專利名稱：鋁合金材料焊接熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測鋁合金材料焊接熱裂紋的裝置。
背景技術(shù)：
焊接熱裂紋是焊接過程中存在的普遍問題，鋁合金材料在生產(chǎn)中應(yīng)用越來 越廣泛，其焊接結(jié)構(gòu)在焊接制造加工中，熱裂問題非常突出，這直接影響到結(jié) 構(gòu)的使用性能。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對每一批材料都進(jìn)行全面的焊接宏觀裂紋
試驗(yàn)及檢驗(yàn)工作比較繁瑣；為解決上述問題，國內(nèi)外提出了多種檢測焊接熱裂 紋傾向性的裝置，如魚骨測試法、橫向可調(diào)拘束試驗(yàn)、焊點(diǎn)可調(diào)拘束試驗(yàn)裝置 等，但上述裝置均有它們的不足之處。魚骨測試法不能定量判斷材料熱裂紋傾 向性，試驗(yàn)繁瑣。橫向可調(diào)拘束試驗(yàn)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要測試鋼材。焊點(diǎn)可調(diào) 拘束試驗(yàn)裝置拘束度不夠大，對熱裂紋傾向性相對較小的鋁合金材料，不容易 檢測出裂紋，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有檢測鋁合金材料焊接熱裂紋的試驗(yàn)繁瑣，缺 乏簡便易行準(zhǔn)確的檢測裝置，生產(chǎn)效率低的問題，提供一種鋁合金材料焊接熱 裂紋傾向試驗(yàn)裝置。
本發(fā)明由橫支架、傳力換向機(jī)構(gòu)、工作臺和兩個豎支架組成，兩個豎支架 對稱設(shè)置在橫支架的兩端，所述傳力換向機(jī)構(gòu)由兩個杠桿、兩個滑塊、兩個滑 道板、頂臺、頂頭和底架組成，每個杠桿的中間兩側(cè)端面上分別設(shè)有圓柱，底 架上對稱設(shè)有兩個滑道板安裝槽，滑道板安裝槽沿前后端面設(shè)置，底架沿縱向
設(shè)有杠桿安裝槽，底架的上端面中心位置處設(shè)有第一圓 L，每個滑道板安裝槽 中裝有一個滑道板，每個滑道板的上端面裝有一個滑塊，每個滑塊的上端面設(shè) 有與杠桿上的圓柱相配合的圓弧面，兩個杠桿對稱裝在杠桿安裝槽中，且杠桿 上的圓柱設(shè)置在滑塊上的圓弧面上，兩個杠桿相對接觸的一端分別設(shè)有頂塊， 頂臺裝在兩個頂塊上，頂頭設(shè)置在頂臺的上端面上，且頂頭與底架上的第一圓 孔正對，工作臺由四個支撐管、平板和壓板組成，平板設(shè)置在四個均布設(shè)置的支撐管的上端面上，平板上中心位置處設(shè)有第二圓？L，壓板設(shè)置在平板的上端 面上，壓板上設(shè)有與第二圓孔正對的第三圓孔，第三圓孔大于第二圓孔，傳力 換向機(jī)構(gòu)設(shè)置在兩個豎支架之間，且傳力換向機(jī)構(gòu)兩端的杠桿分別鉸接在與其 對應(yīng)的豎支架上，工作臺上的平板設(shè)置在傳力換向機(jī)構(gòu)的上方，且傳力換向機(jī) 構(gòu)上的頂頭設(shè)置在第二圓孔內(nèi)。本發(fā)明具有以下有益效果 一、采用本發(fā)明對鋁合金材料進(jìn)行焊接熱裂紋 傾向試驗(yàn)，本發(fā)明可以為試樣產(chǎn)生熱裂紋提供了足夠大的拘束條件，進(jìn)而定量 改變試樣中央拉應(yīng)變場的大小和應(yīng)變增長率，模擬出不同拘束條件下的焊接環(huán) 境，簡便的試驗(yàn)可以快速、準(zhǔn)確地評定鋁合金材料的焊接熱裂紋傾向，并以該 試驗(yàn)后裂紋總長度與加載速率等試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)選材，生產(chǎn)效率高。二、本 發(fā)明具有使用方便、成本低、工作穩(wěn)定可靠、試驗(yàn)方法操作簡易、檢測效果好 等特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的鋁合金材料焊接熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是傳力換向機(jī)構(gòu)2的整體結(jié)構(gòu)主剖視圖，圖4 是底架2-6的整體結(jié)構(gòu)俯視圖，圖5是圖4的B-B剖視圖，圖6是圖4的K 向視圖，圖7是圖4的C-C剖視圖，圖8是杠桿2-l的結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是圖 8的俯視圖，圖10是圖8的左視圖，圖11是滑塊2-2的結(jié)構(gòu)示意圖，圖12 是工作臺3的結(jié)構(gòu)示意圖，圖13是橫支架1和兩個豎支架5的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖14是圖13的D-D剖視圖，圖15是圖14的E-E剖視圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1~圖12說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由橫支架 1、傳力換向機(jī)構(gòu)2、工作臺3和兩個豎支架5組成，兩個豎支架5對稱設(shè)置 在橫支架1的兩端，所述傳力換向機(jī)構(gòu)2由兩個杠桿2-l、兩個滑塊2-2、兩 個滑道板2-3、頂臺2-4、頂頭2-5和底架2-6組成，每個杠桿2-l的中間兩側(cè) 端面上分別設(shè)有圓柱2-1-1 ，底架2-6上對稱設(shè)有兩個滑道板安裝槽2-6-2，滑 道板安裝槽2-6-2沿前后端面設(shè)置，底架2-6沿縱向設(shè)有杠桿安裝槽2-6-1,底 架2-6的上端面中心位置處設(shè)有第一圓孔2-6-3，每個滑道板安裝槽2-6-2中裝 有一個滑道板2-3，每個滑道板2-3的上端面裝有一個滑塊2-2，滑塊2-2在滑道板安裝槽2-6-2中沿底架2-6的縱向移動，每個滑塊2-2的上端面設(shè)有與杠 桿2-l上的圓柱2-1-1相配合的圓弧面2-2-1，兩個杠桿2-l對稱裝在杠桿安裝 槽2-6-1中，且杠桿2-1上的圓柱2-1-1設(shè)置在滑塊2-2上的圓弧面2-2-1上， 圓柱2-1-1與滑塊2-2配合形成支點(diǎn)，兩個杠桿2-1相對接觸的一端分別設(shè)有 頂塊2-1-2，頂臺2-4裝在兩個頂塊2-1-2上，頂頭2-5設(shè)置在頂臺2-4的上端 面上，且頂頭2-5與底架2-6上的第一圓孔2-6-3正對，頂頭2-5的外表面為 球形，以實(shí)現(xiàn)對試件中央的上頂接觸加力，工作臺3由四個支撐管3-l、平板 3-2和壓板3-3組成，平板3-2設(shè)置在四個均布設(shè)置的支撐管3-1的上端面上， 平板3-2上中心位置處設(shè)有第二圓孔3-2-1，壓板3-3設(shè)置在平板3-2的上端面 上，壓板3-3上設(shè)有與第二圓孔3-2-1正對的第三圓孔3-3-1，第三圓孔3-3-1 大于第二圓孔3-2-1，傳力換向機(jī)構(gòu)2設(shè)置在兩個豎支架5之間，且傳力換向 機(jī)構(gòu)2兩端的杠桿2-1分別鉸接在與其對應(yīng)的豎支架5上，工作臺3上的平板 3-2設(shè)置在傳力換向機(jī)構(gòu)2的上方，且傳力換向機(jī)構(gòu)2上的頂頭2-5設(shè)置在第 二圓孔3-2-1內(nèi)。橫支架1和兩個豎支架5是支承運(yùn)動的部件。本發(fā)明使用時， 橫支架1通過連接件與銑床的工作機(jī)頭連接，傳力換向機(jī)構(gòu)2安裝在銑床的梯 形試驗(yàn)平臺上且由角鋼將傳力換向機(jī)構(gòu)2固裝在平臺上，支撐管3-1通過連接 件固定在銑床的工作臺上，將鋁合金材料制備成圓盤形試樣20,將試樣20放 置于平板3-2的上端面與壓板3-3的下端面之間，見圖12;頂頭2-5與圓盤形 試樣20接觸，試驗(yàn)后根據(jù)試樣20所產(chǎn)生的熱裂紋總長度結(jié)合加載速率來評定 材料的焊接熱裂紋傾向性。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖13~圖15說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每個 豎支架5由立架5-1、轉(zhuǎn)子支座5-2和轉(zhuǎn)子5-3組成，立架5-1為矩形鋼，立架 5-1的下端前后方向設(shè)有支座孔5-l-l，立架5-1的里側(cè)端面設(shè)有與支座孔5-1-1 相通的第二連接槽5-1-2，轉(zhuǎn)子支座5-2設(shè)置在支座孔5-1-1內(nèi)，轉(zhuǎn)子支座5-2 的前后方向設(shè)有轉(zhuǎn)子安裝孔5-2-1，轉(zhuǎn)子5-3設(shè)置在轉(zhuǎn)子安裝孔5-2-1內(nèi)，轉(zhuǎn)子 5-3上設(shè)有與第二連接槽5-1-2正對的連接孔5-3-1 。傳力換向機(jī)構(gòu)2上的兩個 杠桿2-1外端分別設(shè)置在兩個連接孔5-3-1中。其它方法與具體實(shí)施方式
一相 同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖4和圖12說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的平板3國2上的第二圓孔3-2-1的孔徑大于等于底架2-6上的第一圓孔2-6-3的孔徑。 這樣設(shè)計(jì)便于頂頭2-5順利的通過第二圓孔3-2-1。其它方法與具體實(shí)施方式
一相同。本發(fā)明的工作原理在圓盤形試樣20正上方進(jìn)行鎢極氬弧點(diǎn)焊，點(diǎn)焊工 藝參數(shù)根據(jù)不同材料厚度確定，以保證試樣20溶透；焊接加熱為試樣20產(chǎn)生 焊接熱裂紋提供了高溫條件；在點(diǎn)焊結(jié)束的時刻，立刻旋轉(zhuǎn)銑床的機(jī)頭使其下 降，機(jī)頭下降后的力，通過橫支架1傳遞到豎支架5的兩端，豎支架5將力傳 遞到對稱分布的兩個杠桿2-1上，杠桿2-l以圓柱2-1-1作為支點(diǎn)，在力的作 用下繞滑塊2-2較小幅度轉(zhuǎn)動，圓柱2-1-1上的弧形表面與滑塊2-2上的圓弧 面2-2-1接觸同時推動滑塊2-2在滑道板2-3上沿底架2-6的縱向向中心移動， 使兩個杠桿2-l的另一端的頂塊2-1-2向正中合攏并同時向上運(yùn)動，帶動頂臺 2-4和頂頭2-5向正上方運(yùn)動，頂頭2-5與試樣20接觸，對試樣20實(shí)現(xiàn)上頂 加力，試樣20的中心部位受到上頂力后，試樣20沿圓周方向形成較大拉應(yīng)變 場，控制銑床機(jī)頭下降的速度和距離，便可控制頂臺2-4和頂頭2-5上升的距 離和速度，進(jìn)而定量改變試樣20中央拉應(yīng)變場的大小和應(yīng)變增長率，以模擬 不同拘束條件下的焊接環(huán)境；由于滿足了熱裂紋形成的高溫及較強(qiáng)的拉應(yīng)變條 件，試樣20在經(jīng)過高溫焊接和上頂變形后，將產(chǎn)生熱裂紋；熱裂紋傾向性不 同的材料，在經(jīng)過同樣的試驗(yàn)工序后，產(chǎn)生的熱裂紋長度和條數(shù)將不同。以公 認(rèn)的熱裂紋敏感性較低的材料的試驗(yàn)熱裂紋長度作為標(biāo)準(zhǔn)，通過比較標(biāo)準(zhǔn)和被 測試材料的熱裂紋總長度，結(jié)合裝置加載參數(shù)來評定被測材料的焊接熱裂紋傾 向性。
權(quán)利要求
1、一種鋁合金材料焊接熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置，其特征在于所述裝置由橫支架(1)、傳力換向機(jī)構(gòu)(2)、工作臺(3)和兩個豎支架(5)組成，兩個豎支架(5)對稱設(shè)置在橫支架(1)的兩端，所述傳力換向機(jī)構(gòu)(2)由兩個杠桿(2-1)、兩個滑塊(2-2)、兩個滑道板(2-3)、頂臺(2-4)、頂頭(2-5)和底架(2-6)組成，每個杠桿(2-1)的中間兩側(cè)端面上分別設(shè)有圓柱(2-1-1)，底架(2-6)上對稱設(shè)有兩個滑道板安裝槽(2-6-2)，滑道板安裝槽(2-6-2)沿前后端面設(shè)置，底架(2-6)沿縱向設(shè)有杠桿安裝槽(2-6-1)，底架(2-6)的上端面中心位置處設(shè)有第一圓孔(2-6-3)，每個滑道板安裝槽(2-6-2)中裝有一個滑道板(2-3)，每個滑道板(2-3)的上端面裝有一個滑塊(2-2)，每個滑塊(2-2)的上端面設(shè)有與杠桿(2-1)上的圓柱(2-1-1)相配合的圓弧面(2-2-1)，兩個杠桿(2-1)對稱裝在杠桿安裝槽(2-6-1)中，且杠桿(2-1)上的圓柱(2-1-1)設(shè)置在滑塊(2-2)上的圓弧面(2-2-1)上，兩個杠桿(2-1)相對接觸的一端分別設(shè)有頂塊(2-1-2)，頂臺(2-4)裝在兩個頂塊(2-1-2)上，頂頭(2-5)設(shè)置在頂臺(2-4)的上端面上，且頂頭(2-5)與底架(2-6)上的第一圓孔(2-6-3)正對，工作臺(3)由四個支撐管(3-1)、平板(3-2)和壓板(3-3)組成，平板(3-2)設(shè)置在四個均布設(shè)置的支撐管(3-1)的上端面上，平板(3-2)上中心位置處設(shè)有第二圓孔(3-2-1)，壓板(3-3)設(shè)置在平板(3-2)的上端面上，壓板(3-3)上設(shè)有與第二圓孔(3-2-1)正對的第三圓孔(3-3-1)，第三圓孔(3-3-1)大于第二圓孔(3-2-1)，傳力換向機(jī)構(gòu)(2)設(shè)置在兩個豎支架(5)之間，且傳力換向機(jī)構(gòu)(2)兩端的杠桿(2-1)分別鉸接在與其對應(yīng)的豎支架(5)上，工作臺(3)上的平板(3-2)設(shè)置在傳力換向機(jī)構(gòu)(2)的上方，且傳力換向機(jī)構(gòu)(2)上的頂頭(2-5)設(shè)置在第二圓孔(3-2-1)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金材料焊接熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置，其特征 在于每個豎支架(5)由立架(5-1)、轉(zhuǎn)子支座(5-2)和轉(zhuǎn)子(5-3)組成， 立架(5-1)為矩形鋼，立架(5-1)的下端前后方向設(shè)有支座孔(5-1-1),立 架(5-1)的里側(cè)端面設(shè)有與支座孔(5-1-1)相通的第二連接槽(5-1-2),轉(zhuǎn) 子支座(5-2)設(shè)置在支座孔(5-1-1)內(nèi)，轉(zhuǎn)子支座(5-2)的前后方向設(shè)有轉(zhuǎn) 子安裝孔(5畫2-l)，轉(zhuǎn)子(5-3)設(shè)置在轉(zhuǎn)子安裝孔(5-2-1)內(nèi)，轉(zhuǎn)子(5國3)上設(shè)有與第二連接槽(5-1-2)正對的連接孔(5-3-1)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金材料焊接熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置，其 特征在于所述平板(3-2)上的第二圓孔(3-2-1)的孔徑大于等于底架(2-6) 上的第一圓孔(2-6-3)的孔徑。
全文摘要
鋁合金材料焊接熱裂紋傾向試驗(yàn)裝置，它涉及一種檢測鋁合金材料焊接熱裂紋的裝置。本發(fā)明為解決現(xiàn)有檢測鋁合金材料焊接熱裂紋的試驗(yàn)繁瑣，缺乏簡便易行準(zhǔn)確的檢測裝置，生產(chǎn)效率低的問題。兩個豎支架對稱設(shè)置在橫支架的兩端，滑道板安裝在滑道板安裝槽中，滑塊安裝在滑道板上，兩個杠桿對稱裝在杠桿安裝槽中且杠桿上的圓柱與滑塊上的圓弧面接觸，頂臺裝在頂塊上，頂頭裝在頂臺上，壓板設(shè)置在平板上，傳力換向機(jī)構(gòu)設(shè)置在兩個豎支架之間且兩端的杠桿分別鉸接在與其對應(yīng)的豎支架上，工作臺上的平板設(shè)置在傳力換向機(jī)構(gòu)的上方。本發(fā)明能模擬出不同拘束條件下的焊接環(huán)境，快速、準(zhǔn)確地評定鋁合金材料的焊接熱裂紋傾向，并以該裂紋傾向指導(dǎo)生產(chǎn)選材。
文檔編號G01N3/18GK101576459SQ20091007226
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者劉昊元, 劉雪松, 呂任遠(yuǎn), 孟麗春, 戴西里, 方洪淵, 李書齊, 蘋 王, 明 黎 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué);南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司