CN112414808B - 一种钛合钢结合界面强度试样件 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种钛合钢结合界面强度试样件。该试样件通过在在钢基板上设置有分界块将钛覆板分为平直段与倾斜段，平直段通过爆炸焊与钢基板焊接，钛覆板倾斜段设置在钢基板上方，从而形成了长度方向截面为“Y”字型的试样块，不仅加工简单方便、测试结果准确度高，解决钛合钢结合界面强度检测误差大、难以加工试样的技术问题。本试样件的加工只需通过现有的爆炸焊和钻削加工即可，对加工精度无要求，且结合界面大小控制简单，具有加工简单方便和测试准确度高的优点。将钢基板和钛覆板的材料更换，便可进行不同复合板的结合界面强度测试，还具有适用范围广的优点。适宜作为钛合钢结合界面强度试样件应用。

Description

一种钛合钢结合界面强度试样件
技术领域
本发明涉及复合板材强度测试技术领域，特别是涉及一种钛合钢结合界面强度试样件。
背景技术
钛合钢复合板通过通过爆炸焊接的方式制作，而制成的钛合钢复合板材除了需要通过高频超声检测来检测焊接工艺的焊接质量，还需要对钛层和钢层的粘结强度进行测试。常见的钛合钢板的厚度仅有15mm左右，且钛层厚度小于3毫米，用拉伸试验机是无法直接夹持检测试样进行拉伸试验的。国家标准GB-T6396推荐的复合钢板界面粘接强度检测方法为：制样时在复合钢板试样较厚的基层上，用机加工的方式钻打盲孔，盲孔的深度需大于基层厚度但又不能大于复合钢板的总厚度；检测时用圆柱形压头伸进试样盲孔施加法向压力直至复层脱落。
然而在机械加工时，震动及冲击较大，一方面，会对钛合钢板的结合界面产生一定的影响，从而影响检测结果的准确性，不能真实的反映复合钢板结合界面抗撕裂的能力；另一方面，机械加工的精度较低，加之复合钢板的复层厚度极薄，在制样过程中容易出现打穿试样或打穿结合界面的情况，从而导致制样失败。而且，该方法检测精度低，检测时需要将压头伸入试样盲孔施加压力，使试样的环形受检区域均匀受力，且用机加工方法钻打盲孔，在试样的盲孔底部形成一定的锥度，因此在检测时很难保证试样的环形受检区域均匀受力，必然会造成压力集中而影响检测结果的准确性。更为重要的是，复层厚度小于1mm的钛合钢复合板，用现有方法根本无法实现制样及检测。因此，有必要提供一种钛合钢结合界面强度试样件，以便于对钛合钢焊接强度进行测试。
发明内容
为了能够解决现有钛合钢结合界面强度检测误差大、难以加工试样的技术问题，本发明提出了一种钛合钢结合界面强度试样件。该试样件通过在在钢基板上设置有分界块将钛覆板分为平直段与倾斜段，平直段通过爆炸焊与钢基板焊接，钛覆板倾斜段设置在钢基板上方，从而形成了长度方向截面为“Y”字型的试样块，不仅加工简单方便、测试结果准确度高，解决钛合钢结合界面强度检测误差大、难以加工试样的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
一种钛合钢结合界面强度试样件包括钢基板和钛覆板，所述钛覆板包括平直段和倾斜段；所述平直段通过爆炸焊与钢基板焊接，所述倾斜段倾斜设置于钢基板上方，从而形成了长度方向截面为“Y”字型的试样块；所述钢基板上还设置有分界块，所述分界块位于平直段和倾斜段连接处，以控制钛覆板平直段与钢基板焊接结合面的边界，进而控制钛覆板与钢基板的结合面大小和形状。
进一步的，所述平直段设有若干第一固定孔，所述第一固定孔贯穿钢基板和平直段，以便于通过螺栓和压板将试样件的焊接段固定在拉伸试验机的固定端；所述钢基板还设有贯穿的若干第二固定孔，所述第二固定孔贯穿钢基板，且所述第二固定孔位于倾斜段下方，以将钢基板未焊接钛覆板的一端固定在拉伸试验机的固定端；其中，第一固定孔和第二固定孔均阵列设置，以防止试样件在拉裂过程中变形。
进一步的，所述分界块正对倾斜段的一侧为与倾斜段倾斜度相同的斜面。
进一步的，所述分界块长度方向与钢基板宽度方向相交，以使钛覆板和钢基板结合面最开始拉裂的一侧边界向钢基板长度方向倾斜，进而使得在拉伸试验时钛覆板和钢基板所受拉力逐渐增大，便于测试拉裂力的大小和结合面面积大小的关系。
进一步的，所述分界块上端倒圆处理，以防止分界块上端切割钛覆板而导致钛覆板与分界块连接处应力集中。
进一步的，所述分界块与钢基板一体成型，以确保钢基板的结构强度。
进一步的，所述分界块长度方向下端两侧均倒圆处理，以防止钢基板和分界块连接处应力集中。
为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的钢基板中，钢基板两侧均竖直设有挡块，所述挡块的高度大于钢基板的厚度，且所述平直段位于两挡块之间。
进一步的，所述挡块的长度大于平直段的长度，以对试验件的整过拉裂段进行夹持固定。
进一步的，所述挡块与平直段之间还设有分割槽，所述分割槽沿平直段长度方向延伸，以防止挡块与钛覆板焊接在一起，确保试验结果的准确性。
积极效果，由于本发明采用钛覆板平直段通过爆炸焊与钢基板焊接，钛覆板倾斜段设置在钢基板上方，从而形成了长度方向截面为“Y”字型的试样块；同时在钢基板上设置有分界块，通过分界块能够控制钛覆板平直段与钢基板焊接结合面的边界，以精确控制钛覆板与钢基板的结合面大小和形状。试验时将钢基板固定，并以固定角度上拉钛覆板倾斜段，从而通过拉伸机对钛覆板和钢基板结合面强度进行测试。而本试样件的加工只需通过现有的爆炸焊和钻削加工即可，对加工精度无要求，且结合界面大小控制简单，因此本试样件具有加工简单方便和测试结构准确度高的特点。同时将钢基板和钛覆板的材料更换，便可进行不同复合板的结合界面强度测试，适用范围广。适宜作为钛合钢结合界面强度试样件应用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明A-A剖面主视图；
图2为本发明俯视图。
图中，1.钛覆板，1.1.平直段，1.2.倾斜段，1.3.第一固定孔，2.钢基板，2.1.第二固定孔，3.分界块，4.挡块，5.分割槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
据图所示，钛合钢结合界面强度试样件包括钢基板2和钛覆板1；所述钛覆板1包括平直段1.1和倾斜段1.2，所述平直段1.1通过爆炸焊与钢基板2焊接，所述倾斜段1.2倾斜设置于钢基板1上方，从而形成了长度方向截面为“Y”字型的试样块；所述钢基板2上还设置有分界块3，所述分界块3位于平直段1.1和倾斜段1.2连接处，以控制钛覆板1平直段1.1与钢基板2焊接结合面的边界，以精确控制钛覆板1与钢基板2的结合面大小和形状。
同时，所述平直段1.1设有若干第一固定孔1.3，所述第一固定孔1.3贯穿钢基板2和平直段1.1，以便于通过螺栓和压板将试样件的焊接段固定在拉伸试验机的固定端；所述钢基板2还设有贯穿的若干第二固定孔2.1，所述第二固定孔2.1贯穿钢基板2，且所述第二固定孔2.1位于倾斜段1.2下方，以将钢基板2未焊接钛覆板2的一端固定在拉伸试验机的固定端。其中，第一固定孔1.3和第二固定孔2.1均阵列设置，以防止试样件在拉裂过程中变形。
所述分界块3正对倾斜段1.2的一侧为与倾斜段1.2倾斜度相同的斜面。
所述分界块3长度方向与钢基板2宽度方向相交，分界块3长度方向与钢基板1宽度方向不平行，以使钛覆板1和钢基板2结合面最开始拉裂的一侧边界向钢基板2长度方向倾斜，以使钛覆板1和钢基板2所受拉力逐渐增大，便于测试拉裂力的大小和结合面面积大小的关系。
所述分界块3上端倒圆处理，以防止分界块3上端切割钛覆板1而导致钛覆板1与分界块3连接处应力集中。
所述分界块3与钢基板2一体成型，以确保钢基板2的结构强度。
所述分界块3长度方向下端两侧均倒圆处理，以防止钢基板2和分界块3连接处应力集中。
试验时，分别通过螺栓穿过第一固定孔1.3和第二固定孔2.1，再配合压板将钢基板2固定在拉伸机的工作台上，然后以固定角度上拉钛覆板1倾斜段1.2，从而通过拉伸机对钛覆板1和钢基板2结合界面强度进行测试。本发明的加工只需通过现有的爆炸焊和钻削加工即可，对加工精度无要求，且结合界面大小控制简单，因此本发明具有加工简单方便和测试结构准确度高的优点。将钢基板2和钛覆板1的材料更换，便可进行不同复合板的结合界面强度测试，还具有适用范围广的优点。
实施例2：
据图所示，基于实施例1，钢基板2两侧均竖直设有挡块4，所述挡块4的高度大于钢基板2的厚度，且所述平直段1.1位于两挡块4之间；通过夹持块夹持挡块4，能够将钢基板2中部固定在拉伸试验机的工作台上，防止在拉裂过程中钢基板2中部向拉裂方向变形，而影响测试结果，以确保试验的准确性。
所述挡块4的长度大于平直段1.1的长度，以对试验件的整过拉裂段进行夹持固定。
所述挡块4与平直段1.1之间还设有分割槽5，所述分割槽5沿平直段l.1长度方向延伸，以防止挡块4与钛覆板1焊接在一起，确保试验结果的准确性。
工作过程：
试验时，通过螺栓穿过第一固定孔1.3和第二固定孔2.1，再配合压板将钢基板2固定在拉伸机的工作台上，然后以固定角度上拉钛覆板1倾斜段1.2，从而通过拉伸机对钛覆板1和钢基板2结合界面强度进行测试。
优点：
本发明的试样件的加工只需通过现有的爆炸焊和钻削加工即可，对加工精度无要求，且结合界面大小控制简单，因此本发明具有加工简单方便和测试结构准确度高的特点。同时将钢基板和钛覆板的材料更换，便可进行不同复合板的结合界面强度测试，还具有适用范围广的优点。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：包括钢基板（2）和钛覆板（1）；所述钛覆板（1）包括平直段（1.1）和倾斜段（1.2），所述平直段（1.1）通过爆炸焊与钢基板（2）焊接，所述倾斜段（1.2）倾斜设置于钢基板（2）上方，从而形成了长度方向截面为“Y”字型的试样块；所述钢基板（2）上还设置有分界块（3），所述分界块（3）位于平直段（1.1）和倾斜段（1.2）连接处，以控制钛覆板（1）平直段（1.1）与钢基板（2）焊接结合面的边界，进而控制钛覆板（1）与钢基板（2）的结合面大小和形状；
所述分界块（3）正对倾斜段（1.2）的一侧为与倾斜段（1.2）倾斜度相同的斜面；
所述分界块（3）长度方向与钢基板（2）宽度方向相交，以使钛覆板（1）和钢基板（2）结合面最开始拉裂的一侧边界向钢基板（2）长度方向倾斜，进而使钛覆板（1）和钢基板（2）所受拉力逐渐增大，便于测试拉裂力的大小和结合面面积大小的关系。
2.根据权利要求1所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述平直段（1.1）设有若干第一固定孔（1.3），所述第一固定孔（1.3）贯穿钢基板（2）和平直段（1.1），以便于通过螺栓和压板将试样件的焊接段固定在拉伸试验机的固定端；
所述钢基板（2）还设有贯穿的若干第二固定孔（2.1），所述第二固定孔（2.1）贯穿钢基板（2），且所述第二固定孔（2.1）位于倾斜段（1.2）下方，以将钢基板（2）未焊接钛覆板（1）的一端固定在拉伸试验机的固定端；其中，第一固定孔（1.3）和第二固定孔（2.1）均阵列设置，防止试样件在拉裂过程中变形。
3.根据权利要求1所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述分界块（3）上端倒圆处理，以防止分界块（3）上端切割钛覆板（1）而导致钛覆板（1）与分界块（3）连接处应力集中。
4.根据权利要求1所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述分界块（3）与钢基板（2）一体成型，以确保钢基板（2）的结构强度。
5.根据权利要求1所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述分界块（3）长度方向下端两侧均倒圆处理，以防止钢基板（2）和分界块（3）连接处应力集中。
6.根据权利要求1所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述钢基板（2）两侧均竖直设有挡块（4），所述挡块（4）的高度大于钢基板（2）的厚度，且所述平直段（1.1）位于两挡块（4）之间。
7.根据权利要求6所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述挡块（4）的长度大于平直段（1.1）的长度，以对试验件的整过拉裂段进行夹持固定。
8.根据权利要求7所述的一种钛合钢结合界面强度试样件，其特征是：
所述挡块（4）与平直段（1.1）之间还设有分割槽（5），所述分割槽（5）沿平直段（l.1）长度方向延伸，以防止挡块（4）与钛覆板（1）焊接在一起，确保试验结果的准确性。
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