 1.
Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.
В рабочее пространство печи 1 под неплав цимс электродом 4 помещаетс тигель 2 с предварительно переплавленным исследуемым металлом. После этого неплав щийс электрод 4 диаметром 2...3 мм опускаетс до соприкосновени с поверхностью твердого металлического образца и с помощью микровинта поднимаетс на высоту Н„, величина которой фиксируетс с точностью до сотых долей миллиметра иIn the working space of the furnace 1 under the non-melted electrode 4 is placed the crucible 2 with the preliminary remelted test metal. After that, the non-consumable electrode 4 with a diameter of 2 ... 3 mm is lowered to contact with the surface of the solid metal sample and with the help of a micro-screw it rises to a height H ", the value of which is fixed to an accuracy of hundredths of a millimeter and
слcl
00 СХЭ00 SHE
1one
со озfrom oz
находитс в пределах 3...4 мм. Затем начинаетс продувка рабочего пространства печи I аргоном или другим защитным газом, расход которого в процессе опыта остаетс посто нным, После создани в рабочем пространстве печи 1 заданной защитной газовой среды с помощью осцилл тора 8 возбуждаетс дуга между твердым металлом , наход щимс в тигле 2, и е- плав щимс электродом 4. Спуст 0,1 с, когда величина напр жени дуге устанавливаетс посто нной, z помощью осциллографа 7 фиксируете значение напр жени U0 на дуге при данной силе тока дуги. При этом величина тока дуги не должна превышать 200 А электрода диаметром 2 мм и 250 А дл электрода диаметром 3 мм, Затем отключаетс ток и дуга преИзis within 3 ... 4 mm. Then, the working space of the furnace I begins to be flushed with argon or other protective gas, the flow rate of which during the experiment remains constant. After the predetermined protective gaseous medium is created in the working space of furnace 1 using an oscillator 8, an arc is excited between the solid metal in the crucible 2, and e-melting electrode 4. After 0.1 s, when the arc voltage value is set constant, z, using the oscilloscope 7, fix the voltage U0 on the arc at a given arc current strength. In this case, the arc current should not exceed 200 amps of an electrode with a diameter of 2 mm and 250 amps for an electrode with a diameter of 3 mm. Then the current and the arc are turned off.
U0 соотношени ---U0 ratios ---
НоBut
определ етс величина падени напр жени на единицу длины дуги. После этого включаетс источник 11 питани печи 1 и температура в печи 1 поднимаетс до температуры плавлени исследуемого металла плюс 10,,.20°С, Дл выравнивани температуры в метал лическом расплаве система выдерживаетс при данной температуре в течение 30...60 с. Затем при том же значении Н0 между неплав щимс электродом 4 и расплавом с помощью осцилл тора 8 возбуждаетс дуга. При этом силу тока дуги поддерживают той же, что и в случае возбуждени дуги между неплав щимс электродом 4 и твердым металлом. За счет давлени дуги, величина которого зависит от установленной величины силы тока дуги, в расплаве образуетс след, глубина которого св зана с поверхностным на- т мением металлического расплава,the magnitude of the voltage drop per unit arc length is determined. After that, the power supply 11 of the furnace 1 is turned on and the temperature in the furnace 1 rises to the melting temperature of the metal under study plus 10. 20 ° C. To equalize the temperature in the metal melt, the system is maintained at this temperature for 30 ... 60 s. Then, at the same value of H0, an arc is excited between the non-consumable electrode 4 and the melt using an oscillator 8. In this case, the arc current strength is maintained the same as in the case of the initiation of the arc between the non-consumable electrode 4 and the solid metal. Due to the arc pressure, the magnitude of which depends on the set value of the arc current strength, a trace is formed in the melt, the depth of which is associated with the surface tint of the metallic melt,
Измер ют напр жение U, на дуге в этом случае. Определ ют глубину следа с помощью выражени The voltage U is measured on the arc in this case. The depth of the trace is determined using the expression
Н„ ( H „(
UiUi
ПоBy
- о,- about,
()()
h - глубина следа, м; Н0 - рассто ние от неплав щегос электрода до поверхности металлического расплава, м;h is the depth of the track, m; H0 is the distance from the non-consumable electrode to the surface of the metal melt, m;
U, -напр жение на дуге в случае жидкого расплава, В;U, is the arc stress in the case of a liquid melt, V;
U0 - напр жение на дуге в случаеU0 is the arc voltage in the case of
твердого расплава,В, Поверхностное нат жение металли- | ческого расплава рассчитывают с помощью выражени solid melt, V, Surface tension metal- | melt is calculated using the expression
6 i2Ј.)ЈL6 i2Ј.) ЈL
2h2h
(2)(2)
5five
00
5 Q 5 Q
5five
00
5five
00
5five
где 6 Р„ г поверхностное нат жение, Н/м;where 6 P & g is the surface tension, N / m;
давление дуги, определ емое по току дуги, Н/м ; плотность металлического расплава, кг/мэ; ускорение свободного падени , м/с2;arc pressure, determined by arc current, N / m; metal melt density, kg / me; acceleration of free fall, m / s2;
радиус анодного п тна на поверхности металлического расплава, определ емого по току дуги, м.the radius of the anode spot on the surface of the metal melt, determined by the arc current, m
Пример. В печь 1 под электродом помещают корундовый тигель 2 с предварительно переплавленным в среде аргона армко-железом. В качестве неплав щегос электрода 4 используют вольфрамовый электрод марки ЭВИ-3 диаметром 2 мм. После установки тигл 2 электрод 4 с помощью микровинта опускают до соприкосновени с поверхностью твердого металла, а затем поднимают на высоту 4 мм. Затем в печь 1 подают аргон, расход которого составл ет 10-12 л/мин. Через 4 мин, что обеспечивает создание в печи 1 атмосферы аргона между электродом 4 и металлом, с помощью осцилл тора 8 возбуждают дугу. Спуст 0,1 с величина напр жени на дуге, которую фиксируют с помощью осциллографа 7, устанавливаетс посто нной и при силе тока 200 А равна 12,2 В. После этого дугу прерывают. Затем включают источник 11 питани печи 1 и температуру в ней поднимают до 1550 С, Данную температуру замер ют с помощью термопары ВР-5/20 и поддерживают во врем всего опыта посто нной. После выдержки системы в течение 60 с между расплавленным металлом и электродом 4 возбуждают дугу также с помощью осцилл тора 8. Силу тока поддерживают равной 200 А, Спуст 3 с после начала горени дуги величина напр жени на дуге становитс равной 12,7 В.Example. In the furnace 1 under the electrode placed corundum crucible 2 with pre-melted in an argon environment Armco-iron. As a non-melting electrode 4, an EVI-3 tungsten electrode with a diameter of 2 mm is used. After installing the crucible 2, the electrode 4 is lowered with a micro-screw to contact with the surface of the solid metal, and then raised to a height of 4 mm. Argon is then fed to the furnace 1 at a rate of 10-12 L / min. After 4 min, which ensures the creation in the furnace 1 of an argon atmosphere between the electrode 4 and the metal, using an oscillator 8, an arc is excited. After 0.1 seconds, the voltage on the arc, which is fixed with an oscilloscope 7, is set constant and is 200 A at a current of 12.2 V. After that, the arc is interrupted. Then, the power supply 11 of the furnace 1 is turned on and the temperature in it is raised to 1550 ° C. This temperature is measured using a BP-5/20 thermocouple and maintained constant throughout the experiment. After the system has been held for 60 seconds between the molten metal and electrode 4, an arc is also excited with the aid of an oscillator 8. The current strength is maintained at 200 A, 3 seconds after the arc started, the arc voltage becomes 12.7 V.
По выражению (1) определ ют вели чину h 0,62 мм. Радиус анодногоBy expression (1), the value of h is 0.62 mm. Anode radius
51583793 51583793
п тна гй определ етс током дуги иго это воздействие, отличаюthe spot is determined by the current of the arc yoke is the effect that distinguishes
при токе 200 А равен 1,55 мм. При токе дуги в аргоне 200 А, рассто нии от электрода 4 до поверхности распла- с ва Н0 - 4 мм и диаметре неплав ще- гос электрода 2 мм давление дуги равно РЙ 3,1 Н/мм2.at a current of 200 A, it is 1.55 mm. When the arc current in argon is 200 A, the distance from electrode 4 to the surface of the H0 melt is 4 mm and the diameter of the non melting electrode is 2 mm, the arc pressure is PY 3.1 N / mm2.
Подставл эти значени , а такжеSubstitute these values as well
щ и и с тем, что, с целью упроще ни способа, на поверхность металли ческого расплава воздействуют сосре доточенным давлением электрического дугового разр да между поверхностью металлического расплава и неплав щимс электродом, расположенным над IQ поверхностью металлического расплава , измер ют напр жение и ток элек рического дугового разр да,дополнительно измер ют напр жение электрического дугового разр да после охn and, in order to simplify the method, the surface of the molten metal is affected by a concentrated electric arc discharge pressure between the surface of the metallic melt and the non-consumable electrode located above the IQ surface of the metallic melt, the voltage and current of the electric melt arc voltage, the voltage of the electric arc discharge is additionally measured after oh
плотность расплава, в расчетное выражение (2) получим 6 322 мДж/м ,melt density, in the calculated expression (2) we get 6 322 mJ / m,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884467224A SU1583793A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method of determining surface tension of metal melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884467224A SU1583793A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method of determining surface tension of metal melt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1583793A1 true SU1583793A1 (en) | 1990-08-07 |
Family
ID=21392596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884467224A SU1583793A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method of determining surface tension of metal melt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1583793A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554287C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-06-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет Имени первого Президента России Б.Е. Ельцина" | Method and apparatus for determining surface tension and/or density of molten metal |
-
1988
- 1988-07-29 SU SU884467224A patent/SU1583793A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 783654, кл. G 01 N 13/02, 1978. Mathieu F. Contribution a l Etude de lfAction d un Jet gazeux sur la Surface libre d un Liquide. - Revue Universelle des Mines., 1960, v.16, ser. 9, p. 309-321. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554287C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-06-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет Имени первого Президента России Б.Е. Ельцина" | Method and apparatus for determining surface tension and/or density of molten metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Krötz et al. | Experimental investigation and simulation of heat flux into metallic surfaces due to single discharges in micro-electrochemical arc machining (micro-ECAM) | |
| Brooks | Weldability of high N, high Mn austenitic stainless steel | |
| US10830705B2 (en) | Method and device for spectral analysis of a chemical composition of molten metals | |
| EP1373879B1 (en) | Solid electrolyte sensor for monitoring the concentration of an element in a fluid particularly molten metal | |
| SU1583793A1 (en) | Method of determining surface tension of metal melt | |
| KR20020060734A (en) | Apparatus for the detection and measurement of particulates in molten metal | |
| US5621751A (en) | Controlling electrode gap during vacuum arc remelting at low melting current | |
| US3147330A (en) | Method for furnacing conductive materials | |
| KR20200110496A (en) | Apparatus and method of determining melt down in dc electric furnace | |
| US4433242A (en) | ESR Hollows molten metal/slag interface detection | |
| US5708677A (en) | Arc voltage distribution skewness as an indicator of electrode gap during vacuum arc remelting | |
| JP2883447B2 (en) | Method and apparatus for adjusting position of tip of electric furnace electrode | |
| RU2227167C1 (en) | Method of control and an inter-electrode gap adjustment in process of a vacuum arc melting and a device for its realization | |
| Orszagh et al. | Short-circuiting transient phenomena in GMA/CO2 welding | |
| Fujimura et al. | Estimation of contact tip-workpiece distance in gas shielded metal arc welding | |
| JPH0954057A (en) | Consumptive electric conductivity measuring probe and method for measuring electric conductivity of molten oxide | |
| US3808396A (en) | Fixed-dam, vertical-up, open-arc welding | |
| KR910006100B1 (en) | Injection Bead Control Method | |
| RU208018U1 (en) | Submersible Spectrum Probe | |
| US6019811A (en) | Metals processing control by counting molten metal droplets | |
| JP2006220380A (en) | Molten steel level detection method and molten steel level detection apparatus for arc furnace | |
| SU1312461A1 (en) | Method of determining hydrogen content of slag and flux | |
| DE69910400D1 (en) | METHOD FOR ESTIMATING THE POSITION OF THE ELECTRODE TIP | |
| RU2294973C2 (en) | Method for mounting and welding-on consumable electrode of vacuum electric arc furnace | |
| SU747645A1 (en) | Welding arc length monitoring method |