專利名稱：一種焊接熱效率的測試裝置的制作方法
技術領域：
一種焊接熱效率的測試裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種焊接檢測裝置，具體涉及一種對焊接過程中產生的熱效率 進行檢測的裝置。
背景技術：
[0002]電弧焊接時通過電弧將電能轉換成熱能，利用這種熱能加熱和熔化焊絲(或焊 條)與工件。但是電弧功率并不是全部用于加熱工件，其真正加熱于工件的有效功率為[0003]W= η IUa[0004]Ua是弧壓，I為焊接電流，η則為電弧功率有效利用系數，或者稱為焊接熱效 率。其余影響因素與焊接方法、焊接參數和焊接材料有關，在現(xiàn)有技術中，通常都以加 熱工件的熱量作為參考對象。[0005]對于焊接熱效率的研究，主要有實驗測量、電弧物理分析以及測試-計算三 種?，F(xiàn)有技術中實驗測量焊接熱效率試驗裝置如圖1所示，包括電弧產生裝置、試件、 梯度層量熱器和記憶示波器等部件，利用梯度層量熱器測量試件接受的總熱量，這套試 驗裝置的特點是進行了有效的隔熱處理，能夠測量整個焊接過程的焊接熱效率。但是整 個測試過程繁瑣，測試時間過長，而且采用熱電偶測試，精度較低。而且實際的焊接過 程中，工件接受的熱量還要受到周圍冷卻環(huán)境的作用。實用新型內容[0006]為解決現(xiàn)有技術中焊接熱效率試驗裝置的復雜性及適應性差的問題，本實用新 型提供一種操作簡單、能反映實際焊接過程且同時能夠對不同焊接方法都具有較好適應 性的測試裝置。具體方案如下一種焊接熱效率測試裝置，包括銅塊和溫度傳感器，其 特征在于，所述銅塊內有多個貫穿通道，貫穿通道的兩端安裝有密封用堵頭，其中相對 的兩個貫穿通道的一端形成進水口和出水口，銅塊的上表面位于進水口和出水口處分別 開有與貫穿通道相通的測試孔，測試孔內安裝有溫度傳感器。[0007]本實用新型的另一優(yōu)選方式所述溫度傳感器為鉬電阻溫度傳感器。[0008]本實用新型的另一優(yōu)選方式所述進出水口水與智能溫控水箱連接，智能溫度 水箱包括冷卻風扇、散熱器和水箱，由智能溫控系統(tǒng)控制冷卻風扇對流入銅塊內的冷卻 水進行溫度控制。[0009]本實用新型的另一優(yōu)選方式所述銅塊下表面安裝有隔熱用膠木支腳。[0010]本實用新型的另一優(yōu)選方式所述進水口處安裝有液體流量計。[0011]本實用新型改進了試件的結構，利用進、出水的溫差來計算不同測量方法產生 的熱效率，利用鉬金屬作為溫度傳感器，測量精度高、穩(wěn)定性好、應用范圍廣。利用智 能溫控水箱提供冷卻水，使水箱內的進水溫度保護恒定，利于提高測試結果。[0012]
[0013]圖1本實用新型俯視結構示意圖3[0014]圖2本實用新型主視圖[0015]圖中1-銅塊、2-貫穿通道、3-堵頭、4-進水口、5-出水口、6_測試孔(內裝 溫度傳感器)、7-膠木支腳、8-液體流量計[0016]具體實施方式
[0017]如圖1所示，本實用新型的測試試件為銅材料制造的立體銅塊1，銅塊1內有縱 橫交錯的多個貫穿通道2，每個貫穿通道2的兩端利用黃銅做的堵頭3進行密封，保留銅 塊3相對端的貫穿通道2的一端暢通，形成一個出水口 5、一個進水口 4，在銅塊1的上表 面進水口 4和出水口 5的地方分別鉆一個帶內螺紋的垂直測試孔，測試孔與貫穿通道2相 通，將兩個溫度傳感器分別擰入測試孔6中，溫度傳感器與銅塊1接觸處有絕緣隔熱層， 溫度傳感器所帶的螺紋與銅塊1緊密配合，保證水密性，溫度傳感器前端的測試頭伸入 貫穿通道2內，溫度傳感器不與銅壁接觸，溫度傳感器另一端與控制儀表連接，通過控 制儀表的顯示屏獲得溫度數值。在進水口 4處安裝液體流量計8，如圖2所示，在銅塊1 的下表面安裝有隔熱用的膠木支腳7。[0018]為獲得精確的測量結果，本裝置中的測試孔6中溫度傳感器采用鉬電阻溫度傳 感器，金屬鉬(Pt)的電阻值隨溫度變化而變化，并且具有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，通常 使用的鉬電阻溫度傳感器零度阻值為100 Ω，電阻變化率為0.3851 Ω/°c。鉬電阻溫度傳 感器精度高，穩(wěn)定性好，應用溫度范圍廣，是中低溫區(qū)(-200 650°C)最常用的一種溫 度檢測器。通過鉬電阻溫度傳感器，可以在較短時間內獲得精確的水溫，精度可以達到 o.rc,符合設計要求。[0019]銅塊進水口與出水口分別通過管道與一個智能溫控水箱連接，溫控水箱包括冷 卻風扇、散熱器和水箱，溫控水箱對進入銅塊內的水進行溫度控制，保持進入的水溫始終一致。[0020]貫穿通道采用機械鉆通孔，并設計了加工路徑，之后對銅塊整體加熱后，將除 進水口和出水口外的通孔采用黃銅塊堵住，整體冷卻可充分保證銅塊的水密性。這樣的 設計既大大減少了機械加工量和加工難度，也保證了銅塊的使用質量。[0021]在測試時，銅塊上加裝工件，采用螺桿固定工件。智能溫控水箱的水由進水口 4進入銅塊內的貫穿通道中，進水口處的溫度傳感器測出進水的溫度，貫穿通道內的水吸 收工件上由焊接帶來的熱量后，由出水口排出，此時出口處的溫度傳感器測出出水的溫 度。根據進水和出水的水溫差異，利用液體流量計測出的冷卻水流量，即可計算出工件 所受到的熱量[0022]W = CXQX (Tout-Tm)[0023]其中C、Q、1和乙分別是冷卻水的比熱、流量、出水口溫度和進水口溫度。 焊接電源功率通過焊接電流和測試的電弧電壓獲得，如下式公式[0024]P = UI[0025]焊接電流的大小由焊接電源測量，一般都是利用霍爾傳感器進行測量。[0026]焊接電壓的測量采用閉環(huán)霍爾電壓傳感器，一端連接到工件表面，另一端連接 到焊槍電極上，傳感器供電采用15V電源板供電。
權利要求1.一種焊接熱效率的測試裝置，包括銅塊(1)和裝在測試孔(6)中的溫度傳感器， 其特征在于，所述銅塊(1)內有多個貫穿通道O)，貫穿通道的兩端安裝有密封用堵頭 (3)，其中相對的兩個貫穿通道的一端形成進水口⑷和出水口(5)，銅塊⑴的上表面位 于進水口⑷和出水口(5)處分別開有與貫穿通道相通的測試孔(6)，測試孔內安裝有溫 度傳感器。
2.如權利要求1所述的一種焊接熱效率的測試裝置，其特征在于，所述測試孔(6)中 溫度傳感器為鉬電阻溫度傳感器。
3.如權利要求2所述的一種焊接熱效率的測試裝置，其特征在于，所述進水口G)、 出水口( 與智能溫控水箱連接，智能溫度水箱包括冷卻風扇、散熱器和水箱，由智能 溫控系統(tǒng)控制冷卻風扇對流入銅塊內的冷卻水進行溫度控制。
4.如權利要求3所述的一種焊接熱效率的測試裝置，其特征在于，所述銅塊(1)下表 面安裝有隔熱用膠木支腳(7)。
5.如權利要求4所述的一種焊接熱效率的測試裝置，其特征在于，所述進水口(4)處 安裝有液體流量計(8)。
專利摘要本實用新型公開一種焊接熱效率的測試裝置，具體涉及一種對焊接過程中產生的熱效率進行檢測的裝置。包括銅塊和溫度傳感器，所述銅塊內有多個貫穿通道，貫穿通道的兩端安裝有密封用堵頭，其中相對的兩個貫穿通道的一端形成進水口和出水口，銅塊的上表面位于進水口和出水口處分別開有與貫穿通道相通的測試孔，測試孔內安裝有溫度傳感器。本實用新型改進了銅塊的結構，利用進、出水的溫差來計算不同測量方法產生的熱效率，利用鉑金屬作為溫度傳感器，測量精度高、穩(wěn)定性好、應用范圍廣。利用智能溫控水箱提供冷卻水，使水箱內的進水溫度保護恒定，利于提高測試結果。
文檔編號G01K17/12GK201807818SQ20102012369
公開日2011年4月27日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權日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院