專利名稱：一種電弧壓力的測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電弧壓力的檢測裝置，具體涉及一種應(yīng)用于非熔化極氣體保 護(hù)電弧的實驗室研究的測試裝置。
背景技術(shù)：
電弧是所有電弧焊接、噴涂、切割方法的能源，也廣泛的應(yīng)用于能源科學(xué)中。其定 義是在一定條件下電荷通過兩電極間氣體空間的一種導(dǎo)電過程，也是氣體放電的一種導(dǎo)電 過程。借助這種氣體放電形式將電能轉(zhuǎn)化成熱能、機(jī)械能或光能。對于電弧的研究也主要 集中在其熱、光和力場三個領(lǐng)域。早在1808年，就對兩個水平碳電極之燃燒的電弧進(jìn)行了 觀察。隨著各種新的電弧技術(shù)的出現(xiàn)，對電弧及其與工件之間的作用機(jī)理研究也愈發(fā)顯得 重要，而電弧壓力是研究的熱點之一。對于非熔化極電弧，由于電極不熔化，一般采用水冷銅板測量電弧壓力。具體方法 是將電弧垂直于作為工件的水冷銅板，在水冷銅板上鉆一個測試小孔，電弧壓力通過小孔 連接到測試儀器上進(jìn)行測量。目前測試非熔化極電弧的方法主要有壓力傳感器和U型壓力 計以及天平法三種，都是對水冷銅板測試小孔弓I出的電弧壓力進(jìn)行測量。由于電弧的熱和壓力的作用，工件表面在測試過程中不可避免會受到燒損，給測 試及結(jié)果的精度帶來很大的干擾。對于電弧壓力的測試裝置，其核心就在于電弧壓力的采 集，關(guān)鍵部件是水冷銅板裝置的設(shè)計。水冷銅板設(shè)計的目的是防止銅板過熱和燒損，一般采 用導(dǎo)熱最好的紫銅材料，減少燒損，為實現(xiàn)冷卻，一般選取足夠大尺寸的銅板，或者采用水 冷裝置進(jìn)行冷卻。對于電弧壓力的測試，除了測試其壓力大小之外，還要對電弧的分布等進(jìn) 行研究，對于很多電弧發(fā)生裝置，如焊接電弧，在電弧半徑范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度的移動比較困 難。為此，需要在電弧測試裝置加裝移動機(jī)構(gòu)。另外，電弧同測試小孔的對中也是設(shè)計測試 裝置時需要解決的問題，如果不能解決小孔同電弧中心的精確對中，勢必影響測量的準(zhǔn)確 性。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中電弧壓力測試中測試銅板的燒損問題，本實用新型提供一種可 方便更換測試鋼板、并帶冷卻系統(tǒng)和對中裝置的電弧測試裝置。具體方案如下一種電弧壓 力的測試裝置，包括圓柱形的測試銅板和用于冷卻測試銅板的水冷箱，測試銅板的軸心有 貫穿的測試小孔，其特征在于，所述測試小孔包括測試孔和傳導(dǎo)孔，傳導(dǎo)孔中安裝有導(dǎo)引氣 體的銅管。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述測試孔的直徑為0. 5mm，傳導(dǎo)孔的直徑為4mm。本實用新型的另一優(yōu)選方式包括對中裝置，對中裝置的下表面有固定凹槽，對中 裝置上表面的圓心處有對中凸柱，對中裝置通過固定凹槽固定在測試銅板的頂部。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述水冷箱為空心的圓柱體，在水冷箱的上表面有 內(nèi)凹的冷卻槽，水冷箱中間有貫穿軸心的貫穿通孔，測試銅板的底部插入冷卻槽中，測試銅板的銅管由貫穿通孔中穿出與測試儀器連接。本實用新型的另一優(yōu)選方式水冷箱的底部安裝有移動裝置，移動裝置實現(xiàn)水冷 箱水平方向的移動。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述移動裝置為光學(xué)儀器使用的平移臺。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述測試銅板圓周有外螺紋，對中裝置的固定凹槽 有內(nèi)螺紋，水冷箱的冷卻槽為內(nèi)螺紋，對中裝置的固定凹槽和冷卻槽與測試銅板利用螺紋
固定在一起。本實用新型的另一優(yōu)選方式所述水冷箱底部開有銅管引出槽，水冷箱表面開有 進(jìn)水口和排水口。本方案可以減小測試銅板的燒損，同時能夠有效的對測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行冷卻，并減少 測試裝置的尺寸，采用單獨的測試銅板，在使用一段時間或者不正確使用造成的嚴(yán)重?zé)龘p 時，可以進(jìn)行方便更換，設(shè)計測試小孔同電弧中心的對中的裝置，實現(xiàn)精確對中，同時，加裝 精確的移動機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)兩維方向的精確移動；針對不同的測試目的，還可以加裝傾斜和升降 裝置，留有設(shè)備升級空間，可以測量電弧與工件存在焊接傾角時對電弧壓力的影響，也可測 量不同電弧長度時的電弧壓力。

圖1本實用新型的測試裝置示意圖圖中1-測試銅板、2-水冷箱、3-對中裝置、4-平移臺、5-測試孔、6_傳導(dǎo)孔、7_銅 管、8-固定凹槽、9-對中凸柱、10-冷卻槽、11-貫穿通孔、12-銅管引出槽、13-進(jìn)水口、 14-出水口
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括測試銅板1、對中裝置3、水冷裝置和調(diào)節(jié)裝置。申請 人對測試銅板上的測試小孔的尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，測試小孔的尺寸越小，測試的精度越 高，但是小孔越小，其加工難度越高，根據(jù)研究和試驗，本裝置的測試小孔采用0. 5mm的直 徑，此時的測量精度最高，達(dá)到的實驗效果最好。測試小孔利用電火花加工成型，可以保證 小孔與測試銅板表面的垂直度。本方案中測試銅板采用直徑60mm、厚度15mm的圓柱體，測 試小孔在測試銅塊圓心處，測試小孔分為測試孔5和傳導(dǎo)孔6，具體的加工步驟為首先利 用電火花先在測試銅板的上表面圓心處加工出直徑0. 5mm、深度IOmm的測試孔，然后在測 試銅板的下表面圓心處用機(jī)械鉆直徑4mm、深度5mm的傳導(dǎo)孔，形成相通的完整測試小孔。 在傳導(dǎo)孔中安裝直徑4mm的銅管7，并采取氣密措施，以將測試孔采集的高壓氣體引出。為方便測試銅板與電弧發(fā)生裝置的對中，本方案在測試銅板上安裝了對中裝置3， 對中裝置3為一個帶固定凹槽8的蓋狀體，固定凹槽8位于蓋狀體的下表面，固定凹槽8的 直徑、形狀與測試銅板1相同，在蓋狀體的上表面圓心處有一個凸起的對中凸柱9。本方案 的對中裝置利用一個直徑70mm、高度IOmm由普通鋼材制作的圓柱體，在圓柱體的下半部加 工出直徑60mm、深度5mm的固定凹槽，在圓柱體的上表面圓心處加裝對中凸柱9，對中凸柱 的直徑與等離子焊接電弧槍的噴嘴直徑保持一致。使用時，將對中裝置套在測試銅板1的 上端，通過移動裝置4調(diào)整測試裝置，實現(xiàn)等離子焊槍與測試小孔的精確對中，實現(xiàn)對中后再將取下對中裝置。如果是普通的鎢極氬弧焊槍，可根據(jù)其保護(hù)氣罩的外徑，設(shè)計對中凸柱 的直徑。水冷箱2安裝在測試銅板1的外周，形狀為圓柱體，在圓柱體的上表面有個內(nèi)凹的 冷卻槽10，水冷箱采用導(dǎo)熱性良好的黃銅材料，在水冷箱2上有進(jìn)水口 13和出水口 14，實 現(xiàn)水冷箱內(nèi)循環(huán)冷卻水的循環(huán)。本方案的水冷箱分為由螺紋連接的上下兩部分，連接處用 水密機(jī)構(gòu)密封，冷卻槽10的直徑與測試銅板1直徑相同，在水冷箱冷卻槽的中間有軸向的 貫穿孔道11，當(dāng)測試銅板1插入水冷箱2的冷卻槽10后，測試銅板底部的銅管7插入水冷 箱的貫穿孔道后與測試儀器連接。為加強(qiáng)水冷箱底部的平衡，在水冷箱底部開有連接貫穿 通道的銅管引出槽12，銅管引出槽12的深度大于或等于銅管7的直徑，這樣測試銅板底部 的銅管可從銅管引出槽中引出，而不會影響水冷箱底部的平整。由于測試裝置需要與電弧發(fā)生裝置進(jìn)行對中，人為的移動精準(zhǔn)性差，對中時間長， 本方案在水冷箱的下面安裝移動裝置，調(diào)整水冷箱及測試鋼板，以方面對中裝置的對中。本 方案選用光學(xué)儀器常用的平移臺4作為移動工具，將平移臺4安裝在水冷箱2下面，對水冷 箱進(jìn)行水平方面的調(diào)整，為保證平移臺與水冷箱的牢固接觸，可以在水冷箱底部加工一些 固定結(jié)構(gòu)，如凸、凹槽方式、螺栓方式等進(jìn)行固定。采用光學(xué)用的平移臺的目的，除了能保證 移動的高精確性之外，還可以為測試裝置留有升級空間?？舍槍Σ煌臏y試目的方便的加 裝其它目的的光學(xué)平臺，譬如加裝升降臺，可以實現(xiàn)精確測量不同電弧長度時的電弧壓力， 加裝角位移臺，可以考察焊接傾角對電弧壓力的影響。測試裝置在使用時，測試銅板的下半部插入水冷箱中，對中裝置扣在測試銅板的 上半部，水冷箱固定在平移臺上，利用對中裝置上的凸柱，通過平移臺的移動實現(xiàn)與焊槍中 心的精確對中。對中完成后，將對中裝置撤掉。為保證各部件之間的緊密接觸，在測試銅板的圓柱外表面車外螺紋，對中裝置的 內(nèi)凹槽車內(nèi)螺紋，水冷箱的內(nèi)凹槽車內(nèi)螺紋，對中裝置可緊密的安裝在測試銅板上。測試銅 板擰緊在水冷箱內(nèi)，提高了整個設(shè)備的穩(wěn)定性和冷卻效果。
權(quán)利要求一種電弧壓力的測試裝置，包括圓柱形的測試銅板(1)和用于冷卻測試銅板的水冷箱(2)，測試銅板(1)的軸心有貫穿的測試小孔，其特征在于，所述測試小孔包括測試孔(5)和傳導(dǎo)孔(6)，傳導(dǎo)孔中安裝有導(dǎo)引氣體的銅管(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的測試裝置，其特征在于，所述測試孔(5)的直徑為0.5mm，傳導(dǎo) 孔(6)的直徑為4mm。
3.如權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于，包括對中裝置(3)，對中裝置的下表面 有固定凹槽(8)，對中裝置上表面的圓心處有對中凸柱(9)，對中裝置通過固定凹槽(8)固 定在測試銅板(1)的頂部。
4.如權(quán)利要求3所述的測試裝置，其特征在于，所述水冷箱(2)為空心的圓柱體，在 水冷箱的上表面有內(nèi)凹的冷卻槽(10)，水冷箱中間有貫穿軸心的貫穿通孔(11)，測試銅板 ⑴的底部插入冷卻槽(10)中，測試銅板⑴的銅管(7)由貫穿通孔(11)中穿出與測試儀 器連接。
5.如權(quán)利要求4所述的測試裝置，其特征在于，水冷箱(2)的底部安裝有移動裝置，移 動裝置實現(xiàn)水冷箱水平方向的移動。
6.如權(quán)利要求5所述的測試裝置，其特征在于，所述移動裝置為光學(xué)儀器使用的平移 臺⑷。
7.如權(quán)利要求5所述的測試裝置，其特征在于，所述測試銅板(1)圓周有外螺紋，對中 裝置⑶的固定凹槽⑶有內(nèi)螺紋，水冷箱⑵的冷卻槽(10)為內(nèi)螺紋，對中裝置的固定 凹槽(8)和冷卻槽(10)與測試銅板(1)利用螺紋固定在一起。
8.如權(quán)利要求6所述的測試裝置，其特征在于，所述水冷箱(2)底部開有銅管引出槽 (12)，水冷箱表面開有進(jìn)水口 (13)和排水口(14)。
專利摘要本實用新型公開一種電弧壓力的測試裝置，具體涉及一種應(yīng)用于非熔化極氣體保護(hù)電弧的實驗室研究的測試裝置。包括圓柱形的測試銅板和用于冷卻測試銅板的水冷箱，測試銅板的軸心有貫穿的測試小孔，其特征在于，所述測試小孔包括測試孔和傳導(dǎo)孔，傳導(dǎo)孔中安裝有導(dǎo)引氣體的銅管。本方案可以減小測試銅板的燒損，同時能夠有效的對測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行冷卻，并減少測試裝置的尺寸，采用單獨的測試銅板，在使用一段時間或者不正確使用造成的嚴(yán)重?zé)龘p時，可以進(jìn)行方便更換，設(shè)計測試小孔同電弧中心的對中的裝置，實現(xiàn)精確對中，同時，加裝精確的移動機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)兩維方向的精確移動；本裝置可以加裝針對不同的測試目的的移動裝置，留有升級空間。
文檔編號B23K9/095GK201618905SQ201020123688
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者劉存龍, 呂耀輝, 夏丹, 姜祎, 徐濱士 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院