CN2528003Y - 金属热裂性测试机 - Google Patents

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周长彬
林后尧
郑庆民
郭央谌
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Abstract

一种金属热裂性测试机，包括一焊接单元、一施力单元、一动力单元及控制该焊接单元和该施力单元的一控制单元，该焊接单元设于一材料试片的上方，该施力单元包括分别设于该材料试片两端以夹持该材料试片的两夹持件及设于该材料试片下方的一规块，该动力单元与该两夹持件分别具有机械连接；该两夹持件可分别相对于该规块上下移动；该控制单元包含一控制该两夹持件分别施力或同时施力的控制模块，该规块邻近材料试片的一面为弧形表面。焊接材料试片后，控制单元可选择性地驱动施力单元的其一或两夹持件施力于材料试片一端或两端，使材料试片贴合于规块，因而可得到各种应变量下的金属热裂性质。

Description

金属热裂性测试机
技术领域
本实用新型为一种热裂性测试机，尤指一种测试多种应变量下金属热裂敏感性的测试机。
背景技术
焊接是加热于母材局部，使其受热融化，使母材与填料混合，随着温度的下降，焊道凝固而使材料结合成一体。由于焊接是材料的局部受热，因此常会产生如变形、翘曲等现象，且由于材料是经过融化后再凝固，产生冶金式的接合，因此也会产生气孔、夹渣、残留应力及裂缝等冶金缺陷，而其中裂缝(尤其是热裂缝，如图1所示)是一种非常严重的缺陷，常会造成焊件的损坏，因此为了研究材料的热裂特性，有学者就发展出金属热裂性测试机，以对各种金属在凝固瞬间承受各种不同应变量下的热裂敏感性进行分析。
如图2A、图2B所示，是一种已知的金属热裂性测试机，其所仿真的焊接情形为点焊接，测试时先锁上螺丝50以夹持材料试片60的两端，且在焊接单元20焊接材料试片60后，及时以气压使位于材料试片60下方的规块32向上冲顶至材料试片60，而顶弯材料试片60，所以材料试片60会产生与规块32弧形表面相同曲率半径的应变量，用于后续进行此材料试片60的热裂性分析。
图3A、图3B所示是另一种已知的金属热裂性测试机，其所仿真的焊接情形为点、横向及纵向焊接，测试时先夹持材料试片60的两端，并在焊接单元20焊接材料试片60后，实时以油压使位于材料试片60下方的规块32向上冲顶至材料试片60，而顶弯材料试片60，所以材料试片60会产生与规块32弧形表面相同曲率半径的应变量，用于后续进行此材料试片60的金属特性分析，此种金属特性测试机所使用的材料试片的加工次数较前述材料试片少(无前述材料试片边端的半圆形缺口)，因而可由此材料试片得到更符合其原始金属特性值的测试值，但是此两种金属特性测试机皆无法测试当夹持材料试片两端，并于其一端施力的材料试片的金属特性，如图4A、图4B所示，而仅能测试出夹持材料试片60两端，并以规块32施力所得的材料试片60的热裂性。
因此，本实用新型设计了一种金属热裂性测试机，夹持材料试片两端的施力单元可同步或单独作动，以使材料试片的一端或两端产生应变，并利用控制单元驱动焊接单元作横向焊接、纵向焊接及点焊接，以测试各种不同应变量下材料的热裂敏感性。
实用新型内容
本实用新型要解决的主要技术问题为提供一种金属热裂性测试机，在夹持材料试片两端后，可选择性地于试片的一端施力，或是于其两端施力，以求各种不同应变量下材料的热裂敏感性。
一种金属热裂性测试机，包括一焊接单元、一施力单元、一动力单元及控制该焊接单元和该施力单元的一控制单元，该焊接单元设于一材料试片的上方，该施力单元包括分别设于该材料试片两端以夹持该材料试片的两夹持件及设于该材料试片下方的一规块，其特征在于：
该动力单元与该两夹持件分别具有机械连接；
该两夹持件可分别相对于该规块上下移动；及
该控制单元包含一控制该两夹持件分别施力或同时施力的控制模块。
上述的金属热裂性测试机，该焊接单元的焊接方式为点焊接、横向焊接或纵向焊接。
上述的金属热裂性测试机，该规块邻近该材料试片的一表面为弧形表面。
上述的金属热裂性测试机，该动力单元包括分别与两夹持件连接的两油压缸。
上述的金属热裂性测试机，该油压缸还可包括一蓄压缸。
上述的金属热裂性测试机，该控制单元电连接于所述的动力单元。
上述的金属热裂性测试机，在控制单元使焊接单元焊接材料试片后，控制单元可选择性地驱动施力单元的一夹持件或两夹持件施力于材料试片，以使材料试片的一端或两端产生应变，使材料试片贴合于规块，以产生与规块的弧形表面相同曲率半径的应变量，且再配合使用具不同曲率的规块和选择性地作横向焊接、纵向焊接及点焊接，便可得到各种应变量下的金属热裂性质。
由上可知，本实用新型提供的金属热裂性测试机，和现有测试机相比，可测方式出更多不同应变量下材料的热裂敏感性。
下面配合附图和具体实施例详细说明本实用新型的目的、构造特征及其功能。
附图说明
图1为热裂缝的示意图；
图2A、图2B为已知技术的动作图；
图3A、图3B为另一种已知技术的动作图；
图4A、图4B为施力于材料试片一端的动作图；
图5为本实用新型的立体图；
图6A、图6B、图6C为本实用新型的动作图；
图7为油压缸驱动电机控制模块的示意图。
具体实施方式
如图5及图6A所示，本实用新型所公开的金属热裂性测试机包括有控制单元10、焊接单元20、施力单元30及动力单元40。
控制单元10用以控制焊接单元20、施力单元30及动力单元40的动作。
焊接单元20设于材料试片60的上方，用以焊接材料试片60，且被控制单元10所控制，以进行三轴向的运动，而选择性地进行点焊接、横向焊接及纵向焊接。
施力单元30包括有两夹持件31及规块32，以共同夹持材料试片60，其中两夹持件31分别设于材料试片60的两端，规块32设于材料试片60的下方，且其邻近材料试片60的一面为一弧形表面；控制单元10控制施力单元30时，控制单元10可选择性地驱动其一夹持件31或是两夹持件31施力于材料试片60，而使材料试片60贴合于规块32，且因可使用具不同曲率的规块32，所以能够使材料试片60产生不同的应变量。
动力单元40则用以提供施力单元30的两夹持件31施力于材料试片60的动力，此动力单元40包括两油压缸41，以分别提供两夹持件31所需的动力，且此油压缸41更包括蓄压缸411，以蓄积油压，提供高速作动时所需的动力，因而可弥补一般油压作动速度较慢的缺点。
如图6A、图6B所示，在控制单元10使焊接单元20移动至适当的位置，并焊接材料试片60后，控制单元10再通过动力单元40提供动力，而使施力单元30的其中一个夹持件31施力于材料试片60的一端，所以材料试片60的一端会贴合于规块32，并产生与规块32弧形表面相同曲率半径的应变量。
又如图6A、图6C所示，在控制单元10使焊接单元20移动至适当的位置，并焊接材料试片60后，控制单元10再以动力单元40提供动力，而使施力单元30的两夹持件31施力于材料试片60的两端，所以材料试片60的两端会贴合于规块32，并产生与规块32弧形表面相同曲率半径的应变量。
控制单元10中包含一油压缸驱动电机的控制模块，如图7所示为该控制模块的示意图，上述的两油压缸分别具有一个驱动电机(图略)，在该两个驱动电机的控制回路71、72和启动装置73之间设有一启动方式控制装置74，该启动方式控制装置74采用一万能转换开关，具有至少三个选择位置，可分别连通驱动电机控制回路71、连通驱动电机控制回路72或同时连通驱动电机控制回路71、72，相应地做出夹持件施力于材料试片60的一端、夹持件施力于材料试片60的另一端或夹持件同时施力于材料试片60两端的动作，上述的启动装置为一控制按钮，也可采用一旋钮开关。
基于上述，因为本实用新型可选择性地以一个夹持件31或是两夹持件31施力于材料试片60的一端或是两端，所以可依需求择一，而得到所需的不同测试情形下的金属热裂性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围；凡依本实用新型所作的均等变化与修饰，皆应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种金属热裂性测试机，包括一焊接单元、一施力单元、一动力单元及控制该焊接单元和该施力单元的一控制单元，该焊接单元设于一材料试片的上方，该施力单元包括分别设于该材料试片两端以夹持该材料试片的两夹持件及设于该材料试片下方的一规块，其特征在于：
该动力单元与该两夹持件分别具有机械连接；
该两夹持件可分别相对于该规块上下移动；及
该控制单元包含一控制该两夹持件分别施力或同时施力的控制模块。
2、如权利要求1所述的金属热裂性测试机，其特征在于所述的焊接单元的焊接方式为点焊接、横向焊接或纵向焊接。
3、如权利要求1所述的金属热裂性测试机，其特征在于所述的规块邻近所述材料试片的一面为弧形表面。
4、如权利要求1所述的金属热裂性测试机，其特征在于所述的动力单元包括分别与所述两夹持件连接的两油压缸。
5、如权利要求4所述的金属热裂性测试机，其特征在于所述的油压缸还包括一蓄压缸。
6、如权利要求1所述的金属热裂性测试机，其特征在于所述的控制单元电连接于所述的动力单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100575915C (zh) * 2007-01-15 2009-12-30 二重集团（德阳）重型装备股份有限公司 测定无塑性转变温度的方法与装置
CN105643131A (zh) * 2016-03-03 2016-06-08 天津大学 基于可调刚性拘束的焊接接头冷裂倾向试验装置及其应用
CN106513624A (zh) * 2016-10-20 2017-03-22 上海交通大学 用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具
CN111157333A (zh) * 2020-03-27 2020-05-15 华南师范大学 一种igbt模块钎料层弯热耦合应力测量装置及其测量方法

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