CN110108405A - 一种焊接拘束应力测试方法及装置 - Google Patents

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CN110108405A
CN110108405A CN201910310966.8A CN201910310966A CN110108405A CN 110108405 A CN110108405 A CN 110108405A CN 201910310966 A CN201910310966 A CN 201910310966A CN 110108405 A CN110108405 A CN 110108405A
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于帮龙
杨莉
张尧成
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    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/18—Performing tests at high or low temperatures

Abstract

本发明提供了一种焊接拘束应力测试方法及装置，包括固定座、一侧与任意装置、地面或固定面中的任意一种进行固定；第一固定夹紧装置，对第一待焊接件行水平和\或竖直固定；第二固定夹紧装置，对第二待焊接件行水平和\或竖直固定；第一升降装置，与第一固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连接，控制第一固定夹紧装置进行升降；第二升降装置，与第二固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第二固定夹紧装置进行升降；第一平移装置，与第一固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第一固定夹紧装置进行水平移动；第二平移装置，与第二固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第二固定夹紧装置进行水平移动。

Description

一种焊接拘束应力测试方法及装置
技术领域
本发明涉及焊接领域，特别涉及一种焊接拘束应力测试方法和焊 接拘束应力测试装置。
背景技术
焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程引起的焊件的形 状和尺寸变化。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变 形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。当焊接引起 的不均匀温度场尚未消失时，焊件中的这种应力和变形称为瞬态焊接 应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形称为残余焊接应力和变 形。在没有外力作用的条件下，焊接应力在焊件内部是平衡的。焊接 应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，因此是设计和制 造中必须考虑的问题。
发明内容
本发明提供一种焊接拘束应力测试方法和焊接拘束应力测试装 置。
一种焊接拘束应力测试方法，包括以下步骤：
分别对对第一待焊接件和第二待焊接件进行固定；
分别测量第一待焊接件和第二待焊接件角度偏转量和/或第一待 焊接件和第二待焊接件的尺寸大小，并通过一焊接拘束应力测试装置 测量第一待焊接件和第二待焊接件的拘束应力。
进一步的，
所述分别对对第一待焊接件和第二待焊接件进行固定还包括以 下步骤：
将第一待焊接件和第二待焊接件分别进行水平移动，使第一待焊 接件和第二待焊接件的相对端相距第一预设距离；
将第一待焊接件和第二待焊接件分别进行竖直方方向上的移动， 使第一待焊接件和第二待焊接件的中心线处于同一水平线上。
进一步的，
焊接拘束应力测试装置按照以下步骤测试第一待焊接件和第二 待焊接件的拘束应力，包括：
拘束应力A与变量B之间遵循胡克定律，即A＝KB；变量 B＝f(c，d，e，f)，其中c为第一待焊接件和第二待焊接件在焊 接过程中的位移、K为第一待焊接件和第二待焊接件的弹性系数、d 为第一待焊接件和第二待焊接件的直径、e为第一待焊接件和第二待 焊接件的管壁厚、f为第一待焊接件和第二待焊接件的长度；
对第一待焊接件和第二待焊接件分别将进行悬臂梁处理，当第一 待焊接件和第二待焊接件移动为c距离时，视为此条件下第一待焊接 件和第二待焊接件的最大挠度为yZ，通过以下公式计算可对第一待 焊接件和第二待焊接件施加的力F：
c＝yZ (2)
其中E为第一待焊接件和第二待焊接件的弹性模量，Iz为第一待 焊接件和第二待焊接件环形截面对中性轴的惯性矩，I为第一待焊接 件和第二待焊接件的长度；
第一待焊接件和第二待焊接件任意一点处的正应力计算公式为：
Mz＝Ff (4)
其中Mz为第一待焊接件和第二待焊接件截面上的弯矩，0为第一 待焊接件和第二待焊接件截面任意一点到中心轴的距离，将公式(1) (2)(3)(4)进行联立得到拘束应力A的值。
一种焊接拘束应力测试装置，包括以下装置：
固定座、一侧与任意装置、地面或固定面中的任意一种进行固定；
第一固定夹紧装置，对第一待焊接件行水平和\或竖直固定；
第二固定夹紧装置，对第二待焊接件行水平和\或竖直固定；
第一升降装置，与第一固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连 接，用于控制第一固定夹紧装置进行升降；
第二升降装置，与第二固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连 接，用于控制第二固定夹紧装置进行升降；
第一平移装置，与第一固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连 接，用于控制第一固定夹紧装置进行水平移动；
第二平移装置，与第二固定夹紧装置固定连接，与固定座滑移连 接，用于控制第二固定夹紧装置进行水平移动。
进一步的，
所述第一待焊接件和第二待焊接件的相接处部分所处的区域设 置有焊接开口。
进一步的，
所述固定座设置有第一滑轨，所述第一升降装置设置有第一滑 轮，所述第一滑轮可位于所述第一滑轨处进行滚动；
所述固定座设置有第二滑轨，所述第二升降装置设置有第二滑 轮，所述第二滑轮可位于所述第二滑轨处进行滚动。
进一步的，
所述固定座设置有第三滑轨，所述第一平移装置设置有第三滑 轮，所述第三滑轮可位于所述第三滑轨处进行滚动；
所述固定座设置有第四滑轨，所述第二平移装置设置有第四滑 轮，所述第四滑轮可位于所述第四滑轨处进行滚动。
进一步的，
所述第一升降装置、第二升降装置、第一平移装置以及第二平移 装置分别设置有第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸，以及 分别对所述第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸进行固定的 第一固定板、第二固定板、第三固定板以及第四固定板，所述第一固 定板、第二固定板、第三固定板以及第四固定板分别与第一滑轮、第 二滑轮、第三滑轮以及第四滑轮进行固定。
进一步的，
所述焊接拘束应力测试装置还包括蓄电池，所述蓄电池分别对所 述第一气缸、第二气缸、第三气缸，以及第四气缸进行供电，所述蓄 电池设置有供电电路，所述供电电路包括EMC和第一控制单元、第 一整流电源、DC/DC转换单元，第二整流单元、充电单元、保护单元，220V交流输入与EMC和第一控制单元电连接，EMC和第一控制 单元与第一整流电源电连接，形成300V左右的直流电压，直流电压 输出与DC/DC转换单元电连接，经DC/DC转换单元形成高频交流 输出，高频交流输出与第二整流单元电连接，由第二整流单元与充电 单元电连接。所述的充电单元与保护单元电连接，保护单元和DC/DC 转换单元共同构成具有过流、过压、过热和欠压保护的供电电路；所 述的DC/DC转换单元包括一个调节变压器T2，调节变压器T2有两组 次级输出，第一组次级输出通过第二级整流电路后作为供电电路，蓄电池充电使用；另一端与芯片的D端电连接，在第一整流电源的输出 正端和芯片的D端串接有稳压管和反相连接的二极管D3，稳压管和 反相连接的二极管D3连接点与第一整流电源的输出正端由电阻R2 和电容C3串联连接接的阻容回路。
进一步的，
所述保护单元包括光电耦合器、充电回路取样电路，充电回路取 样电路是由稳压管、限流电阻R5、电阻R6和光电耦合器的发光管串 接构成，充电回路取样电路并接在供电电路的输出端，光电耦合器的 光电接收管的发射极与芯片的控制端C端电连接，芯片端与芯片的F 端短路连接，连接点与地回路之间并接有电阻R4和电容C7的串接 回路，电阻R4和电容C7的串接回路并接一电容C8。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分 地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的 目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所 特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描 述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限 制。在附图中：
图1为焊接拘束应力测试方法的流程图；
图2为固定步骤的流程图；
图3为焊接拘束应力测试装置的结构示意图；
图4为供电电路的结构示意图；
图5为自动转动系统的结构示意图；
图6为自动转动系统的爆破示意图；
图7为自动转动系统的安装示意图；
图8为自动转动系统的局部安装示意图一；
图9为自动转动系统的部截面示意图一；
图10为自动转动系统的局部截面示意图二；
图11为自动转动系统的截面示意图三；
图12为自动转动系统的局部安装示意图二；
图13为自动转动系统的固定座转动板安装示意图；
图14为自动转动系统的固定座转动板局部截面示意图；
图15为自动转动系统的固定座转动板工作位示意图；
图16为自动转动系统的固定座转动板工作位置示意图；
图17为自动转动系统的固定座转动板工作示意图。
1、第一固定夹紧装置；11、第一升降装置；12、第一平移装置； 2、第二固定夹紧装置；21、第二升降装置；22、第二平移装置；3、 第一待焊接件；4、第二待焊接件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处 所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发 明。
本发明实施例提供了一种焊接拘束应力测试方法，如图1所示其 流程图，包括以下步骤：
S1、固定步骤：分别对对第一待焊接件3和第二待焊接件4进行 固定；
S2、测量计算步骤：分别测量第一待焊接件3和第二待焊接件4 角度偏转量和/或第一待焊接件3和第二待焊接件4的尺寸大小，并 通过一焊接拘束应力测试装置测量第一待焊接件3和第二待焊接件4 的拘束应力。
上述技术方案的效果及原理在于：
通过焊接拘束应力测试装置分别对第一待焊接件3和第二待焊 接件4进行固定，并分别测量第一待焊接件3和第二待焊接件4角度 偏转量和/或第一待焊接件3和第二待焊接件4的尺寸大小，进而达 到测量第一待焊接件3和第二待焊接件4的拘束应力的目的。
在一个实施例中，如图2所示其流程图，所述S1、固定步骤还 包括以下步骤：
S11、水平移动步骤：将第一待焊接件3和第二待焊接件4分别 进行水平移动，使第一待焊接件3和第二待焊接件4的相对端相距第 一预设距离；
S12、竖直移动步骤：将第一待焊接件3和第二待焊接件4分别 进行竖直方方向上的移动，使第一待焊接件3和第二待焊接件4的中 心线处于同一水平线上。
上述技术方案的效果及原理在于：
通过以上步骤，分别控制第一待焊接件3和第二待焊接件4分别 位于水平和竖直方向上的移动，使第一待焊接件3和第二待焊接件4 能够按照相应的位置要求进行焊接处理。
在一个实施例中，焊接拘束应力测试装置按照以下步骤测试第一 待焊接件和第二待焊接件的拘束应力，包括：
拘束应力A与变量B之间遵循胡克定律，即A＝KB；变量 B＝f(c，d，e，f)，其中c为第一待焊接件和第二待焊接件在焊 接过程中的位移、K为第一待焊接件和第二待焊接件的弹性系数、d 为第一待焊接件和第二待焊接件的直径、e为第一待焊接件和第二待 焊接件的管壁厚、f为第一待焊接件和第二待焊接件的长度；
对第一待焊接件和第二待焊接件分别将进行悬臂梁处理，当第一 待焊接件和第二待焊接件移动为c距离时，视为此条件下第一待焊接 件和第二待焊接件的最大挠度为yZ，通过以下公式计算可对第一待 焊接件和第二待焊接件施加的力F：
c＝yZ (2)
其中E为第一待焊接件和第二待焊接件的弹性模量，Iz为第一待 焊接件和第二待焊接件环形截面对中性轴的惯性矩，I为第一待焊接 件和第二待焊接件的长度；
第一待焊接件和第二待焊接件任意一点处的正应力计算公式为：
Mz＝Ff (4)
其中Mz为第一待焊接件和第二待焊接件截面上的弯矩，0为第一 待焊接件和第二待焊接件截面任意一点到中心轴的距离，将公式(1) (2)(3)(4)进行联立得到拘束应力A的值。
一种焊接拘束应力测试装置，如图3所示其结构示意图，包括以 下装置：固定座、一侧与任意装置、地面或固定面中的任意一种进行 固定；第一固定夹紧装置1，对第一待焊接件3行水平和\或竖直固定； 第二固定夹紧装置2，对第二待焊接件4行水平和\或竖直固定；第一 升降装置11，与第一固定夹紧装置1固定连接，与固定座滑移连接， 用于控制第一固定夹紧装置1进行升降；第二升降装置21，与第二 固定夹紧装置2固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第二固定夹 紧装置2进行升降；第一平移装置12，与第一固定夹紧装置1固定 连接，与固定座滑移连接，用于控制第一固定夹紧装置1进行水平移 动；第二平移装置22，与第二固定夹紧装置2固定连接，与固定座 滑移连接，用于控制第二固定夹紧装置2进行水平移动。
上述技术方案的效果及原理在于：
通过固定座分别对第一固定夹紧装置1、第二固定夹紧装置2、 第一升降装置11以及第二升降装置21进行固定，并且第一固定夹紧 装置1、第二固定夹紧装置2、第一升降装置11以及第二升降装置 21分别与固定座滑移连接，可分别控制第一待焊接件3和第二待焊接件4进行水平、竖直方向上的移动。使得第一待焊接件3和第二待 焊接件4可以按照要求全方位无死角的进行移动，即使第一待焊接件 3和第二待焊接件4是异形、不相同的形状，也能够在相应的两个点 进行焊接。
第一待焊接件3和第二待焊接件4的相接处部分所处的区域设置 有焊接开口。通过焊接开口能够使相应的人员分别对第一待焊接件3 和第二待焊接件4两者之间进行焊接。
在一个实施例中，所述固定座设置有第一滑轨，所述第一升降装 置11设置有第一滑轮，所述第一滑轮可位于所述第一滑轨处进行滚 动；所述固定座设置有第二滑轨，所述第二升降装置21设置有第二 滑轮，所述第二滑轮可位于所述第二滑轨处进行滚动。
上述技术方案的效果及原理在于：
通过第一滑轮与第一滑轨进行配合、第二滑轮与第二滑轨进行配 合达到第一升降装置11及第二升降装置21相对于固定座进行移动的 目的，使第一待焊接件3和第二待焊接件4能够分别位于水平方向和 竖直方向上进行移动。
在一个实施例中，所述固定座设置有第三滑轨，所述第一平移装 置12设置有第三滑轮，所述第三滑轮可位于所述第三滑轨处进行滚 动；
所述固定座设置有第四滑轨，所述第二平移装置22设置有第四 滑轮，所述第四滑轮可位于所述第四滑轨处进行滚动。
上述技术方案的效果及原理在于：
通过第三滑轮与第三滑轨进行配合、第四滑轮与第四滑轨进行配 合达到第一平移装置12及第二平移装置22相对于固定座进行移动的 目的，使第一待焊接件3和第二待焊接件4能够分别位于水平方向和 竖直方向上进行移动。
在一个实施例中，所述第一升降装置11、第二升降装置21、第 一平移装置12以及第二平移装置22分别设置有第一气缸、第二气缸、 第三气缸以及第四气缸，以及分别对所述第一气缸、第二气缸、第三 气缸以及第四气缸进行固定的第一固定板、第二固定板、第三固定板 以及第四固定板，所述第一固定板、第二固定板、第三固定板以及第 四固定板分别与第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮以及第四滑轮进行固 定。
上述技术方案的效果及原理在于：
第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸分别达到控制第一 升降装置11、第二升降装置21、第一平移装置12以及第二平移装置 22进行竖直方向上和水平方向上进行移动的目的。
在一个实施例中，所述焊接拘束应力测试装置还包括蓄电池，所 述蓄电池分别对所述第一气缸、第二气缸、第三气缸，以及第四气缸 进行供电，所述蓄电池设置有供电电路，所述供电电路包括EMC和 第一控制单元、第一整流电源、DC/DC转换单元，第二整流单元、 充电单元、保护单元，220V交流输入与EMC和第一控制单元电连接， EMC和第一控制单元与第一整流电源电连接，形成300V左右的直流 电压，直流电压输出与DC/DC转换单元电连接，经DC/DC转换单 元形成高频交流输出，高频交流输出与第二整流单元电连接，由第二整流单元与充电单元电连接。所述的充电单元与保护单元电连接，保 护单元和DC/DC转换单元共同构成具有过流、过压、过热和欠压保 护的供电电路；所述的DC/DC转换单元包括一个调节变压器T2，调 节变压器T2有两组次级输出，第一组次级输出通过第二级整流电路后作为供电电路，蓄电池充电使用；另一端与芯片的D端电连接，在 第一整流电源的输出正端和芯片的D端串接有稳压管和反相连接的 二极管D3，稳压管和反相连接的二极管D3连接点与第一整流电源的 输出正端由电阻R2和电容C3串联连接接的阻容回路，所述保护单 元包括光电耦合器、充电回路取样电路，充电回路取样电路是由稳压 管、限流电阻R5、电阻R6和光电耦合器的发光管串接构成，充电回 路取样电路并接在供电电路的输出端，光电耦合器的光电接收管的发 射极与芯片的控制端C端电连接，芯片端与芯片的F端短路连接，连接点与地回路之间并接有电阻R4和电容C7的串接回路，电阻R4和 电容C7的串接回路并接一电容C8。
上述技术方案的原理及效果在于：
由供电电路负载引起的电流、电压变化或环境引起的电流、电压 变化通过光电耦合器反馈到芯片的控制端C，由芯片调节变压器T2 的振荡频率达到稳流、稳压的目的。采用光电耦合器反馈由负载引起 的电流、电压变化或环境引起的电流、电压变化完全隔离了第一整流 单元，在芯片的控制端C与负电源之间有小于10Ω的电阻和串接的 电解电容，消除控制端C交流电压的影响，而芯片和一个调节变压 器T2构成具有过流、过压、过热和欠压保护的供电电路可以输出快 速充电所需的电流，在快速充电情况下，能保证充电电流平稳、不受 输入电压和环境温度的影响。
由于人员在进行电焊工作时需要将第一待焊接件和第二待焊接 件进行全方位多角度的焊接才能够使二者之间有效的焊接，但是在实 际焊接过程中，工作人员并不能够将第一待焊接件和第二待焊接件的 所有角度进行焊接，所以本申请还包括自动转动系统，通过自动转动 系统带动固定座进行周向转动，脚控板01、控制电机02、电机底板 03、脚控传单单元04和固定座转动板05，其中，控制电机02固定 安装在电机底板03上，电机底板03通过紧固件紧固在脚控板01的 其中一个侧面上，固定座转动板05安装在电机底板03上，并与电机 02的第二轴头202相连；脚控传单单元04位于脚控板01的另一个 侧面，并与电机02的第一轴头201相连，电机02和脚控板01位于 中间位置，脚控传单单元04和固定座转动板05位于左右两侧，如图 5所示。
如图6-12所示，上述脚控传单单元04包括转动套401、连杆402、 铰链407、销轴408、驱动轴409、小轴419、外导向板420、压脚轴 423、压脚425、传动脚427、第二轴承242、第一传感器413和第二 传感器431等，其中，所述小轴419固定在转动套401上，转动套 401固定在电机2轴头201上，小轴419从内到外依次安装有轴承403、 挡圈418、第一卡簧417、拉簧套416a、第二卡簧414(图6、图10所 示)，第一轴承403的外圈紧固在连杆402的一通孔内，连杆402通 过第一轴承403可绕小轴419作圆周运动；连杆402的另一端设有长 眼孔430，驱动轴409上从内到外依次安装有第五卡簧429、传动脚 427、连杆402、铰链407、第三卡簧411a、拉簧套416b和第四卡簧 411b，其中，连杆402和铰链407均位于传动脚427的缺口A1处的 两个凸台432之间(如图2)。其中驱动轴409活动安装在连杆402 的长眼孔430内，铰链407通过紧固件405紧固在驱动轴409上，传 动脚427通过其缺口A1处两凸台432上的同心孔可绕驱动轴409转 动；拉簧415两头分别连接在小轴419和驱动轴409上的拉簧套416 槽内；铰链407通过销轴408安装在外导向板420上(图6上部所示)， 销轴408和铰链407进一步通过紧固件406紧固，外导向板420设置 在铰链407的凹槽A2内，并可绕销轴408转动，销轴408两端部分 别设有第六卡簧404和第七卡簧410；外导向板420通过紧固件紧固 在脚控板1一侧面101上并设有定位销，第二轴承424设置在外导向 板420的导轨槽421中，可沿导轨槽421来回滚动，第二轴承424内 孔设有一轴压脚轴423，第二轴承424和外导向板420的局部设置在传动脚427的凹槽C1内，其中，第二轴承424可在凹槽C1内滚动， 外导向板420可在凹槽C1内移动，,压脚轴423通过紧固件安装在传 动脚427的凹槽C1两侧臂的同心孔中，压脚轴423两端部分别设有 第八卡簧422和第九卡簧428(如图12、图13所示)；压脚425通过 紧固件426紧固在传动脚427的上凹槽A3内；脚控传单单元4的最 外侧设有一传感器座412，传感器座412上设有第一传感器413和第 二传感器431，压脚425起始位和工作位时，小轴419端面B1(图9、 图10)所处的位置对应着相应的第一传感器413和第二传感器431。
如图14-17所示，固定座转动板5包括主传动齿轮501、凸轮小 轴503、凸轮齿轮504、圆凸台505、防尘罩506、连动杆508、螺钉 511、固定座转动板的表面摆臂514、固定座转动板的表面压板516、 固定座转动板的表面座517、六角销轴518等，其中，所述凸轮小轴503一端铆接固定电机底板3上，另一端依次套设有凸轮齿轮504、 压片509和第十卡簧510，主传动齿轮501紧固在穿过电机底板3后 的电机轴头202上，凸轮齿轮504和主传动齿轮501相互啮合，凸轮 齿轮504可以绕凸轮小轴503转动(如图15上部所示)；在凸轮齿轮 504和主传动齿轮501外周设有一防尘罩506，防尘罩506紧固在电 机底板3上；凸轮齿轮504上进一步设有一中心线不在同一直线上的 圆凸台505，即圆凸台505与凸轮齿轮504是偏心的，连动杆508上 设有用于套在圆凸台505上的通孔507，使连动杆508可以绕圆凸台 505转动；六角销轴518一端通过紧固件紧固在电机底板3上，另一 端设有一固定座转动板的表面摆臂514及第十一卡簧513，固定座转 动板的表面摆臂514可以绕六角销轴518转动，固定座转动板的表面 摆臂514设有凹槽A4；固定座转动板的表面座517上设有一长眼孔 A5，特制螺钉511穿过长眼孔A5，将固定座转动板的表面座517固 定在固定座转动板的表面摆臂514凹槽A4内，拧松特制螺钉511， 可以调节固定座转动板的表面座517的位置，特制螺钉511的顶端设 有一轴挡，用来安装连动杆508，固定座转动板的表面摆臂514最外 侧设有第十二卡簧512(如图10中间)；在固定座转动板的表面座517 上进一步设有一用于装夹固定座转动板的表面515的固定座转动板 的表面压板516，固定座转动板的表面压板516将固定座转动板的表 面515固定在固定座转动板的表面座517上。
上述技术方案的效果及原理在于：
在机器控制系统驱动下，电机2的第一轴头201和第二轴头 202同步转动，第一轴头201的转动带动转动套401及固定在其上 面的小轴419转动，小轴419转动带动连杆402来回运动，连杆 402在长眼孔430处通过驱动轴409带动铰链407和传动脚427运 动，使铰链407和传动脚427的缺口A1处绕销轴408作来回摆动， 传动脚427的缺口A1处来回摆动带动传动脚427凹槽C1处的来回 运动，传动脚427凹槽C1处的来回运动通过压脚轴423带动轴承424在外导向板420中导轨槽421内沿导轨槽421来回运动，压脚 425随轴承424沿导轨槽421运动而运动，产生的运动轨迹就是压 脚425的运动轨迹；小轴419来回转动时其外端面B1与第一传感器 413和第二传感器431的两个不同感应位置就是压脚425的起始位 置和工作位置。同时第二轴头202的转动带动固定在其上的主传动 齿轮501转动，主传动齿轮501的转动带动与其相啮合的凸轮齿轮 504绕小轴503转动，同样设在凸轮齿轮504上的偏心圆凸台505也绕小轴503转动，圆凸台505带动连动杆508来回运动，连 动杆508来回运动带动固定座转动板的表面摆臂514、固定座转动 板的表面座517、固定座转动板的表面压板516和固定座转动板的 表面515绕六角销轴518作来回摆动，实现固定座转动板5的转动 过程。当第一传感器413感应到小轴419外端面B1时,此时压脚 425为起始位置,固定座转动板的表面515为工作位置，如图17所 示；当第二传感器431感应到小轴419外端面B1时,此时压脚 425为工作位置,固定座转动板的表面515也为工作位置，压脚 425从起始位转向工作位沿N向转动，小轴419及端面B1也沿N向 转动，在压脚425从起始位转向工作位沿N向转动前一半距离过程 式中，固定座转动板的表面515向M向转动，在压脚425从起始位 转向工作位沿N向转动后一半距离过程式中，固定座转动板的表面 515向N向转动，直到压脚425和固定座转动板的表面515都进入 工作位置。压脚425从工作位转向起始位沿M向转动，小轴419及 外端面B1也沿M向转动，在压脚425从工作位转向起始位沿M向转 动前一半距离过程式中，固定座转动板的表面515向M向转动，在 压脚425从工作位转向起始位沿M向转动后一半距离过程式中，固 定座转动板的表面515向N向转动，达到带动固定座转动板以及固 定座进行转动的目的，其中表面摆臂514可以进行加上，以满足固 定座不同高度的目的，通过以上方式，使得工作人员在对第一焊接 件和第二焊接件进行焊接的同事能够使第一焊接件和第二焊接件进 行摇摆，达到均匀焊接的目的,并且可以根据焊接高度调整摆臂 514的长度，使其的灵活性加强。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不 脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于 本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种焊接拘束应力测试方法，包括以下步骤：
分别对对第一待焊接件和第二待焊接件进行固定；
分别测量第一待焊接件和第二待焊接件角度偏转量和/或第一待焊接件和第二待焊接件的尺寸大小，并通过一焊接拘束应力测试装置测量第一待焊接件和第二待焊接件的拘束应力。
2.根据权利要求1所述的焊接拘束应力测试方法，其特征在于，
所述分别对对第一待焊接件和第二待焊接件进行固定还包括以下步骤：
将第一待焊接件和第二待焊接件分别进行水平移动，使第一待焊接件和第二待焊接件的相对端相距第一预设距离；
将第一待焊接件和第二待焊接件分别进行竖直方方向上的移动，使第一待焊接件和第二待焊接件的中心线处于同一水平线上。
3.根据权利要求2所述的焊接拘束应力测试方法，其特征在于，
焊接拘束应力测试装置按照以下步骤测试第一待焊接件和第二待焊接件的拘束应力，包括：
拘束应力A与变量B之间遵循胡克定律，即A＝KB；变量B＝f(c，d，e，f)，其中c为第一待焊接件和第二待焊接件在焊接过程中的位移、K为第一待焊接件和第二待焊接件的弹性系数、d为第一待焊接件和第二待焊接件的直径、e为第一待焊接件和第二待焊接件的管壁厚、f为第一待焊接件和第二待焊接件的长度；
对第一待焊接件和第二待焊接件分别将进行悬臂梁处理，当第一待焊接件和第二待焊接件移动为c距离时，视为此条件下第一待焊接件和第二待焊接件的最大挠度为yZ，通过以下公式计算可对第一待焊接件和第二待焊接件施加的力F：
c＝yZ (2)
其中E为第一待焊接件和第二待焊接件的弹性模量，Iz为第一待焊接件和第二待焊接件环形截面对中性轴的惯性矩，I为第一待焊接件和第二待焊接件的长度；
第一待焊接件和第二待焊接件任意一点处的正应力计算公式为：
Mz＝Ff (4)
其中Mz为第一待焊接件和第二待焊接件截面上的弯矩，0为第一待焊接件和第二待焊接件截面任意一点到中心轴的距离，将公式(1)(2)(3)(4)进行联立得到拘束应力A的值。
4.一种焊接拘束应力测试装置，其特征在于，包括以下装置：
固定座、一侧与任意装置、地面或固定面中的任意一种进行固定；
第一固定夹紧装置(1)，对第一待焊接件(3)行水平和\或竖直固定；
第二固定夹紧装置(2)，对第二待焊接件(4)行水平和\或竖直固定；
第一升降装置(11)，与第一固定夹紧装置(1)固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第一固定夹紧装置(1)进行升降；
第二升降装置(21)，与第二固定夹紧装置(2)固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第二固定夹紧装置(2)进行升降；
第一平移装置(12)，与第一固定夹紧装置(1)固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第一固定夹紧装置(1)进行水平移动；
第二平移装置(22)，与第二固定夹紧装置(2)固定连接，与固定座滑移连接，用于控制第二固定夹紧装置(2)进行水平移动。
5.根据权利要求4所述的焊接拘束应力测试装置，其特征在于，
所述第一待焊接件(3)和第二待焊接件(4)的相接处部分所处的区域设置有焊接开口。
6.根据权利要求4所述的焊接拘束应力测试装置，其特征在于，
所述固定座设置有第一滑轨，所述第一升降装置(11)设置有第一滑轮，所述第一滑轮可位于所述第一滑轨处进行滚动；
所述固定座设置有第二滑轨，所述第二升降装置(21)设置有第二滑轮，所述第二滑轮可位于所述第二滑轨处进行滚动。
7.根据权利要求4所述的焊接拘束应力测试装置，其特征在于，
所述固定座设置有第三滑轨，所述第一平移装置(12)设置有第三滑轮，所述第三滑轮可位于所述第三滑轨处进行滚动；
所述固定座设置有第四滑轨，所述第二平移装置(22)设置有第四滑轮，所述第四滑轮可位于所述第四滑轨处进行滚动。
8.根据权利要求7所述的焊接拘束应力测试装置，其特征在于，
所述第一升降装置(11)、第二升降装置(21)、第一平移装置(12)以及第二平移装置(22)分别设置有第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸，以及分别对所述第一气缸、第二气缸、第三气缸以及第四气缸进行固定的第一固定板、第二固定板、第三固定板以及第四固定板，所述第一固定板、第二固定板、第三固定板以及第四固定板分别与第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮以及第四滑轮进行固定。
9.根据权利要求8所述的焊接拘束应力测试装置，其特征在于，
所述焊接拘束应力测试装置还包括蓄电池，所述蓄电池分别对所述第一气缸、第二气缸、第三气缸，以及第四气缸进行供电，所述蓄电池设置有供电电路，所述供电电路包括EMC和第一控制单元、第一整流电源、DC/DC转换单元，第二整流单元、充电单元、保护单元，220V交流输入与EMC和第一控制单元电连接，EMC和第一控制单元与第一整流电源电连接，形成300V左右的直流电压，直流电压输出与DC/DC转换单元电连接，经DC/DC转换单元形成高频交流输出，高频交流输出与第二整流单元电连接，由第二整流单元与充电单元电连接。所述的充电单元与保护单元电连接，保护单元和DC/DC转换单元共同构成具有过流、过压、过热和欠压保护的供电电路；所述的DC/DC转换单元包括一个调节变压器T2，调节变压器T2有两组次级输出，第一组次级输出通过第二级整流电路后作为供电电路，蓄电池充电使用；另一端与芯片的D端电连接，在第一整流电源的输出正端和芯片的D端串接有稳压管和反相连接的二极管D3，稳压管和反相连接的二极管D3连接点与第一整流电源的输出正端由电阻R2和电容C3串联连接接的阻容回路。
10.根据权利要求9所述的焊接拘束应力测试装置，其特征在于，
所述保护单元包括光电耦合器、充电回路取样电路，充电回路取样电路是由稳压管、限流电阻R5、电阻R6和光电耦合器的发光管串接构成，充电回路取样电路并接在供电电路的输出端，光电耦合器的光电接收管的发射极与芯片的控制端C端电连接，芯片端与芯片的F端短路连接，连接点与地回路之间并接有电阻R4和电容C7的串接回路，电阻R4和电容C7的串接回路并接一电容C8。
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CN117309212A (zh) * 2023-11-24 2023-12-29 宝鸡钛戈金属科技股份有限公司 一种焊接件的拘束应力测试装置

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