RU2560112C1 - Method of flaw detection of metal items during their surface treatment - Google Patents
Method of flaw detection of metal items during their surface treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560112C1 RU2560112C1 RU2014119452/07A RU2014119452A RU2560112C1 RU 2560112 C1 RU2560112 C1 RU 2560112C1 RU 2014119452/07 A RU2014119452/07 A RU 2014119452/07A RU 2014119452 A RU2014119452 A RU 2014119452A RU 2560112 C1 RU2560112 C1 RU 2560112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- vacuum
- flaw detection
- surface treatment
- arc discharge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов, например пор, трещин, раковин, непроплава, закатов, волосовин и т.д.The invention relates to flaw detection and can be used to detect surface and subsurface defects, for example, pores, cracks, shells, melting, sunsets, hairlines, etc.
Известен способ выявления поверхностных дефектов на поверхности металлических изделий путем осмотра контролируемой поверхности, например, с помощью оптических средств (Справочник «Неразрушающие испытания». Под ред. Р. Мак-Мастера. - М.-Л.: Энергия, 1965, с. 151-195).A known method for detecting surface defects on the surface of metal products by examining a controlled surface, for example, using optical means (Reference "Non-Destructive Tests". Edited by R. McMaster. - M.-L.: Energy, 1965, p. 151 -195).
Недостатком данного способа является его низкая эффективность, обусловленная, в частности, тем, что дефекты поверхности, особенно мелкие, практически неразличимы на фоне поверхности изделия. Кроме того, обнаружение поверхностных дефектов путем осмотра изделия требует обязательной предварительной очистки поверхности изделия, например, путем длительного травления в растворах кислот. Данный способ не позволяет обнаружить подповерхностные дефекты или дефекты, затертые при механической обработке поверхности.The disadvantage of this method is its low efficiency, due, in particular, to the fact that surface defects, especially small ones, are almost indistinguishable against the background of the surface of the product. In addition, the detection of surface defects by inspection of the product requires mandatory preliminary cleaning of the surface of the product, for example, by prolonged etching in acid solutions. This method does not allow to detect subsurface defects or defects that are wiped during surface machining.
Наиболее близким к заявляемому способу по совокупности признаков является способ (авт. свид. СССР №1803841, G01N 21/88, 23.03.93, бюлл. №11) дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, заключающийся в нагреве поверхности изделия высокоэнергетическим источником тепла и визуальном его осмотре, при котором нагрев поверхности производят движущимся по ней лазерным лучом плотностью мощности, выбираемой из условия расплавления дефектных участков поверхности, а именно плотностью мощности 108-109 Вт/см2 со скоростью (5-25)·10-3 м/с.Closest to the claimed method in terms of features is the method (ed. Certificate of the USSR No. 1803841, G01N 21/88, 03/23/93, bull. No. 11) for flaw detection of metal products during their surface treatment, which consists in heating the surface of the product with a high-energy heat source and visual inspection of it, in which the surface is heated by a laser beam moving along it with a power density selected from the condition of melting of the defective surface sections, namely, a power density of 10 8 -10 9 W / cm 2 at a speed of (5-25) · 10 -3 m /from.
Данный способ осуществляется следующим образом. В исходном положении включают привод вращения (либо перемещения) изделия или перемещения лазерного луча. Далее подают лазерное излучение на обрабатываемое изделие. При лазерной обработке изделия происходит нагрев поверхности до 1000-1200°C с резким охлаждением за счет теплоотвода в объем изделия и получением структуры повышенной твердости (55-65 НРС) мартенситного типа. При этом в зоне дефектов (трещины, поры) резко снижается интенсивность теплоотвода, поверхность перегревается с раскрытием дефекта. Острые кромки дефектов оплавляются, и происходит их очистка от загрязнений. Визуальная оценка поверхности позволяет оценить ее состояние и сделать вывод о пригодности изделия к последующей эксплуатации. При отсутствии дефектов в поверхностных слоях происходит закалка с повышением эксплуатационных характеристик при сохранении чистоты поверхности не хуже 8 класса.This method is as follows. In the initial position, the drive includes rotation (or displacement) of the product or displacement of the laser beam. Next, laser radiation is supplied to the workpiece. During laser processing of the product, the surface is heated to 1000-1200 ° C with sharp cooling due to heat removal into the product volume and obtaining a structure of increased hardness (55-65 LDCs) of the martensitic type. Moreover, in the zone of defects (cracks, pores), the heat sink intensity sharply decreases, the surface overheats with the opening of the defect. The sharp edges of the defects are melted, and they are cleaned from contamination. Visual assessment of the surface allows you to evaluate its condition and conclude that the product is suitable for subsequent use. In the absence of defects in the surface layers, hardening occurs with an increase in operational characteristics while maintaining the surface cleanliness not worse than grade 8.
Основной недостаток данного способа заключается в высокой себестоимости лазерных установок и оптических систем управления лазерным излучением, в сложности реализации процесса на поверхностях сложной геометрической формы. Кроме того, формирование лазерного пучка определенных размеров обеспечивает лишь точечное энергетическое воздействие на поверхность, что требует создания сложной системы сканирования излучения по поверхности воздействия с обеспечением 50% перекрытия пятен закалки, что определяется соотношением шага обработки и диаметра зоны лазерного воздействия. В процессе поверхностной обработки изделий лазерным лучом существенное влияние оказывает состав окружающей газовой среды. При высокой температуре происходит химическое взаимодействие поверхности металла с окружающей средой, при этом особое значение имеют два протекающих процесса: обезуглероживание стали, связанное с выгоранием углерода в поверхностных слоях - C+O2→CO2, и окисление поверхности, ведущее к образованию окалины и окислов - 2Fe+O2→2FeO, приводящие к необходимости задавать припуск на последующее шлифование, что также удорожает и усложняет технологию изготовления обрабатываемых деталей.The main disadvantage of this method is the high cost of laser systems and optical laser radiation control systems, the complexity of the process on surfaces of complex geometric shapes. In addition, the formation of a laser beam of a certain size provides only a point energy effect on the surface, which requires the creation of a complex system of scanning radiation along the surface of the exposure with 50% overlap of the hardening spots, which is determined by the ratio of the processing step and the diameter of the laser exposure zone. In the process of surface treatment of products with a laser beam, the composition of the surrounding gas medium has a significant effect. At a high temperature, a chemical interaction of the metal surface with the environment takes place, of which two ongoing processes are of particular importance: decarburization of steel associated with carbon burnout in the surface layers - C + O 2 → CO 2 , and surface oxidation, leading to the formation of scale and oxides - 2Fe + O 2 → 2FeO, leading to the need to set an allowance for subsequent grinding, which also makes it more expensive and complicates the manufacturing technology of workpieces.
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, обеспечивающего обнаружение подповерхностных дефектов, простоту и высокую производительность процесса, качество получаемых изделий за счет устранения процессов обезуглероживания и окисления, а также снижения степени огрубления микроструктуры и способствующего расширению номенклатуры обрабатываемых изделий за счет обработки сложных геометрических поверхностей.The objective of the invention is the development of a method for inspection of metal products during their surface treatment, which provides detection of subsurface defects, simplicity and high productivity of the process, the quality of the products obtained by eliminating decarburization and oxidation processes, as well as reducing the degree of coarsening of the microstructure and contributing to the expansion of the range of processed products due to processing complex geometric surfaces.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке, заключающемся в нагреве поверхности изделий высокоэнергетическим источником тепла и визуальном ее осмотре, нагрев поверхности производят в вакууме за счет энергии, локализованной в перемещающихся по поверхности изделия катодных пятнах вакуумно-дугового разряда, горящего между изделием, служащим катодом, и анодом. Использование в качестве источника теплового воздействия на обрабатываемую поверхность энергии перемещающихся катодных пятен вакуумно-дугового разряда обеспечивает:The problem is solved due to the fact that in the method of defectoscopy of metal products during their surface treatment, which consists in heating the surface of the products with a high-energy heat source and visually inspecting it, the surface is heated in vacuum due to the energy localized in the cathode spots moving along the surface of the product. an arc discharge burning between an article serving as a cathode and an anode. The use of the energy of moving cathode spots of a vacuum-arc discharge as a source of thermal action on the treated surface provides:
- упрощение процесса дефектоскопии поверхности и снижение себестоимости обработки;- simplifying the process of flaw detection of the surface and reducing the cost of processing;
- протекание процесса обработки в вакууме при давлении от сотен паскаль до сколь угодно высокого вакуума, что исключает процессы обезуглероживания и окисления;- the processing process in vacuum at a pressure of hundreds of pascals to an arbitrarily high vacuum, which eliminates decarburization and oxidation processes;
- уменьшение шероховатости поверхности;- reduction of surface roughness;
- повышение производительности процесса за счет высокой скорости перемещения катодных пятен;- increasing the productivity of the process due to the high speed of movement of the cathode spots;
- обработку поверхности сложной геометрической формы.- surface treatment of complex geometric shapes.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
Фиг. 1 - схема технологической установки для реализации способа.FIG. 1 is a process plant diagram for implementing the method.
Фиг. 2 - фотографии воздействия катодного пятна на поверхность изделия: а - разряд на поверхности катода; б - след, оставляемый катодным пятном на поверхности.FIG. 2 - photographs of the effect of the cathode spot on the surface of the product: a - discharge on the surface of the cathode; b - trace left by the cathode spot on the surface.
Фиг. 3 - фотография вскрытого приповерхностного дефекта в виде трещины.FIG. 3 is a photograph of an uncovered near-surface defect in the form of a crack.
Фиг. 4 - фотографии внутренней поверхности корпуса буксы железнодорожного вагона: а - до поверхностной обработки; б - после поверхностной обработки.FIG. 4 - photographs of the inner surface of the hull of the axle box of a railway carriage: a - before surface treatment; b - after surface treatment.
Способ осуществляют следующим образом. Нагрев поверхности изделий за счет обработки ее высокоэнергетическим источником тепла проводят в технологической установке, представленной на фиг. 1 и состоящей из вакуумной камеры 1, откачной системы 2, обрабатываемого изделия (катода) 3, анода 4, системы экранов 5, источника питания дугового разряда 6 и инициирующего электрода 7.The method is as follows. The surface of the products is heated by treating it with a high-energy heat source in the processing unit shown in FIG. 1 and consisting of a vacuum chamber 1, a pumping system 2, a workpiece (cathode) 3, an anode 4, a screen system 5, an arc
Обрабатываемое изделие 3 размещают в вакуумной камере 1. Система экранов 5 предназначена для удержания разряда на заданной зоне обрабатываемой поверхности изделия 3. Обрабатываемое изделие может быть как стационарно расположенным в вакуумной камере, так и перемещающимся за счет использования системы транспортировки (например, лента или проволока, пропускаемая через вакуумную камеру из атмосферы).The processed
Для реализации предлагаемого способа в рабочем объеме 3 с помощью откачной системы 2 достигается необходимая степень разрежения. С помощью инициирующего электрода 7 на рабочей поверхности возбуждается вакуумно-дуговой разряд, существующий в катодных пятнах. Разряд горит между изделием (катодом) 3 и анодом 4. С помощью системы экранов 5 разряд удерживается на обрабатываемой поверхности катода 3.To implement the proposed method in a working volume of 3 using a pumping system 2, the required degree of vacuum is achieved. Using the initiating electrode 7 on the working surface, a vacuum-arc discharge existing in the cathode spots is excited. The discharge burns between the product (cathode) 3 and the anode 4. Using a system of screens 5, the discharge is held on the treated surface of the
Вакуумно-дуговой разряд на рабочей поверхности катода возникает и развивается в парах материала катода 3 и существует в перемещающихся катодных пятнах. Данный тип разряда относится к вакуумно-дуговому разряду с интегрально-холодным катодом. Вакуумно-дуговой разряд отличается от дугового разряда на воздухе или среде другого газа тем, что для его существования газ не нужен. Он может гореть в сколь угодно высоком вакууме по остаточным газам и горит в парах испаряемого металла. В этом случае эмиссионным центром разряда является катодное пятно (Фиг. 2, а), характеризующееся высокой скоростью перемещения до сотен м/с, малыми геометрическими размерами (от единиц до сотен мкм), и в котором выделяющаяся мощность достигает значений 109 Вт/м2, что и обуславливает его интенсивное тепловое воздействие на материал катода.A vacuum-arc discharge on the working surface of the cathode arises and develops in the vapor material of the
Катодное пятно состоит из нескольких активно эмитирующих участков с размерами, много меньшими, чем размеры самого пятна. Само движение обусловливается самопроизвольным отмиранием одних ячеек и образованием других. Катодное пятно как локальный тепловой источник воздействия на поверхности катода за собой оставляет эрозионный след (Фиг. 2, б), исследование которого показало, что плотность тока в катодных пятнах имеет порядок 108-109 А/см2. Для обеспечения таких высоких плотностей тока электрическое поле на поверхности катода должно быть на уровне E~108 В/см. В катодном пятне вакуумной дуги это поле создается ионами, образовавшимися из испарившихся атомов, поэтому температура катода в пятне должна быть достаточно высока. Так, при плотности тока j~108 А/см2 плотность ионного тока должна быть на уровне 107 А/см2. В этом случае температура в катодном пятне превышает температуру кипения материала катода. Область, разогреваемая катодным пятном на рабочей поверхности катода, превышает размеры самого катодного пятна.The cathode spot consists of several actively emitting sites with dimensions much smaller than the dimensions of the spot itself. The movement itself is caused by the spontaneous death of some cells and the formation of others. The cathode spot as a local thermal source of influence on the cathode surface leaves behind an erosion trace (Fig. 2, b), the study of which showed that the current density in the cathode spots is of the order of 10 8 -10 9 A / cm 2 . To ensure such high current densities, the electric field on the cathode surface should be at the level of E ~ 10 8 V / cm. In the cathode spot of a vacuum arc, this field is created by ions formed from evaporated atoms, so the cathode temperature in the spot must be sufficiently high. So, at a current density of j ~ 10 8 A / cm 2, the ion current density should be at the level of 10 7 A / cm 2 . In this case, the temperature in the cathode spot exceeds the boiling point of the cathode material. The region heated by the cathode spot on the working surface of the cathode exceeds the size of the cathode spot itself.
Уровень мощности, выделяющейся на катоде, определяется катодным падением напряжения, близким по значению к потенциалу ионизации металла, и величиной разрядного тока. Разряд при токах дуги в сотни ампер и падениях напряжения на дуге десятки вольт (типовые значения для многих металлов: 15-30 В), локализованный в катодных пятнах микронных размеров, приводит к разогреву металла в пятне до температуры кипения. При таких температурах испаряются все загрязнения, находящиеся на поверхности металла. Однако, учитывая высокие скорости перемещения катодных пятен и их малые размеры, средняя температура поверхности металла остается "холодной". Охлаждение поверхности осуществляется за счет теплоотвода в объем изделия. При этом в зоне дефектов (поры, трещины и т.д.) резко снижается интенсивность теплоотвода, поверхность перегревается с раскрытием дефекта. Визуальная оценка поверхности позволяет оценить ее состояние и сделать вывод о пригодности изделия и последующей эксплуатации. На фиг. 3 представлена фотография трещины, вскрытой в результате воздействия на поверхность изделия катодных пятен вакуумно-дугового разряда.The power level released at the cathode is determined by the cathode voltage drop close in value to the metal ionization potential and the magnitude of the discharge current. A discharge at arc currents of hundreds of amperes and voltage drops across the arc of tens of volts (typical values for many metals: 15-30 V), localized in cathode spots of micron sizes, leads to heating of the metal in the spot to the boiling point. At such temperatures, all contaminants located on the metal surface evaporate. However, given the high speed of movement of the cathode spots and their small size, the average surface temperature of the metal remains "cold". The surface is cooled by heat removal into the product volume. At the same time, in the zone of defects (pores, cracks, etc.), the heat sink intensity sharply decreases, the surface overheats with the opening of the defect. Visual assessment of the surface allows you to evaluate its condition and make a conclusion about the suitability of the product and subsequent operation. In FIG. Figure 3 shows a photograph of a crack opened as a result of exposure to the surface of a product by cathode spots of a vacuum-arc discharge.
Благодаря высокой плотности энергии и температуре в каждом катодном пятне происходит испарение поверхностных пленок и в ряде случаев их взрывообразное отделение (например, окалины). В результате этого обнажается чистая поверхность металла. Испаряя поверхностные пленки и другие загрязнения, эти многочисленные дуги создают благоприятную среду для своего горения и, концентрируясь на поверхностных загрязнениях, перемещаясь по ним, осуществляют процесс очистки, обеспечивая равномерное воздействие на обрабатываемое изделие. В связи с этим для равномерной обработки поверхности, в том числе и сложной геометрической формы, нет необходимости в сканировании источника нагрева (катодного пята) по поверхности. Процесс равномерной обработки поверхности происходит автоматически. Для случая обработки локальной поверхности управление движением катодных пятен по заданной поверхности может осуществляться за счет использования системы дополнительных экранов, применением магнитного поля, коммутацией тока за счет применения различных токоподводов и др.Due to the high energy density and temperature in each cathode spot, surface films evaporate and, in some cases, their explosive separation (for example, scale). As a result, a clean metal surface is exposed. Evaporating surface films and other contaminants, these numerous arcs create a favorable environment for their combustion and, concentrating on surface contaminants, moving along them, carry out the cleaning process, providing a uniform effect on the workpiece. In this regard, for uniform surface treatment, including complex geometric shapes, there is no need to scan a heating source (cathode spot) over the surface. The process of uniform surface treatment occurs automatically. For the case of processing a local surface, the motion of the cathode spots on a given surface can be controlled by using a system of additional screens, using a magnetic field, switching current through the use of various current leads, etc.
Локализация катодных пятен на микровыступах или заусеницах поверхности приводит к их оплавлению, испарению и к сглаживанию поверхностного слоя.Localization of cathode spots on microprotrusions or barbs of the surface leads to their fusion, evaporation and smoothing of the surface layer.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Предлагаемый способ был реализован, например, для дефектоскопии внутренней поверхности корпуса буксы грузового железнодорожного вагона. Буксы являются важнейшими элементами ходовых частей вагона, от надежности которых зависит безопасность поезда. Буксы располагаются на шейках оси вагона и преобразуют вращательное движение колесных пар, обеспечивая продвижение вагона с необходимыми скоростями. Буксы воспринимают и передают колесным парам силы тяжести груженого груза, а также динамические нагрузки, возникающие при движении вагона. Буксы предохраняют шейки от загрязнения и повреждения, являясь резервуаром для смазки и местом размещения подшипников. Они также ограничивают продольные и поперечные перемещения колесных пар относительно рамы тележки. В процессе эксплуатации букса загрязняется и подвергается значительным нагрузкам, вызывающим появление пластических деформаций. После изготовления буксы или после ремонтных мероприятий она обязательно подвергается дефектоскопии. В результате эксплуатации на внутренней поверхности буксы образуются отложения в виде закоксовавшейся смазки и следов коррозии, в том числе и фреттинг-коррозии. Даже после традиционной мойки букс горячими химическими растворами указанные выше отложения на поверхности практически не удаляются (Фиг. 4а), что затрудняет процесс дефектоскопии. Кроме того, наличие на поверхности остатков загрязнений и следов коррозии не позволяет точно измерять геометрические размеры внутренней поверхности буксы, что также снижает эффективность дефектоскопии. В случае выхода данных размеров (диаметр, овальность, конусообразность) за предельные параметры букса бракуется. Предлагаемый способ дефектоскопии металлических изделий при их поверхностной обработке не только позволяет чистить поверхность до металла (Фиг. 4б), но и вскрывает приповерхностные дефекты в виде пор, раковин, трещин и т.д (Фиг. 3).The proposed method was implemented, for example, for inspection of the inner surface of the axle box body of a freight railway car. The axleboxes are the most important elements of the carriage running gears, the safety of the train depends on the reliability of which. The axleboxes are located on the necks of the axle of the car and transform the rotational movement of the wheelsets, providing the car with the necessary speeds. The axle boxes perceive and transmit to the wheel pairs the forces of gravity of the loaded load, as well as the dynamic loads that occur when the car moves. The axleboxes protect the necks from contamination and damage, being a reservoir for lubrication and a location for bearings. They also limit the longitudinal and lateral movements of the wheelsets relative to the frame of the trolley. During operation, the axle box is contaminated and subjected to significant stresses that cause the appearance of plastic deformations. After the manufacture of the axle box or after repair measures, it is necessarily subjected to flaw detection. As a result of operation on the inner surface of the axle box, deposits are formed in the form of coked grease and traces of corrosion, including fretting corrosion. Even after traditional washing of the axleboxes with hot chemical solutions, the above deposits on the surface are practically not removed (Fig. 4a), which complicates the process of flaw detection. In addition, the presence on the surface of residual contaminants and traces of corrosion does not allow to accurately measure the geometric dimensions of the inner surface of the axle box, which also reduces the effectiveness of flaw detection. In the event that these sizes (diameter, ovality, conical shape) go beyond the limit parameters of the axle box, it is rejected. The proposed method of defectoscopy of metal products during their surface treatment not only allows you to clean the surface to metal (Fig. 4b), but also reveals near-surface defects in the form of pores, shells, cracks, etc. (Fig. 3).
По предлагаемому способу (фиг. 1) нагрев внутренней поверхности буксы осуществляют в вакууме за счет энергии, локализованной в перемещающихся по поверхности изделия катодных пятнах вакуумно-дугового разряда, горящего между изделием, являющимся катодом, и анодом. В связи с тем что внутренняя поверхность корпуса буксы имеет цилиндрическую форму, ее с торцов герметично закрывают заглушками, и через одну из заглушек осуществляют откачку воздуха с помощью откачной системы 2 (форвакуумный насос, система клапанов и трубопроводов, система измерения вакуума). Таким образом, в данном случае корпус буксы выполняет роль вакуумной камеры 1 (Фиг. 1) и одновременно является обрабатываемым изделием 3 (катодом). К корпусу буксы подключают отрицательный полюс источника питания дугового разряда 6, в качестве которого использовался сварочный выпрямитель. Вдоль внутренней поверхности буксы (катод 3) вращается электрод (анод 4) в виде узкой пластины длиной, приблизительно равной высоте буксы, к которому подключен положительный полюс источника питания 6. При достижении заданного давления внутри буксы (приблизительно от 200 Па до сколь угодно высокого вакуума), обеспечиваемого откачной системой 2, с помощью инициирующего электрода 7 возбуждается вакуумно-дуговой разряд, горящий из катодных пятен, перемещающихся по поверхности катода 3. Катодные пятна вакуумной дуги, перемещаясь по поверхности буксы (катод 3) под анодом 4 и следуя за анодом 4 при его вращении, осуществляют очистку поверхности буксы (катод 3) от всех загрязнений. При токе дуги в 200 А и скорости вращения анода 4, равной двум оборотам в минуту, как правило, вся внутренняя поверхность корпуса буксы (катода 3) была полностью очищена до чистого металла. Процесс обработки можно было контролировать визуально через смотровое окно, находящееся на одной из заглушек корпуса буксы (вакуумная камера 1).According to the proposed method (Fig. 1), the heating of the inner surface of the axlebox is carried out in vacuum due to the energy localized in the cathode spots of the vacuum-arc discharge moving between the article, which is the cathode, and the anode, moving on the surface of the article. Due to the fact that the inner surface of the axle box body has a cylindrical shape, it is hermetically sealed with plugs, and through one of the plugs, air is pumped out using a pumping system 2 (foreline pump, valve and piping system, vacuum measurement system). Thus, in this case, the axle box body acts as a vacuum chamber 1 (Fig. 1) and at the same time is a workpiece 3 (cathode). The negative pole of the arc
Таким образом, источником нагрева поверхности в вакууме является вакуумно-дуговой разряд, локализованный в катодных пятнах, перемещающихся по поверхности изделия. Охлаждение нагретой поверхности осуществляется за счет отвода тепла в объем материала и за счет излучения с поверхности по закону Стефана-Больцмана. Если в приповерхностной зоне материала под катодным пятном находится дефект в виде поры, раковины трещины и т.д., то отвод тепла в объем материала ухудшается, нагрев поверхностного слоя происходит на большую глубину, что может привести к расплавлению стенки между поверхностью и дефектом и вскрытию самого дефекта, который наблюдают визуально. Такой вскрытый дефект в виде трещины представлен на фиг. 4.Thus, the source of surface heating in vacuum is a vacuum-arc discharge localized in cathode spots moving along the surface of the product. The heated surface is cooled by heat removal into the bulk of the material and due to radiation from the surface according to the Stefan-Boltzmann law. If in the surface zone of the material under the cathode spot there is a defect in the form of a pore, crack shell, etc., then heat removal to the material volume is deteriorated, the surface layer is heated to a greater depth, which can lead to melting of the wall between the surface and the defect and opening the defect itself, which is observed visually. Such an cracked crack is shown in FIG. four.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом и другими способами и устройствами аналогичного назначения обеспечивает простоту и высокую производительность процесса, качество получаемых изделий за счет устранения процессов обезуглероживания и окисления, а также снижения степени огрубления микроструктуры поверхности и способствует расширению номенклатуры обрабатываемых изделий за счет обработки сложных геометрических поверхностей, в ряде случаев со значительной экономической эффективностью.Thus, the proposed method in comparison with the prototype and other methods and devices for similar purposes provides simplicity and high productivity of the process, the quality of the products obtained by eliminating the decarburization and oxidation processes, as well as reducing the degree of coarsening of the surface microstructure and contributes to the expansion of the range of processed products due to processing complex geometric surfaces, in some cases with significant economic efficiency.
Claims (1)
отличающийся тем, что нагрев поверхности ведут в вакууме за счет энергии, локализованной в перемещающихся по поверхности изделия катодных пятнах вакуумно-дугового разряда, горящего между изделием, являющимся катодом, и анодом. The method of defectoscopy of metal products during their surface treatment, which consists in heating the surface of the products with a high-energy heat source and visual inspection thereof,
characterized in that the surface is heated in vacuum due to the energy localized in the cathode spots of the vacuum-arc discharge moving on the surface of the product burning between the cathode product and the anode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119452/07A RU2560112C1 (en) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | Method of flaw detection of metal items during their surface treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119452/07A RU2560112C1 (en) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | Method of flaw detection of metal items during their surface treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560112C1 true RU2560112C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014119452/07A RU2560112C1 (en) | 2014-05-14 | 2014-05-14 | Method of flaw detection of metal items during their surface treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560112C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764064C1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-01-13 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Method for mechanical processing of large-sized complex ceramic products |
| RU224398U1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-03-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car with cathode spots of a vacuum-arc discharge |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2449980B1 (en) * | 1979-02-22 | 1983-06-24 | Braun Aleksander | |
| US5297868A (en) * | 1993-06-23 | 1994-03-29 | At&T Bell Laboratories | Measuring thermal conductivity and apparatus therefor |
| RU2069353C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-11-20 | Институт проблем машиноведения РАН | Method of surface flaw detection |
| RU2425361C1 (en) * | 2009-11-12 | 2011-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for control of purity of metal melts |
-
2014
- 2014-05-14 RU RU2014119452/07A patent/RU2560112C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2449980B1 (en) * | 1979-02-22 | 1983-06-24 | Braun Aleksander | |
| RU2069353C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-11-20 | Институт проблем машиноведения РАН | Method of surface flaw detection |
| US5297868A (en) * | 1993-06-23 | 1994-03-29 | At&T Bell Laboratories | Measuring thermal conductivity and apparatus therefor |
| RU2425361C1 (en) * | 2009-11-12 | 2011-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for control of purity of metal melts |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764064C1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-01-13 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Method for mechanical processing of large-sized complex ceramic products |
| RU224398U1 (en) * | 2023-12-26 | 2024-03-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) | Vacuum installation for cleaning the inner surface of the axle box housing of a railway car with cathode spots of a vacuum-arc discharge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shi et al. | A study of microstructure and mechanical properties of aluminum alloy using laser cleaning | |
| Wanjara et al. | Titanium alloy repair with wire‐feed electron beam additive manufacturing technology | |
| Kumar et al. | A study on laser cleaning and pulsed gas tungsten arc welding of Ti–3Al–2.5 V alloy tubes | |
| EP3313606B1 (en) | Method of reducing photoelectron yield and/or secondary electron yield using laser beam radiation | |
| Lee et al. | Friction stir welding process of aluminum-lithium alloy 2195 | |
| RU2668641C1 (en) | Method of laser-arc welding of steel formulated pipe stock | |
| Reisgen et al. | Sound welding of copper: laser beam welding in vacuum | |
| CN108161204A (en) | A kind of 3D printing high temperature alloy pipeline structure electrical beam welding method | |
| Gostimirović et al. | An experimental analysis of cutting quality in plasma arc machining | |
| RU2560112C1 (en) | Method of flaw detection of metal items during their surface treatment | |
| Jangsombatsiri et al. | Laser direct-part marking of data matrix symbols on carbon steel substrates | |
| Santos et al. | Analysis of the surface integrity when nitriding AISI 4140 steel by the sink electrical discharge machining (EDM) process | |
| CN105543837B (en) | A kind of restorative procedure of copper tungsten composite construction | |
| Chen et al. | Study on the effect of laser-induced plasma plume on penetration in fiber laser welding under subatmospheric pressure | |
| Ivanov et al. | Strengthening surface layers of samples made of steel 45 using microplasma treatment | |
| Farrokhi et al. | Effect of cut quality on hybrid laser arc welding of thick section steels | |
| Ivanov et al. | Effect of microplasma discharges on aluminum surfaces | |
| Krivtsun et al. | Model of the processes of heat, mass and charge transfer in the anode region and column of the welding arc with refractory cathode | |
| Jong-Do et al. | Laser transformation hardening on rod-shaped carbon steel by Gaussian beam | |
| Zeilmann et al. | Metallurgical alterations in the surface of steel cavities machined by EDM | |
| Razab et al. | Identification of optimum operatives parameters for Pulse Nd: YAG laser in paint removal on different types of car coated substrate | |
| Yohanes et al. | Effect of water depth on the microstructure and mechanical properties of SS400 steel in underwater welding | |
| Tarasov et al. | Radiographic detection of defects in friction stir welding on aluminum alloy AMg5M | |
| RU2642243C2 (en) | Method of forming microrelief on surface of metal articles | |
| Kapitonov | Combined processing of metal surfaces in agriculture with concentrated energy flows |