CN101576459B - 铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置 - Google Patents

Abstract

铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置，它涉及一种检测铝合金材料焊接热裂纹的装置。本发明为解决现有检测铝合金材料焊接热裂纹的试验繁琐，缺乏简便易行准确的检测装置，生产效率低的问题。两个竖支架对称设置在横支架的两端，滑道板安装在滑道板安装槽中，滑块安装在滑道板上，两个杠杆对称装在杠杆安装槽中且杠杆上的圆柱与滑块上的圆弧面接触，顶台装在顶块上，顶头装在顶台上，压板设置在平板上，传力换向机构设置在两个竖支架之间且两端的杠杆分别铰接在与其对应的竖支架上，工作台上的平板设置在传力换向机构的上方。本发明能模拟出不同拘束条件下的焊接环境，快速、准确地评定铝合金材料的焊接热裂纹倾向，并以该裂纹倾向指导生产选材。

Description

铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置

技术领域

本发明涉及一种检测铝合金材料焊接热裂纹的装置。

背景技术

焊接热裂纹是焊接过程中存在的普遍问题，铝合金材料在生产中应用越来越广泛，其焊接结构在焊接制造加工中，热裂问题非常突出，这直接影响到结构的使用性能。在实际生产过程中，对每一批材料都进行全面的焊接宏观裂纹试验及检验工作比较繁琐；为解决上述问题，国内外提出了多种检测焊接热裂纹倾向性的装置，如鱼骨测试法、横向可调拘束试验、焊点可调拘束试验装置等，但上述装置均有它们的不足之处。鱼骨测试法不能定量判断材料热裂纹倾向性，试验繁琐。横向可调拘束试验缺乏统一标准，主要测试钢材。焊点可调拘束试验装置拘束度不够大，对热裂纹倾向性相对较小的铝合金材料，不容易检测出裂纹，生产效率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有检测铝合金材料焊接热裂纹的试验繁琐，缺乏简便易行准确的检测装置，生产效率低的问题，提供一种铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置。

本发明由横支架、传力换向机构、工作台和两个竖支架组成，两个竖支架对称设置在横支架的两端，所述传力换向机构由两个杠杆、两个滑块、两个滑道板、顶台、顶头和底架组成，每个杠杆的中间两侧端面上分别设有圆柱，底架上对称设有两个滑道板安装槽，滑道板安装槽沿前后端面设置，底架沿纵向设有杠杆安装槽，底架的上端面中心位置处设有第一圆孔，每个滑道板安装槽中装有一个滑道板，每个滑道板的上端面装有一个滑块，每个滑块的上端面设有与杠杆上的圆柱相配合的圆弧面，两个杠杆对称装在杠杆安装槽中，且杠杆上的圆柱设置在滑块上的圆弧面上，两个杠杆相对接触的一端分别设有顶块，顶台装在两个顶块上，顶头设置在顶台的上端面上，且顶头与底架上的第一圆孔正对，工作台由四个支撑管、平板和压板组成，平板设置在四个均布设置的支撑管的上端面上，平板上中心位置处设有第二圆孔，压板设置在平板的上端面上，压板上设有与第二圆孔正对的第三圆孔，第三圆孔大于第二圆孔，传力换向机构设置在两个竖支架之间，且传力换向机构两端的杠杆分别铰接在与其对应的竖支架上，工作台上的平板设置在传力换向机构的上方，且传力换向机构上的顶头设置在第二圆孔内。

本发明具有以下有益效果：一、采用本发明对铝合金材料进行焊接热裂纹倾向试验，本发明可以为试样产生热裂纹提供了足够大的拘束条件，进而定量改变试样中央拉应变场的大小和应变增长率，模拟出不同拘束条件下的焊接环境，简便的试验可以快速、准确地评定铝合金材料的焊接热裂纹倾向，并以该试验后裂纹总长度与加载速率等试验结果指导生产选材，生产效率高。二、本发明具有使用方便、成本低、工作稳定可靠、试验方法操作简易、检测效果好等特点。

附图说明

图1是本发明的铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是传力换向机构2的整体结构主剖视图，图4是底架2-6的整体结构俯视图，图5是图4的B-B剖视图，图6是图4的K向视图，图7是图4的C-C剖视图，图8是杠杆2-1的结构示意图，图9是图8的俯视图，图10是图8的左视图，图11是滑块2-2的结构示意图，图12是工作台3的结构示意图，图13是横支架1和两个竖支架5的结构示意图，图14是图13的D-D剖视图，图15是图14的E-E剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图12说明本实施方式，本实施方式由横支架1、传力换向机构2、工作台3和两个竖支架5组成，两个竖支架5对称设置在横支架1的两端，所述传力换向机构2由两个杠杆2-1、两个滑块2-2、两个滑道板2-3、顶台2-4、顶头2-5和底架2-6组成，每个杠杆2-1的中间的两侧端面上分别设有圆柱2-1-1，底架2-6上对称设有两个滑道板安装槽2-6-2，滑道板安装槽2-6-2沿前后端面设置，底架2-6沿纵向设有杠杆安装槽2-6-1，底架2-6的上端面中心位置处设有第一圆孔2-6-3，每个滑道板安装槽2-6-2中装有一个滑道板2-3，每个滑道板2-3的上端面装有一个滑块2-2，滑块2-2在滑道板安装槽2-6-2中沿底架2-6的纵向移动，每个滑块2-2的上端面设有与杠杆2-1上的圆柱2-1-1相配合的圆弧面2-2-1，两个杠杆2-1对称装在杠杆安装槽2-6-1中，且杠杆2-1上的圆柱2-1-1设置在滑块2-2上的圆弧面2-2-1上，圆柱2-1-1与滑块2-2配合形成支点，两个杠杆2-1相对接触的一端分别设有顶块2-1-2，顶台2-4装在两个顶块2-1-2上，顶头2-5设置在顶台2-4的上端面上，且顶头2-5与底架2-6上的第一圆孔2-6-3正对，顶头2-5的外表面为球形，以实现对试件中央的上顶接触加力，工作台3由四个支撑管3-1、平板3-2和压板3-3组成，平板3-2设置在四个均布设置的支撑管3-1的上端面上，平板3-2上中心位置处设有第二圆孔3-2-1，压板3-3设置在平板3-2的上端面上，压板3-3上设有与第二圆孔3-2-1正对的第三圆孔3-3-1，第三圆孔3-3-1大于第二圆孔3-2-1，传力换向机构2设置在两个竖支架5之间，且传力换向机构2两端的杠杆2-1分别铰接在与其对应的竖支架5上，工作台3上的平板3-2设置在传力换向机构2的上方，且传力换向机构2上的顶头2-5设置在第二圆孔3-2-1内。横支架1和两个竖支架5是支承运动的部件。本发明使用时，横支架1通过连接件与铣床的工作机头连接，传力换向机构2安装在铣床的梯形试验平台上且由角钢将传力换向机构2固装在平台上，支撑管3-1通过连接件固定在铣床的工作台上，将铝合金材料制备成圆盘形试样20，将试样20放置于平板3-2的上端面与压板3-3的下端面之间，见图12；顶头2-5与圆盘形试样20接触，试验后根据试样20所产生的热裂纹总长度结合加载速率来评定材料的焊接热裂纹倾向性。

具体实施方式二：结合图13～图15说明本实施方式，本实施方式的每个竖支架5由立架5-1、转子支座5-2和转子5-3组成，立架5-1为矩形钢，立架5-1的下端前后方向设有支座孔5-1-1，立架5-1的里侧端面设有与支座孔5-1-1相通的第二连接槽5-1-2，转子支座5-2设置在支座孔5-1-1内，转子支座5-2的前后方向设有转子安装孔5-2-1，转子5-3设置在转子安装孔5-2-1内，转子5-3上设有与第二连接槽5-1-2正对的连接孔5-3-1。传力换向机构2上的两个杠杆2-1外端分别设置在两个连接孔5-3-1中。其它方法与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图4和图12说明本实施方式，本实施方式的平板3-2上的第二圆孔3-2-1的孔径大于等于底架2-6上的第一圆孔2-6-3的孔径。这样设计便于顶头2-5顺利的通过第二圆孔3-2-1。其它方法与具体实施方式一相同。

本发明的工作原理：在圆盘形试样20正上方进行钨极氩弧点焊，点焊工艺参数根据不同材料厚度确定，以保证试样20溶透；焊接加热为试样20产生焊接热裂纹提供了高温条件；在点焊结束的时刻，立刻旋转铣床的机头使其下降，机头下降后的力，通过横支架1传递到竖支架5的两端，竖支架5将力传递到对称分布的两个杠杆2-1上，杠杆2-1以圆柱2-1-1作为支点，在力的作用下绕滑块2-2较小幅度转动，圆柱2-1-1上的弧形表面与滑块2-2上的圆弧面2-2-1接触同时推动滑块2-2在滑道板2-3上沿底架2-6的纵向向中心移动，使两个杠杆2-1的另一端的顶块2-1-2向正中合拢并同时向上运动，带动顶台2-4和顶头2-5向正上方运动，顶头2-5与试样20接触，对试样20实现上顶加力，试样20的中心部位受到上顶力后，试样20沿圆周方向形成较大拉应变场，控制铣床机头下降的速度和距离，便可控制顶台2-4和顶头2-5上升的距离和速度，进而定量改变试样20中央拉应变场的大小和应变增长率，以模拟不同拘束条件下的焊接环境；由于满足了热裂纹形成的高温及较强的拉应变条件，试样20在经过高温焊接和上顶变形后，将产生热裂纹；热裂纹倾向性不同的材料，在经过同样的试验工序后，产生的热裂纹长度和条数将不同。以公认的热裂纹敏感性较低的材料的试验热裂纹长度作为标准，通过比较标准和被测试材料的热裂纹总长度，结合装置加载参数来评定被测材料的焊接热裂纹倾向性。

Claims (3)

1.一种铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置，其特征在于：所述装置由横支架(1)、传力换向机构(2)、工作台(3)和两个竖支架(5)组成，两个竖支架(5)对称设置在横支架(1)的两端，所述传力换向机构(2)由两个杠杆(2-1)、两个滑块(2-2)、两个滑道板(2-3)、顶台(2-4)、顶头(2-5)和底架(2-6)组成，每个杠杆(2-1)的中间的两侧端面上分别设有圆柱(2-1-1)，底架(2-6)上对称设有两个滑道板安装槽(2-6-2)，滑道板安装槽(2-6-2)沿前后端面设置，底架(2-6)沿纵向设有杠杆安装槽(2-6-1)，底架(2-6)的上端面中心位置处设有第一圆孔(2-6-3)，每个滑道板安装槽(2-6-2)中装有一个滑道板(2-3)，每个滑道板(2-3)的上端面装有一个滑块(2-2)，每个滑块(2-2)的上端面设有与杠杆(2-1)上的圆柱(2-1-1)相配合的圆弧面(2-2-1)，两个杠杆(2-1)对称装在杠杆安装槽(2-6-1)中，且杠杆(2-1)上的圆柱(2-1-1)设置在滑块(2-2)上的圆弧面(2-2-1)上，两个杠杆(2-1)相对接触的一端分别设有顶块(2-1-2)，顶台(2-4)装在两个顶块(2-1-2)上，顶头(2-5)设置在顶台(2-4)的上端面上，且顶头(2-5)与底架(2-6)上的第一圆孔(2-6-3)正对，工作台(3)由四个支撑管(3-1)、平板(3-2)和压板(3-3)组成，平板(3-2)设置在四个均布设置的支撑管(3-1)的上端面上，平板(3-2)上中心位置处设有第二圆孔(3-2-1)，压板(3-3)设置在平板(3-2)的上端面上，压板(3-3)上设有与第二圆孔(3-2-1)正对的第三圆孔(3-3-1)，第三圆孔(3-3-1)大于第二圆孔(3-2-1)，传力换向机构(2)设置在两个竖支架(5)之间，且传力换向机构(2)两端的杠杆(2-1)分别铰接在与其对应的竖支架(5)上，工作台(3)上的平板(3-2)设置在传力换向机构(2)的上方，且传力换向机构(2)上的顶头(2-5)设置在第二圆孔(3-2-1)内。

2.根据权利要求1所述的铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置，其特征在于：每个竖支架(5)由立架(5-1)、转子支座(5-2)和转子(5-3)组成，立架(5-1)为矩形钢，立架(5-1)的下端前后方向设有支座孔(5-1-1)，立架(5-1)的里侧端面设有与支座孔(5-1-1)相通的第二连接槽(5-1-2)，转子支座(5-2)设置在支座孔(5-1-1)内，转子支座(5-2)的前后方向设有转子安装孔(5-2-1)，转子(5-3)设置在转子安装孔(5-2-1)内，转子(5-3) 上设有与第二连接槽(5-1-2)正对的连接孔(5-3-1)，传力换向机构(2)上的两个杠杆(2-1)外端分别设置在两个连接孔(5-3-1)中。

3.根据权利要求1或2所述的铝合金材料焊接热裂纹倾向试验装置，其特征在于：所述平板(3-2)上的第二圆孔(3-2-1)的孔径大于等于底架(2-6)上的第一圆孔(2-6-3)的孔径。 

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