CN104914044B - 一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具及工艺。夹具部分主要包括：具有滑槽的底座，该滑槽内设有滑块；纵向安装于底座内的光轴，该光轴贯穿于所述滑块；用于驱动所述滑块滑动的驱动机构；该驱动机构包括横向设置于底座外侧的长套筒，该长套筒内装有蜗杆，蜗杆的两端分别凸出于所述长套筒，该蜗杆的一端与纵向安装于底座内的进给丝杠相啮合，蜗杆传动于进给丝杠后由进给丝杠带动滑块滑动。本发明所提供的夹具，通过设计全新的结构，实现了不同剪切试样的精确夹持，并有效的保证了测量结果的准确性。

Description

一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具及工艺

技术领域

本发明涉及焊接装备领域，具体的说，是涉及一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具及工艺。

背景技术

随着技术的发展，为了减低环境污染及减轻结构重量，材料的高强轻质化已经成为未来的发展趋势，所以实现轻质材料如铝，镁与高强度材料如钢的异种材料优质连接技术也获得了越来越广发的关注。

焊接技术当中的熔钎焊技术是近几年兴起用于异种材料的连接的技术。它是利用在焊接过程中，高熔点材料不熔化，低熔点材料熔化，使低熔点材料钎焊在高熔点材料上的一种新型的材料连接技术，有巨大的发展空间。而钎焊界面由于两种不同的材料作用生成的不同种类化合物一直是整个焊接接头最为薄弱的位置，因此实现对钎焊界面剪切强度的准确表征是选取最佳焊接工艺参数必要的保证。

目前关于钎焊试样接头强度以及熔钎焊接头强度的表征主要集中在采用拉伸试验进行测量，实现的是对钎焊界面拉剪强度的测量，但是对于接头压剪强度的测试方法较少。一些新型的剪切强度的测量夹具，一方面操作比较复杂，另一方面在测量过程中容易产生额外的力矩影响试验结果准确性，

同样重要的一点是：不同的试样厚度不同，目前现有的夹具当中，其仅能够测试于一种或者几种特定的试样，通用性较低。

作为现有技术，目前已经有关于钎焊接头剪切性能进行测试的装置。例如，申请号201410781284.2的中国专利文献记载了一种硬质合金钎焊接头剪切性能测试装置。该装置主要包括基座、压杆、凸台和紧固螺丝，基座的四方体结构上表面设有光滑孔和螺纹孔，其侧表面设有光孔和方槽；凸台一端与万能试验机的上压板接触，另一端与压杆连接，压杆穿过光滑孔，长度超过侧表面光孔到达方槽下部。该装置解决了现有技术中难以通过拉伸测试接头性能的问题。但是受限于其自身结构，该装置只能对尺寸较厚的试样进行剪切试验，而对于钎焊层厚度较小的薄板试样及钎焊层形状不规则试样进行剪切试验时，会存在较大的误差。

因此，如何设计一种全新的夹具，对不同的钎焊接头试样进行夹持，实现钎焊界面剪切强度的测量，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具。本发明所提供的夹具，通过设计全新的结构，实现了不同厚度剪切试样的精确夹持，并有效的保证了测量结果的准确性。

为了达成上述目的，本发明采用如下方案：

一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具，包括：

具有滑槽的底座，该滑槽内设有滑块；

纵向安装于底座内的光轴，该光轴贯穿于所述滑块；

用于驱动所述滑块滑动的驱动机构；该驱动机构包括横向设置于底座外侧的长套筒，该长套筒内装有蜗杆，蜗杆的两端分别凸出于所述长套筒，该蜗杆的一端与纵向安装于底座内的进给丝杠相啮合，蜗杆传动于进给丝杠后由进给丝杠带动滑块滑动。

优选的，所述底座为U型。

优选的，所述滑块为长方体结构。

优选的，所述蜗杆的一端刻有刻度。

优选的，所述驱动机构还包括短套筒，短套筒设置于长套筒的内侧，蜗杆的一端通过螺纹副与短套筒相适配。

优选的，所述长套筒通过螺纹副与所述蜗杆相适配。

优选的，所述驱动机构为两组，以光轴为中心呈镜像对称设置于底座上。

优选的，两进给丝杠与光轴的中轴线位于同一平面。

同时，本发明还提供了应用上述夹具对钎焊接头试样进行试验的工艺，该工艺包括如下步骤：

A.将钎焊接头试样放置于滑块与底座的侧壁之间；

B.旋转两蜗杆，使滑块向底座的侧壁方向滑动，实现钎焊接头试样的夹持；

C.将本装置放置于万能试验机上，并对钎焊接头试样顶部施加压力，得出钎焊接头试样的剪切强度。

上述工艺中，优选的是，两蜗杆的读数相同。

本发明的有益效果是：

(1)通过左右丝杠带动滑块向前滑动实现对试样的夹持，滑块平行于U型底座前壁，避免了额外力矩的出现，结构简单，操作方便；

(2)滑块与底座前壁之间的距离可以进行调节，能够适用于多种结构试样的夹持，具有较好的通用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中底座的配合图；

图3为本发明中光轴、丝杠与滑块的配合图；

图4为本发明中左蜗杆的结构示意图；

图5为本发明中右蜗杆的结构示意图；

图6为本发明的应用状态图；

图中：1.底座，2.长套筒，3.短套筒，4.左进给丝杠，5.光轴，6.右进给丝杠，7.滑块，8.左蜗杆，9.右蜗杆，10.直线轴承，11.剪切试样。

图中F为工作过程中万能试验机施加在剪切试样顶端的压力。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具，其结构如图1-5所示，包括：

具有滑槽的底座1，该滑槽内设有滑块7，底座1内纵向安装有的光轴5，该光轴5贯穿于所述滑块7；具体而言，滑块7内部设有直线轴承10，光轴5通过直线轴承10与滑块7相配合。

该夹具还具有用于驱动所述滑块7滑动的驱动机构；该驱动机构包括横向设置于底座1外侧的两个长套筒2，两个长套筒2的内侧分别设有一个短套筒3，短套筒3与底座1固定连接。

位于左侧的长套筒2通过螺纹与左蜗杆8适配，左蜗杆8的端部通过螺纹与左侧的短套筒3相适配；位于右侧的长套筒2通过螺纹与右蜗杆9适配，右蜗杆9的端部通过螺纹与右侧的短套筒3相适配，两螺杆上的螺纹方向相反。

左侧的长套筒2和短套筒3与右侧的长套筒2和短套筒3以光轴5为中心对称设置，且滑块7和直线轴承10的中心线与光轴5的中心线重合。

光轴5的左侧设有左进给丝杠4，光轴5的右侧设有右进给丝杠6，两进给丝杠及光轴5均通过与之适配的滚动轴承安装于底座1上，且两进给丝杠的端部凸出于所述底座1。同时，左蜗杆8与左进给丝杠4相啮合，右蜗杆9与右进给丝杠6相啮合。两个蜗杆当中，不与相适配丝杠啮合的一端均刻有刻度。

所述底座1可选择为U型底座。

所述滑块7为长方体结构。

作为更佳的选择，左进给丝杠4、右进给丝杠6和光轴5的中轴线位于同一平面上，以保证滑块7处于始终处于水平。

如图6所示，本装置的工作过程是：以铝/钢熔钎焊试样为例，将焊接完成的试样经过线切割机或者其他试样切割设备制作成具有一定宽度和长度的剪切试样后，将剪切试样11钎焊层一端放置在底座1的前壁上，旋动左蜗杆8和右蜗杆9，通过螺纹副配合分别带动左进给丝杠4和右进给丝杠6旋转，然后旋转的左进给丝杠4和右进给丝杠6通过螺纹副的传动下，推动滑块7平稳的向底座1的前壁运动(滑块7与两进给丝杠的接触部分具有内螺纹)，运动过程中光轴5起导向及平稳过渡作用。

当滑块7的前端与剪切试样11接触的时候，通过细调左蜗杆8和右蜗杆9，使两个蜗杆读数保持相同，这样就一方面保证了滑块7和底座1的前壁分别与剪切试样实现了紧密接触，另一方面在滑块7与底座1前壁的平行保证了滑块7和底座1的前壁与剪切试样11均匀接触。随后通过万能试验机对剪切试样顶端施加压力F，进行剪切试验，得到剪切试样精确的剪切强度。

本装置通过旋转以及细调左蜗杆8和右蜗杆9，通过螺纹配合实现左进给丝杠4和右进给丝杠6旋转，随后带动滑块7运动，这样可以使滑块7及底座1的前壁与剪切试样均匀紧密接触，避免了产生额外的力矩的产生，同时也实现了对不同厚度的熔钎焊试样的剪切强度的准确测量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具，其特征在于，包括：

具有滑槽的底座，该滑槽内设有滑块；

纵向安装于底座内的光轴，该光轴贯穿于所述滑块；

用于驱动所述滑块滑动的驱动机构；该驱动机构包括横向设置于底座外侧的长套筒，该长套筒内装有蜗杆，蜗杆的两端分别凸出于所述长套筒，该蜗杆的一端与纵向安装于底座内的进给丝杠相啮合，蜗杆传动于进给丝杠后由进给丝杠带动滑块滑动；

所述蜗杆的一端刻有刻度；所述驱动机构还包括短套筒，短套筒设置于长套筒的内侧，蜗杆的一端通过螺纹副与短套筒相适配；

所述底座为U型，所述滑块为长方体结构。

2.根据权利要求1所述的实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具，其特征在于，所述长套筒通过螺纹副与所述蜗杆相适配。

3.根据权利要求1所述的实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具，其特征在于，所述驱动机构为两组，以光轴为中心呈镜像对称设置于底座上。

4.根据权利要求3所述的实现熔钎焊试样钎焊界面剪切强度测量的夹具，其特征在于，两进给丝杠与光轴的中轴线位于同一平面。

5.一种利用权利要求3或4所述的夹具进行试验的工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：

A.将钎焊接头试样放置于滑块与底座的侧壁之间；

B.旋转两蜗杆，使滑块向底座的侧壁方向滑动，实现钎焊接头试样的夹持；

C.将本装置放置于万能试验机上，并对钎焊接头试样顶部施加压力，得出钎焊接头试样的剪切强度。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，两蜗杆的读数相同。