Устройство для определения способности расплавов заполнять капиллярные зазоры Советский патент 1988 года по МПК G01N13/00 

со со ел

;о со

; Изобретение относится к контроль- н -измерительной технике, а именно к устройствам для исследования капил л 1рных свойств жидкостей, и может найти применение в отраслях народного хозяйства, использующих капиллярные явления: к пайке, сварке, литье, порошковой металлургии и т.д.

. Цель изобретения - повышение точ- ности определения путем исключе 1ия влияния капиллярного эффекта по края п.1астины на результаты измерений, а тлкже путем обеспечения контроля за- пЬлнения зазоров расплавом.

. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

: Устройство состоит из удлиненной пластины (основания) 1 и более корот кой пластины 2 со сквозными пазами 3 .и со скосами 4 под угломoi , не превыща- удвоенного угла смачивания поверхности образца исследуемым расплавом.

Пластины 1 и 2 с помощью прокладк 5i образуют переменный капиллярный зазор 6 клиновидной формы, разбитый пазами 3 на независимые друг от друг участки.

; Вещество 7, исследуемое в качест- в расплава-заполнителя зазора, размещено со стороны торца без скоса пластины 2.

В пластине 2 вдоль пазов 3 выпол- нены сквозные отверстия 8, близкие njo диаметру к ширине пазов, сущест- В;енно (в 20-40 раз) превышающие ис- с;педуемые капиллярные размеры во избежание искажения картины из-за взаимодействия сопряженных капилля- рюв.

Образующийся при нагреве расплав заполнителя протекает в те участки зазора 6, в которых вьше капиллярное давление и лучше условия для смачива иия и течения расплава.

Характер заполнения зазоров рас- готавом оценивается визуально после охлаждения образца по наличию менис- ка затвердевшего расплава по краям гшастины 2 со скосами 4, а также по галтелям внутри пазов 3 и отверстий 8. При наличии менисков и галтелей

в вышеуказанных местах образца капилЛярные зазоры в соответствующих Участках можно считать оптимальными для данных условий нагрева, сочетаний материалов и расплава.

0

0

,; Q

5

Устройство работает следующим образом.

Предварительно для исследуемых припоев и материалов бьш определен /краевой угол смачивания, который составлял 30-40 ,

Все пластины изготавливались шириной 20-22 мм и тощиной 2 мм из стали 12Х18Н10Т. Длина пластины - (основания) без пазов составляла 40 мм, а плина пластины с пазами - 20 мм. Короткие пластины были изготовлены с двумя пазами шириной 2 мм, углом скоса oi , равным 45 , и девятью . сквозными отверстиями диаметром 2 мм.

Перед сборкой пластины покрывались слоем электролитического никеля толщиной 9-12 мкм.

При сборке образца короткая пластина с пазами устанавливалась скосами наружу. Между пластинами устанавливалась с одного края узкая прокладка из стальной фольги толщиной 0,06 мм, фиксирующая между поверхностями пластин Капиллярный зазор клиновидной формы.

Благодаря наличию пазов в корот- кой пластине клиновидный зазор был разбит на три диапазона капиллярных зазоров размером 0,0-0,02; 0,02-0,04 и 0,04-0,065 мм, которые бьши независимы друг от друга. Пайка проводилась в вакуумной печи типа СГВ-2,4 2/15-Н2 в диапазоне 940-1000 Ь. Определяемая температура оптимальной капиллярной пайки (tf,), т.е. та температура, при которой формировалась полная выходная галтель для всех зазоров была вьше на 10-20 С по сравнению с температурой, определяемой на известном устройстве где наблюдался эффект углового капилляра, часто формирующего выходную галтель, а проконтролировать заполнение самих капиллярных зазоров возможности не было из-за отсутствия сквозных контрольных отверстий в пластине с пазами. Получаемая температура служила основанием для корректировки режимов пайки реальных изделий.

Формула изобретения

1. Устройство для определения способности расплавов заполнять капиллярные зазоры, содержащий две расположенные под углом друг к другу соприкасающиеся пластины разной длины

с параллельными линии соприкосновени пазами к короткой пластине, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения путем исключения влияния капиллярного эффекта по краям пластины, внешние края короткой пластины на участке периметра пластины вне линии соприкосновения пластин выполнены со скосом, угол которого не более удво

енного угла смачивания поверхности образца исследуемым расплавом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения контроля заполнения зазоров расплавом, в промежутках между пазами параллельно пазам в короткой пластине выполнены ряды сквозных отверстий.

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств жидкостей, а именно к области исследования капиллярных свойств жидких расплавов. Цель - повышение точности путем исключения влияния капиллярного эффекта по краям пластины на результаты измерений и обеспечение контроля заполнения зазоров расплавом. В устройстве, содержащем две расположенные под углом друг к другу соприкасающиеся пластины разной длины с параллельными линии соприкосновения сквозными пазами в короткой пластине, пос ледняя выполнена по внешнему контуру со скосами относительно плоскости ее основания, примыкающего к поверхности ответной удлиненной пластины, причем угол скосов не превьш ает удвоенного краевого угла смачивания распла вом поверхности исследуемого материала. Для контроля наличия расплава в самом зазоре в короткой пластине между пазами выполнены сквозные цилиндрические или конические отверстия, сообщающиеся с полостью капиллярного зазора и позволяющие визуально или с небольшим увеличением определять степень и характер заполнения зазора |расплавом, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (/; с

фиг.1