CN101614637A - 一种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法，该装置包括拉伸试验机(1)，该装置还包括与所述的拉伸试验机(1)相互作用的夹具(2)，夹具(2)包括一个圆柱体底座(3)和位于底座(3)端面上的圆柱体夹持端(5)，夹持端(5)的外圆周表面上设有螺旋状的花纹，拉伸试验机(1)通过夹持端(5)与夹具(2)相互作用，底座(3)上沿垂直于底座(3)和夹持端(5)所在平面的方向设有通孔(6)。具有上述特殊结构的该种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法将拉伸件制成盒状进行试验，能够克服焊点所在拉伸表面的变形不是各向同性的均匀变形的缺陷，使焊点处于单纯拉伸状态，测量结果更加精确，更符合理论值。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法。
背景技术
国际标准委员会与国际焊接研究所合作发布了ISO14772：2001《点焊和凸焊十字拉伸试验样品尺寸和流程》，而国内还没有正式发布测量点焊拉伸强度的相关标准，也没有检测到相关试验方法的专利。ISO14772标准中是将两个150mm×50mm的长方形薄板试样呈十字交叉状于中间位置点焊在一起，每个试样和固定的夹具固定在一起，在拉伸试验机上沿相反的方向对拉，直至焊点拉裂为止。然而该种试验方法有个很明显的缺陷，即：在拉伸过程中，点焊接头所在表面承受的是十字拉伸，而不是均匀的正向拉伸，变形也不是各向同性，因此，导致点焊接头会提前破坏，测量所得的承载力比点焊接头实际承载力偏小，因而无法准确的反映出不同金属板料之间点焊接头的拉伸强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法，其目的是准确的测量不同金属板料之间点焊接头的拉伸强度。
本发明的技术方案是该种测量焊点拉伸强度的装置，包括拉伸试验机，该装置还包括与所述的拉伸试验机相互作用的夹具，夹具包括一个规则形状的底座和位于底座端面上的夹持端，拉伸试验机通过夹持端与夹具相互作用，底座上沿垂直于底座和夹持端所在平面的方向设有通孔。
所述的底座为圆柱体或长方体。
所述的夹持端为圆柱体，其外圆周表面上设有花纹。
所述的花纹为夹持端与拉伸试验机相互接触的一段上设有螺旋状的花纹。
利用了上述测量焊点拉伸强度的装置进行拉伸试验的试验方法包括以下步骤：
1)切割出两个“十”字形的试验板料，其中一组相对的两个边上对称的切割出一个孔；
2)在专用的模具设备上将上述试验板料分别冲压出盒状试样，并将翻边拐角处焊接在一起，两个盒状试样底部的外侧正中间位置点焊在一起；盒状试样的底部尺寸与底座的尺寸相对应；
3)将夹具的底座插入盒状试样内，然后通过紧固螺栓穿过通孔和孔将夹具和盒状试样固定在一起；
4)将拉伸试验机夹持住夹持端，拉伸试验机以恒定的拉伸速度缓慢加载，进行拉伸试验直至盒状试样的点焊处断裂，记录断裂时的载荷及拉脱部位，采集数据点并进行拉伸载荷-位移曲线分析。
在拉伸试验的过程中，必须保证所述的两盒状试样的点焊位置和夹具的中心在同一条垂直于盒状试样底面的直线上。
所述的拉伸试验机以4.5mm/min的速度进行缓慢加载。
所述的盒状试样的板材厚度在0.5-3mm之间，要求表面光洁平整，没有被锈蚀。
具有上述特殊结构的一种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法具有以下优点：
1、该种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法将拉伸件制成盒状进行试验，能够克服焊点所在拉伸表面的变形不是各向同性的均匀变形的缺陷，使焊点处于单纯拉伸状态，测量结果更加精确，更符合理论值。
2、该种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法原理方法可靠，加载均匀，而且方法简便易行，可操作性非常强。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明的试验原理图。
图2为本发明中盒状试样的展开示意图。
图3为本发明中冲压成型的盒状试样的结构示意图。
图4为本发明中点焊在一起的一对盒状试样。
图5为本发明中夹具的结构示意图。
在图1-5中，1：拉伸试验机；2：夹具；3：底座；4：盒状试样；5：夹持端；6：通孔；7：孔。
具体实施方式
由图1-图5所示结构结合可知，该种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法包括两部分，其中：测量焊点拉伸强度的装置包括拉伸试验机1，该装置还包括与所述的拉伸试验机1相互作用的夹具2，夹具2包括一个长方体的底座3和位于底座3端面上的圆柱体夹持端5，其外圆周表面上设有花纹，所述的花纹为夹持端5与拉伸试验机1相互接触的一段上设有螺旋状的花纹，拉伸试验机1通过夹持端5与夹具2相互作用，底座3上沿垂直于底座3和夹持端5所在平面的方向设有通孔6。
所述的底座3还可以是圆柱体或一切适用的规则形状，均能够实现底座3为长方体时所实现的效果。
利用了上述的测量焊点拉伸强度的装置进行拉伸试验的试验方法包括以下步骤：
1)切割出两个“十”字形的试验板料，其中一组相对的两个边上对称的切割出一个孔7；
2)在专用的模具设备上将上述试验板料分别冲压出盒状试样4，并将翻边拐角处焊接在一起，两个盒状试样4底部的外侧正中间位置点焊在一起；盒状试样4的底部尺寸与底座3的尺寸相对应；
3)将夹具2的底座3插入盒状试样4内，然后通过紧固螺栓穿过通孔6和孔7将夹具2和盒状试样4固定在一起；
4)将点焊后的一对盒状试样4和夹具2安装好后，调整微机控制的拉伸试验机1的位置分别夹持上、下夹具2两端的夹持端5，在拉伸试验的过程中，必须保证所述的两盒状试样4的点焊位置和夹具2的中心在同一条垂直于盒状试样4底面的直线上，拉伸试验机1以4.5mm/min的恒定拉伸速度缓慢加载，进行拉伸试验直至盒状试样4的点焊处断裂，记录断裂时的载荷及拉脱部位，采集数据点并进行拉伸载荷-位移曲线分析。
所述的盒状试样4的板材厚度在0.5-3mm之间，要求表面光洁平整，没有被锈蚀。
测量装置和盒状试样的具体参数为：拉伸试验机1的载荷范围50kN，机架坚固耐用、大载荷试验系统；夹具2的底座3是底面39.5mm×39.5mm高50mm(不低于40mm即可)的长方体，夹持端5是直径为25mm、长40mm的圆柱体，其与拉伸试验机1相互接触作用的端部带有一段螺旋状花纹，夹持端5加工好后还经过调质处理；紧固螺栓和螺母的特征在于：M12的螺栓，强度等级10.9。
盒状试样的特征在于，展平后的平面图如图2所示，其展开图为“十”字形结构，板材厚度在0.5-3mm之间，设有孔7的一条边长度为140mm，宽度为40mm，孔7的直径为10mm，其圆心距离最近的三个边的距离均为20mm，与其正交的另一条边的长度是80mm，宽度是40mm，在专用的模具设备上冲压出盒状试样4后翻边处采用CO2保护焊焊接，如图3所示结构，两个盒状试样4制作完成后将底部正中间位置点焊到一起，如图4所示结构。
该种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法将拉伸件制成盒状进行试验，能够克服焊点所在拉伸表面的变形不是各向同性的均匀变形的缺陷，使焊点处于单纯拉伸状态，测量结果更加精确，更符合理论值。
Claims (8)
1、一种测量焊点拉伸强度的装置，包括拉伸试验机(1)，其特征在于：该装置还包括与所述的拉伸试验机(1)相互作用的夹具(2)，夹具(2)包括一个规则形状的底座(3)和位于底座(3)端面上的夹持端(5)，拉伸试验机(1)通过夹持端(5)与夹具(2)相互作用，底座(3)上沿垂直于底座(3)和夹持端(5)所在平面的方向设有通孔(6)。
2、根据权利要求1所述的一种测量焊点拉伸强度的装置，其特征在于：所述的底座(3)为圆柱体或长方体。
3、根据权利要求1～2任一项权利要求所述的一种测量焊点拉伸强度的装置，其特征在于：所述的夹持端(5)为圆柱体，其外圆周表面上设有花纹。
4、根据权利要求3所述的一种测量焊点拉伸强度的装置，其特征在于：所述的花纹为夹持端(5)与拉伸试验机(1)相互接触的一段上设有螺旋状的花纹。
5、利用了权利要求1～4任一项权利要求所述的测量焊点拉伸强度的装置进行拉伸试验的试验方法，其特征在于：该试验方法包括以下步骤：
1)切割出两个“十”字形的试验板料，其中一组相对的两个边上对称的切割出一个孔(7)；
2)在专用的模具设备上将上述试验板料分别冲压出盒状试样(4)，并将翻边拐角处焊接在一起，两个盒状试样(4)底部的外侧正中间位置点焊在一起；盒状试样(4)的底部尺寸与底座(3)的尺寸相对应；
3)将夹具(2)的底座(3)插入盒状试样(4)内，然后通过紧固螺栓穿过通孔(6)和孔(7)将夹具(2)和盒状试样(4)固定在一起；
4)将拉伸试验机(1)夹持住夹持端(5)，拉伸试验机(1)以恒定的拉伸速度缓慢加载，进行拉伸试验直至盒状试样(4)的点焊处断裂，记录断裂时的载荷及拉脱部位，采集数据点并进行拉伸载荷-位移曲线分析。
6、根据权利要求5所述的一种测量焊点拉伸强度的试验方法，其特征在于：在拉伸试验的过程中，必须保证所述的两盒状试样(4)的点焊位置和夹具(2)的中心在同一条垂直于盒状试样(4)底面的直线上。
7、根据权利要求5或6所述的一种测量焊点拉伸强度的试验方法，其特征在于：所述的拉伸试验机(1)以4.5mm/min的速度进行缓慢加载。
8、根据权利要求7所述的一种测量焊点拉伸强度的试验方法，其特征在于：所述的盒状试样(4)的板材厚度在0.5-3mm之间，要求表面光洁平整，没有被锈蚀。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20091230 |