[发明专利]一种焊接拘束应力可调试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接拘束应力可调试验装置。

背景技术

焊接凝固裂纹是焊接构件中危害最大的缺陷之一，是冷裂纹、再热裂纹、疲劳裂纹等的产生因素,而且它的存在也可能会直接导致焊接结构在运行中破断，焊接冷却过程结构热力学特性是焊接凝固热裂纹产生与扩展的关键因素，焊接冷却过程结构呈现出来的热力参数变化规律直接可以表征凝固热裂纹产生与扩展状态；因此，实现对焊接过程热力参数、应力应变的有效测量与获取，是实现分析凝固热裂纹产生与扩展的物理本质和预测焊接凝固热裂纹的重要手段，进而为焊接凝固热裂纹的抑制提供重要基础数据和依据。

焊接凝固热裂纹在线检测的关键在于寻找和选择能够全面表征焊接过程凝固热裂纹形成与扩展运动状态产生的物理信息，可调拘束试验方法不仅能够比较直观的反映出材料凝固裂纹敏感性的裂纹总长度，条数等参数，还能够定量的测出材料产生裂纹的临界变量、脆性区间、描绘出凝固塑形曲线，同时我们也能够通过信号来掌握焊接凝固裂纹的动态过程；焊接拘束度表示焊接件在焊接时所受的拘束程度的大小，它是研究焊接裂纹的一个重要力学参数，随着特种高强钢在越来越多的结构中采用，过大的焊接拘束度所致的冷裂纹问题越来越严重，而传统的焊接拘束度评定所需设备结构复杂、试验方法繁琐、试验条件苛刻。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种焊接拘束应力可调试验装置，能快速方便精确测定焊接件冷裂临界拘束度和临界拘束应力，为制定合理的焊接工艺参数及技术条件提供科学依据；并且使用方便，结构科学合理，生产工艺简便，制造成本较低，易于普及推广。

为了实现上述目的，一种焊接拘束应力可调试验装置，它包括施力单元、夹具单元、主体单元，所述夹具单元安置于主体单元上的两横杆之间，所述施力单元对应主体单元上的焊件设置，并经可调螺杆施压于焊件；所述夹具单元包括上压板、螺栓、下压板，焊件经螺栓穿过上压板、下压板压紧固定于主体单元上。

为了实现结构、效果优化，其进一步的措施是：所述上压板、下压板上均设有腰形槽；所述可调螺杆上端设有圆柱台阶，该圆柱台阶上设有通孔，该可调螺杆的下端为球头；所述施力单元包括可调螺杆、杠杆、固定装置及应力施加底座，所述可调螺杆经应力施加底座可向焊件施加压力；所述固定装置包括上侧横板、脊柱槽钢、下侧横板，该固定装置经下侧横板与主体单元连接；所述杠杆穿过圆柱台阶上的通孔与可调螺杆连接；所述主体单元为长方形支架，其前端设有方形台阶，该方形台阶上设有三角形筋板，所述方形台阶的前端侧与固定装置连接；所述长方形支架上设有数根横杆，横杆之间的间距均为S；所述应力施加底座上端设有锥形沉头孔与可调螺杆的球头端配装，该应力施加底座下部设有压力传感器放置腔，该压力传感器放置腔共三个并均匀分布于同一圆上；所述上压板、下压板分别安置于横杆的上下侧，该上压板、下压板的宽度H大于横杆之间的间距S，所述压力传感器放置腔内设置压力传感器并经压力信号采集模块连接计算机单元，经压力信号采集模块对模拟信号转化为数字信号进行显示和储存，实现对焊件的冷裂临界拘束度和临界拘束应力的实时监测。

本发明涉及一种焊接拘束应力可调试验装置，它包括施力单元、夹具单元、主体单元，所述夹具单元安置于主体单元上的两横杆之间，所述施力单元对应主体单元上的焊件设置，并经可调螺杆施压于焊件；所述夹具单元包括上压板、螺栓、下压板，焊件经螺栓穿过上压板、下压板压紧固定于主体单元上的技术方案；它能快速方便测定焊接件冷裂临界拘束度和临界拘束应力，为制定合理的焊接工艺参数及技术条件提供科学依据；并且使用方便，结构科学合理，生产工艺简便，制造成本较低，易于普及推广。

本发明相比现有技术所产生的有益效果：

（Ⅰ）本发明采用应力施加螺杆底部为球头的技术方案，随着焊件被折弯造成应力施加底座与螺杆之间的相对角度会发生变化，球面能够保障螺杆与底座之间不会被因为点接触而损坏；

（Ⅱ）本发明的主体单元设方形台阶和两侧加强筋板、台阶上侧设三角加强筋板能够满足实验装置将焊件折弯一定角度的同时保障台身的强度，有利于焊接件在应力施加底座的作用下发生弯曲，方便测定焊接件的冷裂临界拘束度和临界拘束应力；

（Ⅲ）本发明采用压板的宽度大于横杆之间的间隙，可使压板不会从横杆的间隙中掉下，并且能保证有效夹紧焊件；

（Ⅳ）本发明采用的应力施加底座内置型腔可安装压力传感器，三个压力传感器呈圆形均匀分布，能对焊件施加压力的同时有效保证精确测量焊接件的冷裂临界拘束度和临界拘束应力；