Металла при сварке
Процесс сварки сопровождается вводом тепла в свариваемое изделие и последующим его распространением, в результате которого происходит сначала нагрев, а затем и охлаждение металла изделия. Температура нагрева и скорость охлаждения влияют на структуру свариваемого металла и его свойства, а также на напряжённое состояние сварного соединения, а, следовательно, и на его служебные свойства. Поэтому знание термического цикла сварки (рис. 5.6) очень важно, ибо при его анализе можно определить максимальную температуру 
нагрева металла, время 
нахождения его выше определённой температуры 
, а также скорости нагрева иохлаждения: при заданной температуре или в диапазоне температур.
Для определения указанных величин и построения термического цикла сварки необходимо измерение температуры во времени, то есть динамическое измерение указанной величины. Точность такого измерения зависит от методики и оборудования, применяемых во время эксперимента. Очень часто для записи термического цикла используют термопару в качестве измерительного устройства и осциллограф в качестве регистрирующего устройства.
Термопара является генераторным датчиком, преобразующим неэлектрическую величину (температуру нагрева) в электрическую (электродвижущую силу). Её изготавливают сваркой двух тонких (обычно менее одного миллиметра диаметром) проволок из разнородных металлов или сплавов. При нагреве места сварки (горячего спая) возникает термоЭДС, величина которой пропорциональна температуре нагрева спая. Если свободные концы термопары подключить к милливольтметру, то его стрелка будет отклоняться тем больше, чем выше температура. Термопару можно также подключить к осциллографу (или другому самопишущему прибору) и записать термический цикл.
Рис. 5.6. Термический цикл нагрева и охлаждения металлапри сварке
Точность измерений температуры в заданной точке зависит от многих факторов, в том числе и от метода закрепления термопары на свариваемой детали. Лучшим способом закрепления считают приварку горячего спая термопары к изделию с помощью конденсаторной сварки.
Кроме описанного метода, температуру металла можно измерить и другими методами, в частности, бесконтактным – с помощью оптических пирометров. Применяют яркостные, цветовые и радиационные пирометры. Яркостные пирометры (рис. 5.7) определяют температуру тела путём сравнения его свечения со свечением эталонной лампы.
Рис. 5.7. Схема визуального яркостного пирометра: 1 – источник
излучения; 2 – телескоп параметра; 3– эталоная лампа накаливания;
4 – фильтр; 5 – объектив; 6 – миллиамперметр; 7 – реостат
Во время измерения температуры тела изменяют температуру нагрева нити накала лампы 3 до тех пор, пока яркость её свечения будет равна яркости свечения нагретого тела 1. После этого по показанию миллиамперметра определяют температуру. Цветовые пирометры определяют температуру по цветовому спектру излучения. Оба рассмотренных вида пирометров имеют небольшую чувствительность (диапазон измерения 1000 – 10000 К), но высокую точность.
Наиболее чувствительны (но наименее точны) радиационные пирометры, регистрирующие полное излучение тела.
Объектив радиационного пирометра фокусирует наблюдаемое излучение не приёмник (термостолбик), сигнал которого регистрируется прибором, прокалиброванным по излучению абсолютно черного тела. Общим недостатком пирометрического измерения температуры является его инерционность. Поэтому пирометрами можно измерять температуру тела, находящегося в тепловом равновесии.
