Температурные измерения в металлообработке

Важнейшим условием правильной обработки металлов резанием, термообработки и сварки металлов, является подбор необходимого температурного режима. Для каждого процесса термообработки: закаливания, отпуска и отжига -  определен свой температурный режим, точность соблюдения которого влияет на качество металла и его дальнейшую обработку.

Существует два основных способа измерения температуры – контактный,  с помощью контактного термометра, и бесконтактный, посредством пирометров (инфракрасных или оптических термометров). Измерение бесконтактным способом является наилучшим, а порой и единственно возможным выбором для промышленного применения, благодаря высокой точности и возможности измерять температуру горячих, движущихся или труднодоступных объектов с безопасного расстояния.

Измерения в оперативном режиме

Переносной пирометр С-500.7 (+700…+2200ºС), позволяет измерить температуру поверхности металлов с точностью 1% в диапазоне +700…+2200ºС. Измеряемая температура появляется на дисплее и в визире. В визире пользователь видит  объект, пятно контроля пирометра, значения измеренной температуры.

Оптический беспараллаксный прицел - черное пятно, диаметр которого определяет зону измерения. Режим затемнения ярких объектов. Яркий внешний дисплей с подсветкой выводит текущие, максимальные и минимальные значения температуры за сеанс. Память 64 значения. Звуковая сигнализация выхода за установленные пользователем границы. Узкая оптика 1:100 позволяет измерить температуру малых объектов. Ручная фокусировка для четкости измерений. Простота и легкость управления меню. Контроль уровня батарей. Возможность установки на штатив.

Для автоматизации техпроцессов

Стационарный пирометр С-700 (+700…+2200ºС) имеет быстродействие 0,5с, с его помощью автоматика может мгновенно реагировать на изменение температуры и выдавать управляющие сигналы для правильного выполнения технологического процесса  и получения на выходе качественной продукции. Пирометр имеет выход 4-20мА для встраивания в технологический процесс.  Стационарный пирометр С-700 можно использовать совместно с измерителями-регистраторами ИС-203.3 (двухканальным) и ИС-203.4 (четырехканальным), которые позволяют не только регистрировать температуру с заданным интервалом и сохранять ее значение в энергонезависимой памяти, но и в режиме реального времени выдавать данные о температуре объекта на светодиодный индикатор,  либо выводить ее на ПК диспетчера. Приборы позволяют создавать отчеты о температурном режиме, который соблюдался в процессе металлообработки  в течение одного цикла, смены и т.д. Измерители-регистраторы могут использоваться и как сетевые приборы, поэтому возможности такой системы позволяют одновременно отслеживать до 40 точек контроля, удаленных друг от друга на десятки метров.

Для визуализации распределения температурных полей применяется тепловизионный комплекс «Термовед Контроль»,  разработаный специально для проведения теплового неразрушающего контроля на металлообрабатывающем производстве, как режущего инструмента и обрабатываемых деталей, так и тепловой диагностики самого оборудования. Специальное программное обеспечение позволяет получать радиометрическую матрицу данных температур (в диапазоне -20…+900°С) в каждой измеренной точке полученных термограмм объекта и записывать видеофильмы в радиометрическом формате с последующим анализом полученных данных. Высокая частота съемки и записи тепловизионных изображений (120 Гц)  позволяет оценить малейшие перепады температур в пространстве и во времени. Особенно это важно при обработке металлов резанием, при котором локально нагревается как обрабатываемый металл, так и обрабатывающий инструмент. Анализ тепловизионного изображения позволяет досконально изучить и правильно подобрать режимы обработки металла на металлорежущих станках. Комплекс имеет программируемый выходной сигнал, что позволяет встраивать его в технологические процессы в качестве источника сигнала для управления процессом.

Одним из важных процессов в машиностроении является сварка. Технология  сварки должна обеспечивать определенный комплекс требований, основными из которых являются равнопрочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве. Для этого механические свойства металла шва и околошовной зоны должны быть не ниже нижнего предела механических свойств основного металла. Предварительная и последующая термическая обработка сталей, использующихся в ответственных конструкциях, позволяет получить необходимые механические свойства сварных соединений (высокую прочность или пластичность, или их необходимое сочетание).

Причины дефектов сварки - недостаточный или избыточный нагрев зоны сварки из-за плохой подготовки поверхностей и плохой сборки деталей или из-за неправильно выбранных параметров режима сварки.

Перегрев зоны сварки может вызвать структурные изменения (укрупнение зерна) и обезуглераживание сталей, что ухудшает механические свойства соединений.

Внутренние напряжения в сварных швах снижают предварительным или сопутствующим подогревом изделий, термической обработкой после сварки. Термическая обработка после сварки, необходимая для выравнивания структуры шва и зоны термического влияния, также снимает внутренние напряжения.

Контроль температуры предварительного подогрева  и последующего отпуска выполняют контактными термометрами ТК-5.04, ТК-5.06 или бесконтактными термометрами (пирометрами) С-300 «Фаворит», С-300.3 «Фотон».

Бесконтактный способ контроля температуры при сварке получил большое распространение, ведь можно одним пирометром проконтролировать температуру предварительного нагрева деталей перед сваркой, зону свариваемых деталей во время процесса сварки и температуру шва при охлаждении.

Пирометр С-300 «Фаворит» (-20…+600° С) снабжен памятью 64 значения, его можно установить на видеоштатив для удобства работы. Прибор имеет расширенный сервис: память измеряемых значений, двухстрочный индикатор с одновременным отображением информации об измеряемой температуре, Е и максимальным или последним значением из памяти. Это прибор с узконаправленной оптикой, что позволяет контролировать температуру объектов на удаленном расстоянии.

Пирометр С-300.3 «Фотон». (-20…+600° С) имеет увеличенную внутреннюю память 320 значений и память встроенного самописца (16 000 значений). С помощью программного обеспечения, входящего в комплект поставки, можно в виде графика или таблицы отследить правильность соблюдения температурных режимов в процессе сварки.

Все эти приборы сертифицированы как средства измерения и находят широкое применение на предприятиях как в Российской Федерации, так и за рубежом.