CN112649363B - 堆焊材料与基体结合强度的检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种堆焊材料与基体结合强度的检测方法及检测装置，包括检测装置，还包括基体环，所述基体环中心设有内孔，内孔内设有内孔下塞柱和内孔上塞柱，所述基体环上设有支撑环，支撑环与基体环之间设有隔环，基体环上端设有堆焊材料。本检测方法检测效率高，可在万能材料试验机上进行检测，不需要制造专门的结合强度检测设备。同时堆焊材料与基体接合面形状规则，结合强度计算准确。该检测装置体积小，制作简单，检测成本低。

Description

堆焊材料与基体结合强度的检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及强度检测领域，具体涉及一种堆焊材料与基体结合强度的检测方法及检测装置。

背景技术

堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。

堆焊工艺应用于工程和机械的方方面面，但由于堆焊层厚度不均匀、形状不规则，导致堆焊层与基体的结合强度缺乏合适、准确的检测方法。结合力较差的堆焊材料在实际使用过程中，常常因为摩擦和冲击而脱落，失去原有的耐磨或保护的作用。

发明内容

本发明提出了一种堆焊材料与基体结合强度的检测方法及检测装置，通过该检测方法和检测设备，可以准确的测量堆焊材料与基体的结合强度。该检测方法制样过程简单，成本低，且不需要开发专用设备，在万能材料试验机上即可进行结合强度检测。

一种堆焊材料与基体结合强度的检测装置，包括检测装置，还包括基体环，所述基体环中心设有内孔，内孔内设有内孔下塞柱和内孔上塞柱，所述基体环上设有支撑环，支撑环与基体环之间设有隔环，基体环上端设有堆焊材料。

所述基体环上端设有基体柱，基体柱的直径小于基体环的直径，所述支撑环与基体柱接触。

所述支撑环上设有卡槽，所述隔环置于卡槽内，隔环与基体柱接触。

所述堆焊材料与基体环的熔合面为圆环形，堆焊材料的边缘置于隔环上。

所述隔环为耐高温无机非金属材料。

所述的检测装置进行检测的方法，步骤如下：

a、在基体环上端面进行堆焊，使堆焊材料完全覆盖基体环的端面，并将堆焊材料的边缘落在隔环上；

b、堆焊材料冷却后将内孔下塞柱和支撑环拆除，并将检测装置装夹在夹具上，在万能材料试验机上使用压头对内孔上塞柱进行下压，直至堆焊材料从基体环端面脱落，并记录脱落时的压力F；

c、基体环与堆焊材料的结合端面内径为d，外径为D，则堆焊材料与基体环的结合强度为

。

本发明的有益效果是：

（1）本发明可以检测堆焊材料与基体的结合强度，也可其他涂敷、熔覆等增材方法形成的表面涂层与基体的结合强度。

（2）本检测方法检测效率高，可在万能材料试验机上进行检测，不需要制造专门的结合强度检测设备。同时堆焊材料与基体结合面形状规则，结合强度计算准确。该检测装置体积小，制作简单，检测成本低。

（3）本发明可使原来无法准确测量、测量难度较大的堆焊材料与基体结合强度变得可以简单、精确的测量，同时测量装置结构简单，成本较低，短时间就可进行较大样本容量的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明堆焊材料与基体结合强度检测装置示意图。

图2为堆焊材料与基体结合强度试验原理示意图。

图3为堆焊材料与基体结合强度计算方法示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种堆焊材料与基体结合强度的检测装置，包括检测装置，还包括基体环1，基体环1为待测基体材料，所述基体环1中心设有内孔8，内孔8内设有内孔下塞柱2和内孔上塞柱5，所述基体环1上设有支撑环3，所述基体环1上端设有基体柱7，基体柱7的直径小于基体环1的直径，所述支撑环3与基体柱7接触，支撑环3与基体环1之间设有隔环4，隔环4为陶瓷等耐高温的无机非金属材料，其作用是保证堆焊材料6与基体材料（基体环1）的熔合面为规则的圆环形，同时防止堆焊时与基体环1产生粘结或熔合；内孔下塞柱2的作用是支撑内孔上塞柱5；支撑环3可为圆环形的两半扣形式或其他形式，其作用是支撑和固定隔环4；内孔上塞柱5的作用是填补基体环1的中心孔，使堆焊材料6与基体材料（即基体环1）的熔合面为规则的圆环形。内孔下塞柱2、支撑环3、内孔上塞柱5可为其他金属或非金属材料，但需保证材料的强度和耐高温性能满足测试要求。

利用上述检测装置进行检测的方法，步骤如下：

a、先按照图1所示装配好检测装置，在基体环1上端面进行堆焊，使堆焊材料6完全覆盖基体环1的端面，并将堆焊材料6的边缘落在隔环4上；

b、如图2所示，堆焊材料6冷却后将内孔下塞柱2和支撑环3拆除，并将检测装置装夹在夹具9上，在万能材料试验机上使用压头10对内孔上塞柱5进行下压，直至堆焊材料6从基体环1端面脱落，并记录脱落时的压力F；

c、基体环1与堆焊材料6的结合端面内径为d，外径为D（图3），则堆焊材料6与基体环1的结合强度为

。

本发明可用于需要进行堆焊材料或其他增材制造材料与基体结合强度检测的领域，用于分析材料本身质量或增材工艺的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种堆焊材料与基体结合强度的检测装置，包括检测装置，其特征在于：还包括基体环（1），所述基体环（1）中心设有内孔（8），内孔（8）内设有内孔下塞柱（2）和内孔上塞柱（5），所述基体环（1）上设有支撑环（3），支撑环（3）与基体环（1）之间设有隔环（4），基体环（1）上端设有堆焊材料（6）；堆焊材料（6）与基体环（1）的熔合面为圆环形，堆焊材料（6）的边缘置于隔环（4）上；隔环（4）上端面与基体环（1）上端面齐平，

所述隔环（4）为耐高温无机非金属材料，堆焊材料（6）完全覆盖基体环（1）的端面，并将堆焊材料（6）的边缘落在隔环（4）上。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述基体环（1）上端设有基体柱（7），基体柱（7）的直径小于基体环（1）的直径，所述支撑环（3）与基体柱（7）接触。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述支撑环（3）上设有卡槽，所述隔环（4）置于卡槽内，隔环（4）与基体柱（7）接触。

4.利用权利要求3所述的检测装置进行检测的方法，其特征在于，步骤如下：

a、在基体环（1）上端面进行堆焊，使堆焊材料（6）完全覆盖基体环（1）的端面，并将堆焊材料（6）的边缘落在隔环（4）上；

b、堆焊材料（6）冷却后将内孔下塞柱（2）和支撑环（3）拆除，并将检测装置装夹在夹具（9）上，在万能材料试验机上使用压头（10）对内孔上塞柱（5）进行下压，直至堆焊材料（6）从基体环（1）端面脱落，并记录脱落时的压力F；

c、基体环（1）与堆焊材料（6）的结合端面内径为d，外径为D，则堆焊材料（6）与基体环（1）的结合强度为 σ=4F/π（D²-d²）。

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