CN201807818U - 一种焊接热效率的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种焊接热效率的测试装置，具体涉及一种对焊接过程中产生的热效率进行检测的装置。包括铜块和温度传感器，所述铜块内有多个贯穿通道，贯穿通道的两端安装有密封用堵头，其中相对的两个贯穿通道的一端形成进水口和出水口，铜块的上表面位于进水口和出水口处分别开有与贯穿通道相通的测试孔，测试孔内安装有温度传感器。本实用新型改进了铜块的结构，利用进、出水的温差来计算不同测量方法产生的热效率，利用铂金属作为温度传感器，测量精度高、稳定性好、应用范围广。利用智能温控水箱提供冷却水，使水箱内的进水温度保护恒定，利于提高测试结果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种焊接检测装置，具体涉及一种对焊接过程中产生的热效率进行检测的装置。
背景技术
电弧焊接时通过电弧将电能转换成热能，利用这种热能加热和熔化焊丝(或焊条)与工件。但是电弧功率并不是全部用于加热工件，其真正加热于工件的有效功率为
W＝ηIUa
Ua是弧压，I为焊接电流，η则为电弧功率有效利用系数，或者称为焊接热效率。其余影响因素与焊接方法、焊接参数和焊接材料有关，在现有技术中，通常都以加热工件的热量作为参考对象。
对于焊接热效率的研究，主要有实验测量、电弧物理分析以及测试-计算三种。现有技术中实验测量焊接热效率试验装置如图1所示，包括电弧产生装置、试件、梯度层量热器和记忆示波器等部件，利用梯度层量热器测量试件接受的总热量，这套试验装置的特点是进行了有效的隔热处理，能够测量整个焊接过程的焊接热效率。但是整个测试过程繁琐，测试时间过长，而且采用热电偶测试，精度较低。而且实际的焊接过程中，工件接受的热量还要受到周围冷却环境的作用。
实用新型内容
为解决现有技术中焊接热效率试验装置的复杂性及适应性差的问题，本实用新型提供一种操作简单、能反映实际焊接过程且同时能够对不同焊接方法都具有较好适应性的测试装置。具体方案如下：一种焊接热效率测试装置，包括铜块和温度传感器，其特征在于，所述铜块内有多个贯穿通道，贯穿通道的两端安装有密封用堵头，其中相对的两个贯穿通道的一端形成进水口和出水口，铜块的上表面位于进水口和出水口处分别开有与贯穿通道相通的测试孔，测试孔内安装有温度传感器。
本实用新型的另一优选方式：所述温度传感器为铂电阻温度传感器。
本实用新型的另一优选方式：所述进出水口水与智能温控水箱连接，智能温度水箱包括冷却风扇、散热器和水箱，由智能温控系统控制冷却风扇对流入铜块内的冷却水进行温度控制。
本实用新型的另一优选方式：所述铜块下表面安装有隔热用胶木支脚。
本实用新型的另一优选方式：所述进水口处安装有液体流量计。
本实用新型改进了试件的结构，利用进、出水的温差来计算不同测量方法产生的热效率，利用铂金属作为温度传感器，测量精度高、稳定性好、应用范围广。利用智能温控水箱提供冷却水，使水箱内的进水温度保护恒定，利于提高测试结果。
附图说明
图1本实用新型俯视结构示意图
图2本实用新型主视图
图中1-铜块、2-贯穿通道、3-堵头、4-进水口、5-出水口、6-测试孔(内装温度传感器)、7-胶木支脚、8-液体流量计
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的测试试件为铜材料制造的立体铜块1，铜块1内有纵横交错的多个贯穿通道2，每个贯穿通道2的两端利用黄铜做的堵头3进行密封，保留铜块3相对端的贯穿通道2的一端畅通，形成一个出水口5、一个进水口4，在铜块1的上表面进水口4和出水口5的地方分别钻一个带内螺纹的垂直测试孔，测试孔与贯穿通道2相通，将两个温度传感器分别拧入测试孔6中，温度传感器与铜块1接触处有绝缘隔热层，温度传感器所带的螺纹与铜块1紧密配合，保证水密性，温度传感器前端的测试头伸入贯穿通道2内，温度传感器不与铜壁接触，温度传感器另一端与控制仪表连接，通过控制仪表的显示屏获得温度数值。在进水口4处安装液体流量计8，如图2所示，在铜块1的下表面安装有隔热用的胶木支脚7。
为获得精确的测量结果，本装置中的测试孔6中温度传感器采用铂电阻温度传感器，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区(-200～650℃)最常用的一种温度检测器。通过铂电阻温度传感器，可以在较短时间内获得精确的水温，精度可以达到0.1℃，符合设计要求。
铜块进水口与出水口分别通过管道与一个智能温控水箱连接，温控水箱包括冷却风扇、散热器和水箱，温控水箱对进入铜块内的水进行温度控制，保持进入的水温始终一致。
贯穿通道采用机械钻通孔，并设计了加工路径，之后对铜块整体加热后，将除进水口和出水口外的通孔采用黄铜块堵住，整体冷却可充分保证铜块的水密性。这样的设计既大大减少了机械加工量和加工难度，也保证了铜块的使用质量。
在测试时，铜块上加装工件，采用螺杆固定工件。智能温控水箱的水由进水口4进入铜块内的贯穿通道中，进水口处的温度传感器测出进水的温度，贯穿通道内的水吸收工件上由焊接带来的热量后，由出水口排出，此时出口处的温度传感器测出出水的温度。根据进水和出水的水温差异，利用液体流量计测出的冷却水流量，即可计算出工件所受到的热量：
W＝C×Q×(Tout-Tin)
其中C、Q、Tout和Tin分别是冷却水的比热、流量、出水口温度和进水口温度。焊接电源功率通过焊接电流和测试的电弧电压获得，如下式公式
P＝UI
焊接电流的大小由焊接电源测量，一般都是利用霍尔传感器进行测量。
焊接电压的测量采用闭环霍尔电压传感器，一端连接到工件表面，另一端连接到焊枪电极上，传感器供电采用15V电源板供电。
Claims (5)
1.一种焊接热效率的测试装置，包括铜块(1)和装在测试孔(6)中的温度传感器，其特征在于，所述铜块(1)内有多个贯穿通道(2)，贯穿通道的两端安装有密封用堵头(3)，其中相对的两个贯穿通道的一端形成进水口(4)和出水口(5)，铜块(1)的上表面位于进水口(4)和出水口(5)处分别开有与贯穿通道相通的测试孔(6)，测试孔内安装有温度传感器。
2.如权利要求1所述的一种焊接热效率的测试装置，其特征在于，所述测试孔(6)中温度传感器为铂电阻温度传感器。
3.如权利要求2所述的一种焊接热效率的测试装置，其特征在于，所述进水口(4)、出水口(5)与智能温控水箱连接，智能温度水箱包括冷却风扇、散热器和水箱，由智能温控系统控制冷却风扇对流入铜块内的冷却水进行温度控制。
4.如权利要求3所述的一种焊接热效率的测试装置，其特征在于，所述铜块(1)下表面安装有隔热用胶木支脚(7)。
5.如权利要求4所述的一种焊接热效率的测试装置，其特征在于，所述进水口(4)处安装有液体流量计(8)。
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|---|---|---|---|---|
| CN106644177A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-10 | 北京工业大学 | 一种测量交流焊接电弧热量输出的方法 |
| CN107775149A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-03-09 | 合肥工业大学 | 一种钨极氩弧焊焊接热源有效利用率的测量装置及方法 |
| CN109967828A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-05 | 重庆理工大学 | 一种电弧热-力参数的同步测量系统 |
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2010
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