УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЯХ

Полезная модель относится к области гальванотехнике, а именно к средствам для измерения внутренних напряжений, возникающих при электрокристаллизации.
Известно устройство для определения внутренних напряжений (ВН), включающее ячейку для электролиза, лазерный интерферометр и оптическую систему /1/. Данное устройство реализует метод лазерной интерферометрии, основанный на измерении линейного или углового перемещения катода.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, относится то, что в известной установке реализован контактный метод определения ВН, не позволяющий судить о характере деформации всей поверхности изделия.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка установки для бесконтактного определения внутренних напряжений для получения интерференционной картины, дающей представление о характере деформации и распределении ВН поверхности образца или детали.
При осуществлении полезной модели поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении точности и чувствительности метода. Указанный технический результат достигается тем, что в установке
для определения внутренних напряжений в гальванических покрытиях методомголографическойинтерферометрии,содержащей
электролитическую ячейку и голографический интерферометр, особенностью является то, что упомянутая электролитическая ячейка установлена с возможностью спуска-подъема посредством винта, при этом катод электролитической ячейки жестко закреплен одним концом в штативе.
Указанное закрепление катода обеспечивает его механическую стабильность как элемента оптической системы голографического интерферометра при получении интерферограмм методом двух экспозиций (до и после электроосаждения) и позволяет моделировать катод как плоскую консольную балку, один конец которой жестко защемлен, а другой - свободен и испытывает деформацию изгиба под действием ВН. Таким образом, появляется возможность бесконтактного определения ВН по интерференционной картине деформируемого образца и повышения за счет этого точности и чувствительности метода, и представления о характере деформации и распределении ВН по поверхности.
На фиг.1 изображена схема установки для определения внутренних напряжений в гальванических покрытиях, на фиг. 2 представлена электролитическая ячейка, на фиг.З - схематическое изображение интерферограммы от изгиба катода.
SJOOJ - I
2 Установка для определения ВН включает голографический
интерферометр с элементами оптической системы: лазер 1, вспомогательные зеркала 2, рабочее зеркало 3, короткофокусной объектив 4, фоторегистратор 5, а также электролитическую ячейку 6, установленную с возможностью спуска-подъема на предметном столике с винтом 7, включающую анод 8 и катод 9, один конец которого жестко закреплен в штативе 10.
Установка работает следующим образом. Луч света от лазера 1 отклоняется вспомогательными зеркалами 2 с передней отражающей поверхностью, а затем расширяется короткофокусным объективом 4. Расширенный луч освещает исследуемый катод 9 и одновременно рабочее зеркало 3. Свет, отраженный катодом 9 (предметный пучок) и рабочим зеркалом 3 (опорный пучок), падает на фоторегистратор 5 для регистрации интерферограммы. Голографические интерферофаммы получаются методом двух экспозиций. На один и тот же фоторегистратор 5 последовательно экспонируются две голограммы катода 9 в различном состоянии - исходном и измененном, например, до и после электроосаждения. При экспозиции электролитическая ячейка 6 с помощью винта 7 опускается, а в промежутке между экспозициями поднимается для получения покрытия. При освещении проявленной фотопластинки фоторегистратора 5 опорным пучком на фоне изображения поверхности катода 9 наблюдается система интерференционных полос.
coiri- i- 3несущих информацию об изменениях состояния объекта, происшедших
между экспозициями.
Интерпретация интерференционной картины основана на том, что катод 9 электролитической ячейки 6 моделируется плоской консольной балкой. Под действием ВН осадка катод 9 испытывает деформацию изгиба в направлении перпендикулярном фоторегистратору 5, т.е. один конец балки смеш;ается вдоль оси W (фиг.2). Светлая полоса, примыкаюп ;ая к штативу 10, не испытываюш;ему перемещений, принята за нулевую (), каждая последующая нумеруется в порядке возрастания (,2,3, и т.д.). Величина прогиба катода 9 связана с порядком (номером) полосы соотношением Веста:
(cosa+cosp)
где: А, - длина волны света лазера 1;
а - угол между направлением предметного пучка и нормалью к фоторегистатору 5;
Р - угол между направлением опорного пучка и нормалью к фоторегистратору 5.
Таким образом, для определения деформации катода 9 в какой-либо точке достаточно подставить в формулу соответствующий порядок интерференционной полосы, а затем по известным методам вычислить величину ВН с точностью до 0,3 МПа.
и
4
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1.Установка для определения внутренних напряжений в гальванических покрытиях методом голографической интерферометрии, содержащая электролитическую ячейку и голографический интерферометр, отличающаяся тем, что упомянутая электролитическая ячейка установлена с возможностью спуска-подъема посредством винта, при этом один конец катода электролитической ячейки жестко закреплен в штативе.
Источники информации:
1.Воронов B.C., Ковенский И.М., Поветкин В.В. Определение внутренних напряжений в гальванических покрытиях с помощью лазерной интерферометрии // Защита металлов 1990.-Т.26.-№2.-С.318-320 (прототип).