CN115365696B - 热轧h型钢焊接性试验方法及采用该试验方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧H型钢焊接性试验方法，属于热轧H型钢焊接性能试验领域，将工字型钢构件中上下两根热轧H型钢分别用上试样紧固组件和下试样紧固组件进行紧固；选择试验模拟环境和试验模式，并启动焊接性试验，对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用；当工字型钢结构件伸长变形屈服后，观察工字型钢构件焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，判断和评价热轧H型钢的焊接性能。本发明采用上试样紧固组件和下试样紧固组件将工字型钢构件上下两根热轧H型钢固定，再选择试验模拟环境和试验模式，通过环境温度改变及对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加作用力，达到模拟工字型钢构件在不同环境下地震时焊接性试验的目的。

Description

热轧H型钢焊接性试验方法及采用该试验方法的装置

技术领域

本发明涉及热轧H型钢焊接性能试验领域，具体而言，涉及一种热轧H型钢焊接性试验方法及采用该试验方法的装置。

背景技术

热轧H型钢被广泛的应用于该厂房梁柱、高层建筑、车站机场等重要场所建筑，被称为当代绿色钢材建筑。

热轧H型钢中的硫、磷等有害元素属于低熔点的共晶物，并经过焊接时较大的热应力作用，导致在结晶末期产生裂纹；而且炼钢在转炉出钢、连铸机铸坯过程中存在夹杂物等缺陷，轧制成H型钢后，形成裂纹源的钢材，导致焊接裂纹的形成和降低钢材服役期间的抗疲劳强度，从而导致焊接的钢结构坍塌，造成灾难性安全事故。

焊接性是指钢材在限定的施工条件下，焊接成按规定要求的构件，并满足额定预定运行要求的能力，评定母材的试验，叫做焊接性试验。

焊接性试验主要包括单向拉伸及压缩试验方法、残余应力检测方法、冲击试验方法、弯曲试验方法、疲劳试验方法、小尺度下力学行为SEM原位试验等，可用于检验钢铁材料焊接性能。

焊接性的直接试验方法针对钢材在焊接中的最常见且危害性最大的裂纹缺陷，可以通过焊接后出现的裂纹来判断。

现有热轧H型钢焊接的钢构件焊接完成后需要加工成精制试样后再进行焊接性试验，需要进行取样、制样等繁琐工序，未能实现热轧H型钢最直接、最可靠的实际焊制结构的焊接性试验测试，而且只能做垂直的拉伸和压缩试验，不能模拟地震时结构件的斜方向交替负荷拉伸，而且也不能模拟在地震发生火灾环境下结构件的焊接性试验，从而存在对钢构件的焊接性性评价不全面和不准确的问题。

有鉴于此，本发明人正针对这需求深入研究，遂有本案产生。

发明内容

为克服现有技术中无法对热轧H型钢焊接的钢构件直接进行试验，需要进行取样、制样等繁琐工序，不能模拟地震时结构件的斜方向交替负荷拉伸，也不能模拟在地震时发生火灾环境下结构件的焊接性试验，存在对钢构件的焊接性性评价不全面和不准确的问题，本发明提供了一种热轧H型钢焊接性试验方法，包括如下步骤：

步骤一，将工字型钢构件中上下两根热轧H型钢分别用上试样紧固组件和下试样紧固组件进行紧固；

步骤二，选择试验模拟环境和试验模式，并启动焊接性试验，对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用；

步骤三，当工字型钢结构件伸长变形屈服后，观察工字型钢构件焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，判断和评价热轧H型钢的焊接性能。

采用上试样紧固组件和下试样紧固组件将工字型钢构件上下两根热轧H型钢固定，再选择试验模拟环境和试验模式，通过环境温度的改变及对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用，达到模拟工字型钢构件在不同环境下地震时的焊接性试验的目的。

优选地，步骤二中，所述试验模式由两种以上对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加不同力的作用的试验过程交替排序组成，且试验过程选自如下几种试验过程：

(1)对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力或不对下试样紧固组件施加力的作用；

(2)对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力；

(3)对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力；

(4)对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力，和/或对下试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中下部的热轧H型钢长度方向作用力。

这里，根据不同地震的特点，对不同种类的试验过程进行组合形成不同的试验模式，从而实现对不同地震情况的模拟。

优选地，步骤二中，同一种试验过程在不同排序位置施加力的强度均相同；

或同一种试验过程在不同排序位置施加力的强度均不同，且同一种试验过程第N+1次出现时施加力的强度比第N次出现时施加力的强度大5-15KN。

优选地，步骤二中，同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度相同；或同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度不同，且在幅度为10-15KN的强度变化区间内波动；或同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度不同，强度呈线性或非线性变化且变化幅度在10-15KN之间。

优选地，步骤二中，排在相邻位置的两种试验过程之间施加力的平均强度值相差小于15KN；且排在后面的试验过程施加力的平均强度值大于或等于位于前面的试验过程施加力的平均强度值。

优选地，步骤二中，每个试验过程的试验时间为1-2min。

优选地，步骤二中，所述试验模拟环境包括模拟地震环境下的20℃常温试验、地震环境下的-20℃、-40℃严冬试验、650℃-850℃地震火灾环境下试验。

优选地，步骤三中，判断工字型钢结构件伸长变形屈服的标准为，工字型钢结构件中的上下两根热轧H型钢水平方向的相对位移达到1.0-1.6％以上伸长变形时，或竖直方向的相对位移达到2.0-3.0％以上伸长变形时，则可判断工字型钢结构件伸长变形屈服。这里可以通过在计算机显示器上显示工字型钢结构件受到作用力的数值，绘制受力曲线的方式来判断，也可以直接通过其伸长变形达到特定值时来判断，以系统检测出现屈服平台前的上屈服点开始，确定工字型钢结构件达到伸长变形屈服的时间。

由于试验结束的条件是工字型钢结构件伸长变形屈服，所以需要对工字型钢结构件施加的作用力呈增长趋势，这样才能在相对合理的时间内观测到工字型钢结构件伸长变形屈服的情况，以及变形屈服时焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，从而对工字型钢结构件的焊接性能进行评价。

如当Q235钢牌号为250MPa力值以上后或Q345牌号为390MPa力值以上后，工字型钢结构件伸长变形屈服，即可根据变形屈服处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，对工字型钢结构件的焊接性能进行评价。如未出现裂纹或出现小裂纹，则表明工字型钢结构件的焊接性能良好；如出现大裂纹，则表明工字型钢结构件的焊接性能相对较差。

本发明还提供了一种上述试验方法的装置，包括框体、分别用于紧固工字型钢构件中上下两根热轧H型钢的上试样紧固组件和下试样紧固组件、用于对上试样紧固组件和/或下试样紧固组件施加沿工字型钢构件中上下两根热轧H型钢长度方向作用力的水平移动组件、用于对上试样紧固组件和/或下试样紧固组件施加垂直方向作用力的上下移动组件；

所述上下移动组件和/或所述水平移动组件固定安装在所述框体内，所述上试样紧固组件和/或下试样紧固组件固定安装在所述上下移动组件和/或所述水平移动组件输出端。

优选地，还包括制冷装置和火焰燃烧装置，

所述制冷装置包括制冷箱体和冷风对流循环系统，所述冷风对流循环系统上设置有蒸发器，所述蒸发器设置在所述制冷箱体内；两组所述制冷箱体水平对称设置且其中间形成有用于容纳工字型钢构件的容纳空间；

所述火焰燃烧装置包括由两组半圆柱燃烧箱体扣合形成的圆柱体箱体和均匀分布在所述圆柱体燃烧箱体外圆周侧壁上的两个以上的烧嘴组件；所述圆柱体箱体中间轴线位置处形成有用于容纳工字型钢构件的第二容纳空间。

采用本发明技术方案产生的有益效果如下：

(1)采用上试样紧固组件和下试样紧固组件将工字型钢构件上下两根热轧H型钢固定，再选择试验模拟环境和试验模式，通过环境温度的改变及对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用，达到模拟工字型钢构件在不同环境下地震时的焊接性试验的目的。

(2)根据不同地震的特点，对不同种类的试验过程进行组合形成不同的试验模式，从而实现对不同地震情况的模拟。

(3)由于试验结束的条件是工字型钢结构件伸长变形屈服，所以需要对工字型钢结构件施加的作用力呈增长趋势，这样才能在相对合理的时间内观测到工字型钢结构件伸长变形屈服的情况，以及变形屈服时焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验方法流程图；

图2是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验系统结构主视示意图；

图3是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验系统结构侧视示意图；

图4是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验系统结构连接关系图；

图5是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验制冷装置俯视示意图；

图6是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验制冷装置主视示意图；

图7是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验制冷装置侧视示意图；

图8是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验火焰燃烧装置俯视示意图；

图9是本发明较佳之热轧H型钢焊接性试验制冷装置侧视示意图；

图10是本发明较佳之抽风罩组件结构示意图；

图11是本发明较佳之吊装移动小车结构示意图；

图12是本发明较佳之温度控制系统各部件连接结构图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，热轧H型钢焊接性试验方法，包括如下步骤：

步骤S101，将工字型钢构件中上下两根热轧H型钢分别用上试样紧固组件和下试样紧固组件进行紧固；

步骤S102，选择试验模拟环境和试验模式，并启动焊接性试验，对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用；

步骤S103，当工字型钢结构件伸长变形屈服后，观察工字型钢构件焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，判断和评价热轧H型钢的焊接性能。

采用上试样紧固组件和下试样紧固组件将工字型钢构件上下两根热轧H型钢固定，再选择试验模拟环境和试验模式，通过环境温度的改变及对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用，达到模拟工字型钢构件在不同环境下地震时的焊接性试验的目的。

优选地，步骤S102中，所述试验模式由两种以上对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加不同力的作用的试验过程交替排序组成，且试验过程选自如下几种试验过程：

(1)对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力或不对下试样紧固组件施加力的作用；

(2)对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力；

(3)对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力；

(4)对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力，和/或对下试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中下部的热轧H型钢长度方向作用力。

这里，根据不同地震的特点，对不同种类的试验过程进行组合形成不同的试验模式，从而实现对不同地震情况的模拟。

比如可以是采用第(1)种试验过程和第(4)种试验过程组合的方式，具体地，先对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力；然后再对下试样紧固组件施加竖直向下作用力；如此交替试验。

还可以是采用第(1)种试验过程和第(2)种试验过程组合的方式，具体地，先对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力；然后再对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向下作用力；如此交替试验。

步骤S102中，同一种试验过程在不同排序位置施加力的强度均相同；

或同一种试验过程在不同排序位置施加力的强度均不同，且同一种试验过程第N+1次出现时施加力的强度比第N次出现时施加力的强度大5-15KN。

步骤S102中，同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度相同；或同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度不同，且在幅度为10-15KN的强度变化区间内波动；或同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度不同，强度呈线性或非线性变化且变化幅度在10-15KN之间。

步骤S102中，排在相邻位置的两种试验过程之间施加力的平均强度值相差小于15KN；且排在后面的试验过程施加力的平均强度值大于或等于位于前面的试验过程施加力的平均强度值。

步骤S102中，每个试验过程的试验时间为1-2min。

步骤S102中，所述试验模拟环境包括模拟地震环境下的20℃常温试验、地震环境下的-20℃、-40℃严冬试验、650℃-850℃地震火灾环境下试验。

步骤S103中，判断工字型钢结构件伸长变形屈服的标准为，工字型钢结构件中的上下两根热轧H型钢水平方向的相对位移达到1.0-1.6％以上伸长变形时，或竖直方向的相对位移达到2.0-3.0％以上伸长变形时，则可判断工字型钢结构件伸长变形屈服。这里可以通过在计算机显示器上显示工字型钢结构件受到作用力的数值，绘制受力曲线的方式来判断，也可以直接通过其伸长变形达到特定值时来判断，以系统检测出现屈服平台前的上屈服点开始，以确定工字型钢结构件达到伸长变形屈服的时间。

由于试验结束的条件是工字型钢结构件伸长变形屈服，所以需要对工字型钢结构件施加的作用力呈增长趋势，这样才能在相对合理的时间内观测到工字型钢结构件伸长变形屈服的情况，以及变形屈服时焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，从而对工字型钢结构件的焊接性能进行评价。

如当Q235钢牌号为250MPa力值以上后或Q345牌号为390MPa力值以上后，工字型钢结构件伸长变形屈服，即可根据变形屈服处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，对工字型钢结构件的焊接性能进行评价。如未出现裂纹或出现小裂纹，则表明工字型钢结构件的焊接性能良好；如出现大裂纹，则表明工字型钢结构件的焊接性能相对较差。

本实施方式还提供了一种上述试验方法的装置，如图2-4所示，包括框体1、分别用于紧固工字型钢构件100中上下两根热轧H型钢101的上试样紧固组件2和下试样紧固组件3、用于对上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3施加沿工字型钢构件100中上下两根热轧H型钢101长度方向作用力的水平移动组件4、用于对上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3施加垂直方向作用力的上下移动组件5；

上下移动组件5和/或所述水平移动组件4固定安装在所述框体1内，所述上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3固定安装在所述上下移动组件5和/或所述水平移动组件4输出端。

采用上试样紧固组件和下试样紧固组件将工字型钢构件上下两根热轧H型钢固定，再利用水平移动组件来给上下两根热轧H型钢施加水平方向的负荷，利用上下移动组件给上下两根热轧H型钢施加竖直方向的压力或拉力负荷，水平移动组件和上下移动组件之间的配合来达到模拟地震时结构件的斜方向交替负荷拉伸的目的。

上下移动组件5固定安装在所述框体1内，所述水平移动组件4固定安装在所述上下移动组件5输出端，所述上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3固定安装在所述水平移动组件4输出端。这里，水平移动组件可以设置一个，即只控制上试样紧固组件或下试样紧固组件；也可以设置两个，即分别控制上试样紧固组件和下试样紧固组件，两种方式均可实现工字型钢构件上下两根热轧H型钢在水平方向上受到错位负荷作用。

上试样紧固组件2包括上滑板21、上紧固液压缸22、上紧固杆23和上紧固扁担24，所述上滑板21顶抵在工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101上表面上，四个所述上紧固液压缸22固定安装在所述上滑板21上所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101两侧边端部位置处；

每个所述上紧固液压缸22活动端固定安装有向下延伸至所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101两侧边下方的上紧固杆23；所述上紧固扁担24两端固定安装在靠近所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101两侧边上同一端部处的两个所述上紧固杆23下端部位置处，且所述上紧固扁担24上表面顶抵在所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101下表面；

下试样紧固组件3包括下滑板31、下紧固液压缸32、下紧固杆33和下紧固扁担34，所述下滑板31顶抵在工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101下表面上，四个所述下紧固液压缸32固定安装在所述下滑板31上所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101两侧边端部位置处；

每个所述下紧固液压缸32活动端固定安装有向上延伸至所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101两侧边上方的下紧固杆33；所述下紧固扁担34两端固定安装在靠近所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101两侧边上同一端部处的两个所述下紧固杆33上端部位置处，且所述下紧固扁担34下表面顶抵在所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101上表面。

这里，通过滑板、紧固液压缸、紧固杆和紧固扁担相配合，实现分别对工字型钢构件中上部和下部热轧H型钢的紧固。这里紧固扁担采用高强度合金钢制造，紧固扁担两端外圆周上设置有螺纹，并通过螺母35将紧固扁担固定安装在紧固杆上。

上紧固杆23下端部位置形成有紧固孔，两根所述上紧固扁担24分别穿过两个靠近所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101两侧边上同一端部处的所述上紧固杆23的紧固孔，将所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101紧固；

下紧固杆33上端部位置形成有紧固孔，两根所述下紧固扁担34分别穿过两个靠近所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101两侧边上同一端部处的所述下紧固杆33的紧固孔，将所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101紧固。

上滑板21与所述工字型钢构件100中上部的热轧H型钢101上表面之间垫设有垫块25；所述下滑板31与所述工字型钢构件100中下部的热轧H型钢101下表面之间垫设有垫块25。这里垫块为垫铁，上紧固杆和下紧固杆穿过垫铁，并通过紧固扁担将位于上下部的热轧H型钢分别固定在上滑板和下滑板上。

水平移动组件4包括导轨梁41和水平液压缸42，所述导轨梁41安装在所述框体1内，所述导轨梁41上与所述上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3两侧对应位置处形成有导轨(图中未示出)，所述导轨长度方向与所述工字型钢构件100中上下两根热轧H型钢101长度方向相同；所述上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3通过所述导轨安装在所述导轨梁41上并可沿所述导轨长度方向滑动；所述水平液压缸42固定安装在所述导轨梁41或所述框体1内，且所述水平液压缸42伸缩方向与所述导轨长度方向相同，所述上试样紧固组件2和/或下试样紧固组件3安装在所述水平液压缸42活动端。

水平移动组件4包括用于对所述上试样紧固组件2施加力的作用的上水平移动组件43和用于对所述下试样紧固组件3施加力的作用的下水平移动组件44，所述上水平移动组件2固定安装在所述框体1内，所述下水平移动组件44通过上下移动组件5安装在所述框体1内。

上下移动组件5包括移动座体51和上下移动液压缸52，所述下水平移动组件44固定安装在所述移动座体51上，所述上下移动液压缸5固定安装在所述框体1内，所述移动座体51固定安装在所述上下移动液压缸52活动端，且所述移动座体51滑动安装在所述框体1侧壁上。这里移动座体设计成中空结构，用于放置下滑板下面安装的下紧固液压缸，移动座体同时承载4个上下移动液压缸的载荷。

框体1侧壁上与所述移动座体51侧边对应位置处形成有滑槽53，所述移动座体51侧边安装在所述滑槽53内。

框体1包括承重立柱11、上承重梁12和下承重梁13，所述承重立柱11、上承重梁12和下承重梁13固定连接成长方体框架；所述上下移动组件5固定安装在所述下承重梁13上，所述水平移动组件4安装在所述承重立柱11上。

这里，下承重梁13通过4个地脚螺栓14埋在地下混凝土当中。

需要进行说明的是，如图4所示，系统还包括液压站、控制中心7和电磁控制阀组8，所述控制中心7输出端与所述液压站相连，所述液压站输出端与所述上紧固液压缸22、下紧固液压缸32、水平液压缸42、上下移动液压缸52输入端相连；电磁控制阀组8设置在所述控制中心7与所述液压站连接位置处，用于控制各组液压缸的开闭。

控制中心7包括控制柜71、控制压力表72、控制按钮73和显示器74，控制压力表72、控制按钮73和显示器74均设置在所述控制柜71上，控制压力表72中有显示各液压缸的液压状态，控制按钮73控制电磁控制阀组8的大小调节，显示器74有显示控制按钮73调节试验情况及试验的整体情况等。

试验时，移动座体在4根承重立柱的滑槽内上下移动，实现试样结构件垂直拉伸，上试样紧固组件和/或下试样紧固组件在导轨梁内由水平液压缸驱动左右移动。

在对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加水平方向的错位负荷时，上试样紧固组件和下试样紧固组件均在导轨梁内由各自的水平液压缸驱动左右移动，此时上试样紧固组件和下试样紧固组件运动方向相反；这里，可以保持上试样紧固组件不动，下试样紧固组件在导轨梁内由水平液压缸驱动左右移动；可以保持下试样紧固组件不动，上试样紧固组件在导轨梁内由水平液压缸驱动左右移动。

作为一种优选的实施方式，如图5-7所示，热轧H型钢焊接性试验系统还包括制冷装置9，其中制冷装置9包括制冷箱体91和冷风对流循环系统92，所述冷风对流循环系统92上设置有蒸发器921，所述蒸发器921设置在所述制冷箱体91内；两组所述制冷箱体91水平对称设置且其中间形成有用于容纳工字型钢构件100的第一容纳空间102。

将制冷箱体设置在工字型钢构件侧面，在保障与工字型钢构件之间具有较大面积的热交换面积的情况下，给工字型钢构件上下部的热轧H型钢的固定及移动组件的设计预留了的足够的空间，使得模拟在严寒环境下地震时结构件的焊接性试验成为可能，制冷装置的结构在工字型钢构件上的位置设计简单合理，可操作性强。

冷风对流循环系统92包括进风总管922、进风支管923、出风总管924和出风支管925，所述进风总管922长度方向上均匀分布有若干进风支管923，所述进风支管923一端与进风总管922连通，另一端通过均匀排布在所述制冷箱体91进风口911与所述制冷箱体91内部蒸发器921连通；所述出风总管924长度方向上均匀分布有若干出风支管925，所述出风支管925一端与所述出风总管924连通，另一端通过均匀排布在所述制冷箱体91出风口912与所述制冷箱体91内部蒸发器921连通。

通过进风总管、进风支管、出风总管和出风支管在制冷箱体外部的排布结构设计，使得冷风通过进风支管进入到蒸发器中时，可保持蒸发器中不同位置处的温度保持基本一致，然后在循环风机的作用下，风吹到工字型钢构件表面时的温度也基本相同，达到了良好的模拟严寒环境的效果。

进风总管922和所述出风总管924竖直设置在所述制冷箱体91远离所述容纳空间102一侧；若干所述进风支管923一端上下排布在所述进风总管922两侧，并水平延伸至所述制冷箱体91上与每根进风支管923处于同一高度的进风口911位置；若干所述出风支管925一端上下排布在所述出风总管924两侧，并水平延伸至所述制冷箱体91上与每根出风支管925处于同一高度的进风口911位置。

这里进风总管和出风总管均竖直设置在制冷箱体远离容纳空间一侧，这样在进风支管和出风支管设计时使得进风总管和出风总管沿每根支管到制冷箱体内的距离基本相同，有效避免了支管在进风和出风过程中的热交换，提高制冷效果；而且进风总管和出风总管远离第一容纳空间一侧设置，不仅可为工字型钢构件焊接性试验中的固定及移动腾挪出更多的空间，而且也方便移除和增加制冷装置。

制冷箱体91上的进风口911设置在与所述进风总管922相邻一侧，所述制冷箱体91上的出风口912设置在与所述出风总管924同一侧。

制冷箱体91上远离所述容纳空间102一侧设有循环风机103，所述循环风机103和所述第一容纳空间102中间的所述制冷箱体91侧壁上形成有供所述循环风机103冷风吹至容纳空间中的气流通道(图中未示出)。风从与进风总管相邻两边进，从远离容纳空间一侧出，使得蒸发器在制冷箱体内部具有足够大铺设面积，从循环风机带到蒸发器处的空气能具有更多与蒸发器接触的机会，提高制冷效果。

制冷箱体91从外到内依次包括金属外壳层913、保温绝缘层914和不锈钢薄板内衬层915。其中，金属外壳层913采用1.2mm厚镀铝锌钢板。

两组所述制冷箱体91在所述第一容纳空间102一侧对接扣合设置，形成上下贯穿的长方体容纳空间，且两组所述制冷箱体在所述容纳空间102一侧上设置有相互对接扣合的制冷箱体对接扣合件(图中未示出)。

每组所述制冷箱体91均配置有吊装移动小车(图中未示出)，所述制冷箱体上设置有箱体吊钩(图中未示出)，所述制冷箱体通过所述箱体吊钩吊设在所述吊装移动小车上。

作为一种优选的实施方式，所述进风总管、所述进风支管、所述出风总管和所述出风支管外均套设有保温罩(图中未示出)。

作为一种优选的实施方式，如图8-12所示，还包括火焰燃烧装置80，包括由两组半圆柱燃烧箱体81扣合形成的圆柱体箱体和均匀分布在所述圆柱体燃烧箱体外圆周侧壁上的两个以上的烧嘴组件82；所述圆柱体箱体中间轴线位置处形成有用于容纳工字型钢构件的第二容纳空间83。

将两组半圆柱燃烧箱体扣合形成的圆柱体箱体设置在工字型钢构件侧面，在保障与工字型钢构件之间具有较大面积的热交换面积的情况下，给工字型钢构件上下部的热轧H型钢的固定及移动组件的设计预留了的足够的空间，使得模拟在地震时发生火灾环境下结构件的焊接性试验成为可能，火焰燃烧装置的结构在工字型钢构件上的位置设计简单合理，可操作性强。

烧嘴组件82包括天然气进气口821、空气进气口822和烧嘴自动点火器(图中未示出)，所述烧嘴自动点火器设置在所述天然气进气口821和所述空气进气口822交汇处附近；所述天然气进气口821设置有天然气调节阀门823，所述空气进气口822设置有空气进气阀门824；所述天然气进气口821进气方向与所述圆柱体箱体轴线方向平行，所述空气进气口822进气方向位于所述圆柱体燃烧箱体侧壁上所述烧嘴组件82所在位置的切线上。这里烧嘴组件优选为4个，沿所述圆柱体燃烧箱体圆周方向均匀分布在所述圆柱体燃烧箱体侧壁上。通过烧嘴组件向圆柱体箱体内输送天然气和空气，点火燃烧对圆柱体箱体

天然气进气口821连接有天然气供气组件，所述天然气供气组件包括天然气储罐825和所述切线型天然气烧嘴826，所述天然气调节阀门823设置在所述切线型天然气烧嘴826和所述天然气储罐825中间位置；所述空气进气口822连接有鼓风机827。

半圆柱燃烧箱体81远离所述容纳空间侧壁从外到内依次包括燃烧箱外壳811、耐火保温砖层812和耐火浇注料层813，所述燃烧箱外壳811为5毫米不锈钢。

这里，耐火保温砖层812与所述燃烧箱外壳811之间设置有绝热毯(图中未示出)，和/或所述耐火保温砖层812与所述耐火浇注料层813之间设置有绝热毯。

作为一种优选的实施方式，如图12所示，还包括温度控制系统84，所述温度控制系统84包括控制中心7和铂铑热电偶测温组件841，所述半圆柱燃烧箱体81靠近所述第二容纳空间83一侧设置有铂铑热电偶测温组件841，所述铂铑热电偶测温组件841输出端与所述控制中心7输入端相连，所述控制中心7输入端与所述天然气调节阀门823和所述空气进气阀门824相连。

作为一种优选的实施方式，还包括抽风罩组件85，所述抽风罩组件85包括抽风罩851、引风机852和烟囱853，所述抽风罩851设置在所述第二容纳空间83正上方，所述引风机852设置在所述抽风罩851与所述烟囱853之间。

两组所述半圆柱燃烧箱体81在所述第二容纳空间83一侧对接扣合设置，形成上下贯穿的长方体容纳空间，且两组所述半圆柱燃烧箱体81在所述第二容纳空间83一侧上设置有相互对接扣合的燃烧箱体对接扣合件815。

每组所述半圆柱燃烧箱体81均配置有第二吊装移动小车86，所述半圆柱燃烧箱体81上设置有第二箱体吊钩814，所述半圆柱燃烧箱体通过所述第二箱体吊钩814吊设在所述第二吊装移动小车86上。

作为一种优选的实施方式，为了确保燃烧试验后的降温，所述框体1上设置有冷却吹风机87，用于对试验系统中的上滑板和上紧固液压缸吹风降温。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种热轧H型钢焊接性试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将工字型钢构件中上下两根热轧H型钢分别用上试样紧固组件和下试样紧固组件进行紧固；

步骤二，选择试验模拟环境和试验模式，并启动焊接性试验，对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加力的作用；

步骤三，当工字型钢结构件伸长变形屈服后，观察工字型钢构件焊缝处是否出现裂纹以及裂纹的严重情况，判断和评价热轧H型钢的焊接性能；

步骤二中，所述试验模式由两种以上对上试样紧固组件和下试样紧固组件施加不同力的作用的试验过程交替排序组成，且试验过程选自如下几种试验过程：

（1）对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力或不对下试样紧固组件施加力的作用；

（2）对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力；

（3）对上试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中上部的热轧H型钢长度方向作用力，对下试样紧固组件施加与对上试样紧固组件方向相反的作用力的同时，对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力；

（4）对下试样紧固组件施加竖直向上作用力或竖直向下作用力，和/或对下试样紧固组件施加平行于所述工字型钢构件中下部的热轧H型钢长度方向作用力。

2.根据权利要求1所述的一种热轧H型钢焊接性试验方法，其特征在于，步骤二中，同一种试验过程在不同排序位置施加力的强度均相同；

或同一种试验过程在不同排序位置施加力的强度均不同，且同一种试验过程第N+1次出现时施加力的强度比第N次出现时施加力的强度大5-15KN。

3.根据权利要求2所述的一种热轧H型钢焊接性试验方法，其特征在于，步骤二中，同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度相同；或同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度不同，且在幅度为10-15KN的强度变化区间内波动；或同一种试验过程在同一次试验过程中施加力的强度不同，强度呈线性或非线性变化且变化幅度在10-15KN之间。

4.根据权利要求3所述的一种热轧H型钢焊接性试验方法，其特征在于，步骤二中，排在相邻位置的两种试验过程之间施加力的平均强度值相差小于15KN；且排在后面的试验过程施加力的平均强度值大于或等于位于前面的试验过程施加力的平均强度值。

5.根据权利要求4所述的一种热轧H型钢焊接性试验方法，其特征在于，步骤二中，每个试验过程的试验时间为1-2min。

6.根据权利要求5所述的一种热轧H型钢焊接性试验方法，其特征在于，步骤二中，所述试验模拟环境包括模拟地震环境下的20℃常温试验、地震环境下的-20℃、-40℃严冬试验、650℃-850℃地震火灾环境下试验。

7.一种采用如权利要求1-6任一项所述试验方法的装置，其特征在于，包括框体、分别用于紧固工字型钢构件中上下两根热轧H型钢的上试样紧固组件和下试样紧固组件、用于对上试样紧固组件和/或下试样紧固组件施加沿工字型钢构件中上下两根热轧H型钢长度方向作用力的水平移动组件、用于对上试样紧固组件和/或下试样紧固组件施加垂直方向作用力的上下移动组件；

所述上下移动组件和/或所述水平移动组件固定安装在所述框体内，所述上试样紧固组件和/或下试样紧固组件固定安装在所述上下移动组件和/或所述水平移动组件输出端；

还包括制冷装置和火焰燃烧装置，

所述制冷装置包括制冷箱体和冷风对流循环系统，所述冷风对流循环系统上设置有蒸发器，所述蒸发器设置在所述制冷箱体内；两组所述制冷箱体水平对称设置且其中间形成有用于容纳工字型钢构件的容纳空间；

所述火焰燃烧装置包括由两组半圆柱燃烧箱体扣合形成的圆柱体箱体和均匀分布在所述圆柱体箱体外圆周侧壁上的两个以上的烧嘴组件；所述圆柱体箱体中间轴线位置处形成有用于容纳工字型钢构件的第二容纳空间。