CN109975133B - 一种真空钎焊剪切强度检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种步骤S1：制备上部，将所需焊接的材料制成长方体作为样品的上部；步骤S2：制备下部，将基体母材制成长方体作为样品的下部；步骤S3：将步骤S1制得的上部与步骤S2制得的下部通过钎焊连接获得样品；步骤S4：将步骤S3获得的样品以上部与下部的接触面垂直于底座的方式固定在水平放置的底座上，且底座仅支撑上部，底座与下部在竖直方向上存在间隙；步骤S5：采用压头在竖直方向上对下部以一定的速度施加压力，直至样品破坏失效压头停止施加压力；步骤S6：采集样品破坏失效时压头所施加的压力，即受力值Q，采集上部与下部的接触面的面积，即受力面积,根据公式τ＝Q/A计算出样品的真空钎焊剪切强度。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体是涉及一种真空钎焊剪切强度检测方法及装置。
背景技术
钎焊技术是传统的材料连接方法之一，钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂的构件。近些年，钎焊工艺被应用于异种材料间的连接，如非金属材料与金属的连接。真空钎焊作为钎焊工艺的一种，焊接过程中温度控制精准、加热均匀、工具整体形变量小，适合大批量生产，已成为一种热门的焊接技术。由于其无可比拟的优势，真空钎焊技术在航空发动机、空气分离设备和精密仪器等行业领域内得到迅速的发展。焊缝的剪切强度直接影响着材料连接效果，因此作为钎焊的性能评价指标之一。设计一套完整的检测流程，对该行业的实际生产具有重大意义。
有鉴于此，本发明人对焊缝的剪切强度的检测过程进行深入研究，遂有本案产生。
本发明从检测样品的制备到剪切强度的测定，包括方法和装置机构，设计了一套完整的检测流程，为该行业的实际生产提供技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空钎焊剪切强度检测方法，从检测样品的制备，到检测样品剪切强度的检测，提供了一套完整的检测流程。
为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种真空钎焊剪切强度检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：制备上部，将所需焊接的材料制成长方体作为样品的上部；
步骤S2：制备下部，将基体母材制成长方体作为样品的下部；
步骤S3：将步骤S1制得的上部与步骤S2制得的下部通过钎焊连接获得样品；
步骤S4：将步骤S3获得的样品以所述上部与所述下部的接触面垂直于底座的方式固定在水平放置的所述底座上，且所述底座仅支撑所述上部，所述底座与所述下部在竖直方向上存在间隙；
步骤S5：采用压头在竖直方向上对所述下部以一定的速度施加压力，直至所述样品破坏失效压头停止施加压力；
步骤S6：采集所述样品破坏失效时所述压头所施加的压力，即受力值Q，采集所述上部与所述下部的接触面的面积，即受力面积A,根据公式τ＝Q/A(Mpa)计算出样品的真空钎焊剪切强度。
进一步地，步骤S3对所述上部和所述下部进行钎焊连接时，所述上部与所述下部接触的一面为上接面，所述下部与所述上部接触的一面为下接面，钎焊连接时将所述上接面全部贴合在所述下接面上，且所述上部以所述上接面的对角线与所述下接面的对角线重合的方式布置在所述下部上。
进一步地，所述底座与所述下部在竖直方向上存在的间隙，大于所述样品固定在所述底座后所述上部与所述下部的高度差。
本发明还提供一种真空钎焊剪切强度检测的装置，使用本装置能够制备出标准的检测样品，及完成检测样品剪切强度的检测，且操作简单，快捷。
为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种真空钎焊剪切强度检测装置，包括样品，辅助制作所述样品的制样塞规，及固定所述样品的底座和对所述样品施加压力的压头，所述样本包括相互叠设的上部和下部，所述上部设于所述下部上；所述制样塞规包括一个上面板，垂直固定连接所述上面板的左端面的左面板，垂直固定连接所述上面板的右端面的右面板，所述左面板和所述右面板均朝下设置，且所述左面板的下端面和所述右面板的下端面位于同一平面内，所述上面板的后端垂直固定连接有朝下的挡板，所述上面板、所述左面板、所述右面板和所述挡板组成一个半封闭的半盒体，所述半盒体的内部空间大于所述下部，所述左面板至所述右面板的距离与所述下部的左端面至所述下部的右端面的距离相等，所述左面板的所述上面板开设有供所述上部穿过的限位槽，且所述限位槽的槽壁与所述上部的侧壁相贴合；所述底座水平放置，所述底座的上端面的中部处设置有定位所述样品的定位结构，所述样品以所述上部与所述下部的接触面垂直于底座的方式固定所述底座上，所述压头的中部与所述底座的中部相对设置。
进一步地，所述上部与所述下部接触的一面为上接面，所述下部与所述上部接触的一面为下接面，所述上部以所述上接面的对角线与所述下接面的对角线重合的方式固设在所述下部上。
进一步地，所述挡板的右端面与所述右面板相连接，所述上面板的上端面的边沿处向上延伸有凸条。
进一步地，所述底座的中部开设有供所述下部伸入的凹槽，所述凹槽的宽度尺寸与所述下部的高度尺寸相等。
进一步地，所述底座的上端面分为低部和高部，所述凹槽位于所述低部和所述高部间，所述高部高于所述低部。
进一步地，所述压头为圆柱体结构。
采用上述技术方案，本发明本一种真空钎焊剪切强度检测方法测试简单操作方便，且测量准确，实用性强。
采用上述技术方案，本发明一种真空钎焊剪切强度检测装置，通过制样塞规能够制备出符合标准的样品，保证样品的准确性，采用底座和压头进行检测，能够使压头施加的压力完全作用在上部与下部的接触面上，从而计算出准确的剪切强度。
附图说明
图1为本发明样本的结构示意图；
图2为本发明制样塞规的结构示意图；
图3为本发明样本和制样塞规的结构示意图；
图4为本发明样本检测状态的结构示意图；
图5为本发明样本检测状态的另一角度的结构示意图。
标号说明：
样品1 上部11
下部12 制样塞规2
上面板21 限位槽211
凸条212 左面板22
右面板23 挡板24
底座3 凹槽31
低部32 高部33
压头4
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。
本发明一种真空钎焊剪切强度检测方法，如图1至5所示，包括以下步骤：
步骤S1：制备上部11，将所需焊接的材料制成长方体作为样品1的上部11；
步骤S2：制备下部12，将基体母材制成长方体作为样品1的下部12；
步骤S3：将步骤S1制得的上部11与步骤S2制得的下部12通过钎焊连接获得样品1；
步骤S4：将步骤S3获得的样品1以上部11与下部12的接触面垂直于底座3的方式固定在水平放置的底座3上，且底座3仅支撑上部11，底座3与下部12在竖直方向上存在间隙；
步骤S5：采用压头4在竖直方向上对下部12以一定的速度施加压力，直至样品1破坏失效压头4停止施加压力；
采用压头4在竖直方向上对下部12以一定的速度施加压力时，所述的一定的速度是指在检测时，压头4下降的速度保持恒定，且在检测不同的样品1，压头4下降的速度相同。
步骤S6：采集样品1破坏失效时压头4所施加的压力，即受力值Q，采集上部11与下部12的接触面的面积，即受力面积A,根据公式τ＝Q/A(Mpa)计算出样品1的真空钎焊剪切强度。
步骤S3对上部11和下部12进行钎焊连接时，上部11与下部12接触的一面为上接面，下部12与上部11接触的一面为下接面，钎焊连接时将上接面全部贴合在下接面上，且上部11以上接面的对角线与下接面的对角线重合的方式布置在下部12上。
底座3与下部12在竖直方向上存在的间隙，大于样品1固定在底座3后上部11与下部12的高度差。间隙用于样品1破坏失效后，下部12向下运动的空间。
本发明一种真空钎焊剪切强度检测方法测试简单操作方便，且测量准确，实用性强。
为力方便完成上述检测方法，本发明还提供了如下装置用于辅助检测。
本发明一种真空钎焊剪切强度检测装置，如图1至5所示，以图所示方向为样品1的方向，包括样品1，辅助制作样品1的制样塞规2，及固定样品1的底座3和对样品1施加压力的压头4，样本包括相互叠设的上部11和下部12，上部11设于下部12上；
以图2所示方向为制样塞规2的方向，制样塞规2包括一个上面板21，垂直固定连接上面板21的左端面的左面板22，垂直固定连接上面板21的右端面的右面板23，左面板22和右面板23均朝下设置，且左面板22的下端面和右面板23的下端面位于同一平面内，上面板21的后端垂直固定连接有朝下的挡板24，上面板21、左面板22、右面板23和挡板24组成一个半封闭的半盒体，半盒体的内部空间大于下部12，左面板22至右面板23的距离与下部12的左端面至下部12的右端面的距离相等，左面板22的上面板21开设有供上部11穿过的限位槽211，且限位槽211的槽壁与上部11的侧壁相贴合；
制样塞规2优选采用耐热材料制成，以保证制样塞规2与样品1一同进行真空钎焊时，在高温条件下制样塞规2不会变形，从而保证上部11与下部12的相对位置不变。
在制作样品1时，先将采用基体母材制成的下部12放置在制样塞规2的内部空间内，并靠使得下部12的左端面靠在左面板22上，下部12的右端面靠在右面板23上，下部12的后端面靠在挡板24上；接着将采用所需焊接的材料制成的上部11通过限位槽211伸入到制样塞规2的内部空间内，并放置在下部12的上端面上，完成上部11与下部12的位置调整；最后将上部11与下部12通过钎焊连接，钎焊后将制样塞规2取走，制得样本。
底座3水平放置，底座3的上端面的中部处设置有定位样品1的定位结构，样品1以上部11与下部12的接触面垂直于底座3的方式固定底座3上，压头4的中部与底座3的中部相对设置。
本发明一种真空钎焊剪切强度检测装置，通过制样塞规2能够制备出符合标准的样品1，保证样品1的准确性，采用底座3和压头4进行检测，能够使压头4施加的压力完全作用在上部11与下部12的接触面上，从而计算出准确的剪切强度。
上部11与下部12接触的一面为上接面，下部12与上部11接触的一面为下接面，上部11以上接面的对角线与下接面的对角线重合的方式固设在下部12上。使得样品1在承受压头4的压力时，上部11与下部12的接触面的受力较均匀，在测试时更能体现样品1的实际剪切强度。
挡板24的右端面与右面板23相连接，上面板21的上端面的边沿处向上延伸有凸条212。凸条212上可放置砝码等精准质量重物，以实现焊接时压力的施加。
底座3的中部开设有供下部12伸入的凹槽31，凹槽31的宽度尺寸与下部12的高度尺寸相等。使得上部11与下部12的接触面刚好与凹槽31靠近上部11的侧面位于同一平面，如此检测时，压头4的压力全部作用在上部11与下部12的接触面上，以保证检测的准确性。
底座3的上端面分为低部32和高部33，凹槽31位于低部32和高部33间，高部33高于低部32。在固定样品1后，下部12的下底面刚好与高部33的侧面重叠，保证在检测时下部12始终与底座3垂直，进一步保证样品1在承受压头4的压力时，上部11与下部12的接触面始终与底座3垂直，使得检测时，压头4的压力全部作用在上部11与下部12的接触面上，以保证检测的准确性。
压头4为圆柱体结构，使得压头4的在对样品1施加压力时，压力更为集中。
上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种真空钎焊剪切强度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：制备上部，将所需焊接的材料制成长方体作为样品的上部；
步骤S2：制备下部，将基体母材制成长方体作为样品的下部；
步骤S3：将步骤S1制得的上部与步骤S2制得的下部通过钎焊连接获得样品；
步骤S4：将步骤S3获得的样品以所述上部与所述下部的接触面垂直于底座的方式固定在水平放置的所述底座上，且所述底座仅支撑所述上部，所述底座与所述下部在竖直方向上存在间隙；
步骤S5：采用压头在竖直方向上对所述下部以一定的速度施加压力，直至所述样品破坏失效压头停止施加压力；
步骤S6：采集所述样品破坏失效时所述压头所施加的压力，即受力值Q，采集所述上部与所述下部的接触面的面积，即受力面积A,根据公式τ＝Q/A(Mpa)计算出样品的真空钎焊剪切强度；
所述底座与所述下部在竖直方向上存在的间隙，大于所述样品固定在所述底座后所述上部与所述下部的高度差；
在制作样品时，先将采用基体母材制成的所述下部放置在制样塞规的内部空间内，并靠使得所述下部的左端面靠在所述制样塞规的左面板上，所述下部的右端面靠在所述制样塞规的右面板上，所述下部的后端面靠在所述制样塞规的挡板上；接着将采用所需焊接的材料制成的所述上部通过所述制样塞规的限位槽伸入到所述制样塞规的内部空间内，并放置在所述下部的上端面上，完成所述上部与所述下部的位置调整；最后将所述上部与所述下部通过钎焊连接，钎焊后将所述制样塞规取走，制得样本。
2.根据权利要求1所述的一种真空钎焊剪切强度检测方法，其特征在于：步骤S3对所述上部和所述下部进行钎焊连接时，所述上部与所述下部接触的一面为上接面，所述下部与所述上部接触的一面为下接面，钎焊连接时将所述上接面全部贴合在所述下接面上，且所述上部以所述上接面的对角线与所述下接面的对角线重合的方式布置在所述下部上。
3.一种适用于权利要求1所述检测方法的真空钎焊剪切强度检测装置，其特征在于：包括样品，辅助制作所述样品的制样塞规，及固定所述样品的底座和对所述样品施加压力的压头，所述样品包括相互叠设的上部和下部，所述上部设于所述下部上；所述制样塞规包括一个上面板，垂直固定连接所述上面板的左端面的左面板，垂直固定连接所述上面板的右端面的右面板，所述左面板和所述右面板均朝下设置，且所述左面板的下端面和所述右面板的下端面位于同一平面内，所述上面板的后端垂直固定连接有朝下的挡板，所述上面板、所述左面板、所述右面板和所述挡板组成一个半封闭的半盒体，所述半盒体的内部空间大于所述下部，所述左面板至所述右面板的距离与所述下部的左端面至所述下部的右端面的距离相等，所述左面板的所述上面板开设有供所述上部穿过的限位槽，且所述限位槽的槽壁与所述上部的侧壁相贴合；所述底座水平放置，所述底座的上端面的中部处设置有定位所述样品的定位结构，所述样品以所述上部与所述下部的接触面垂直于底座的方式固定所述底座上，所述压头的中部与所述底座的中部相对设置。
4.根据权利要求3所述的一种真空钎焊剪切强度检测装置，其特征在于：所述上部与所述下部接触的一面为上接面，所述下部与所述上部接触的一面为下接面，所述上部以所述上接面的对角线与所述下接面的对角线重合的方式固设在所述下部上。
5.根据权利要求3所述的一种真空钎焊剪切强度检测装置，其特征在于：所述挡板的右端面与所述右面板相连接，所述上面板的上端面的边沿处向上延伸有凸条。
6.根据权利要求3所述的一种真空钎焊剪切强度检测装置，其特征在于：所述底座的中部开设有供所述下部伸入的凹槽，所述凹槽的宽度尺寸与所述下部的高度尺寸相等。
7.根据权利要求6所述的一种真空钎焊剪切强度检测装置，其特征在于：所述底座的上端面分为低部和高部，所述凹槽位于所述低部和所述高部间，所述高部高于所述低部。
8.根据权利要求3所述的一种真空钎焊剪切强度检测装置，其特征在于：所述压头为圆柱体结构。
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