專利名稱：帶加熱裝置的插銷試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及壓力容器用鋼板的再熱脆化敏感性試驗研究中的試驗裝置，更具體地說 是一種，用于進行插銷再熱裂紋試驗和應(yīng)力松弛試驗的插銷試驗機。
背景技術(shù)：
隨著新鋼種的不斷出現(xiàn)，鋼板的再熱裂紋問題越來越引起人們的重視，鋼板再熱裂紋產(chǎn) 生的先決條件是焊接殘余應(yīng)力和再熱過程。作為評價再熱裂紋的試驗方法必須具備這兩個先 決條件，目前，主要有兩種試驗方法 一種是直接試驗法，將冷裂紋試驗在熱處理條件下進 行，該方法簡單、方便，但一般只能定性，無法得到量化的評價指標；另一種是間接試驗法， 即熱模擬技術(shù)，模擬HAZ某一部位的組織狀態(tài)，再在熱處理條件下進行高溫力學(xué)性能試驗， 從而得到一些定量的數(shù)據(jù)，但試驗條件與實際工程應(yīng)用相差甚遠，其得到的數(shù)據(jù)往往只能作 為理論研究。
傳統(tǒng)的插銷試驗機主要用于進行插銷冷裂紋試驗，因具有試驗成本低，試驗周期短，具 有半定量的試驗結(jié)果等優(yōu)勢，廣泛用于鋼板的冷裂紋試驗研究，但由于沒有加熱裝置，因而 不能用來進行再熱裂紋的試驗研究。

實用新型內(nèi)容
本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種既具有直接試驗法可與 實際結(jié)構(gòu)相比擬的優(yōu)點，又能得到定量的數(shù)據(jù)、同時結(jié)構(gòu)簡單、成本低、試驗周期短的帶加 熱裝置的插銷試驗機。
本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是-
本實用新型帶加熱裝置的插銷試驗機的結(jié)構(gòu)形式是采用設(shè)置在加載箱中、由加載機構(gòu)、 加載桿和位于加載桿桿端上的載荷傳感器組成的加載系統(tǒng)；
本實用新型的結(jié)構(gòu)特點是在加載箱的頂部，設(shè)置由加熱爐、溫度傳感器和溫度控制器組 成的加熱系統(tǒng)，試樣支撐在位于加爐內(nèi)的試樣支架上，試樣的底端伸向加載箱中，并通過水 冷夾頭與加載傳感器相連；在加熱爐的底部設(shè)置水冷底板。
本實用新型的結(jié)構(gòu)特點也在于
加熱爐分體設(shè)置為上箱體和下箱體，加熱元件設(shè)置在上箱體上，水冷底板位于下箱體的 底部。
在水冷底板上設(shè)置兩組冷卻水進水口和冷卻水出水口，并在水冷底板中，間隔設(shè)置多組 形成"之"字形水流通道的水流隔板。
水冷夾頭為水冷螺紋連接頭，其上部為連接試樣的內(nèi)螺紋接頭，下部為連接加載傳感器
的外螺紋接頭，中部為冷水流道。
與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在
1、 本實用新型是在已有的插銷試驗機的基礎(chǔ)上，增加設(shè)置加熱裝置，試驗中配合相關(guān) 的外圍控制和測試設(shè)備，即可以進行鋼板的再熱裂紋敏感性試驗研究，由于其具有插銷試驗 機的試驗成本低，試驗周期短，具有定量的試驗結(jié)果的特點，而且插銷試樣本身就是實際的 焊接接頭，因而其試驗數(shù)據(jù)對于實際工程應(yīng)用的參考價值就更大。
2、 本實用新型通過在載荷傳感器和試樣之間采用水冷夾具，以及在加熱爐和加載系統(tǒng) 之間設(shè)置水冷底板進行隔熱，有效地隔絕了加熱系統(tǒng)的熱影響。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的水冷底板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型的水冷夾具斷面示意圖。
圖1標號1溫度控制器、2動態(tài)電阻應(yīng)變儀、3記錄儀、4上箱體、5溫度傳感器、6 試樣、7水冷底板、8水冷夾頭、9加載機構(gòu)、IO載荷傳感器、ll試樣支架、12下箱體、13 加載桿、14加載箱、15水流隔板、16內(nèi)螺紋接頭、17外螺紋接頭、18冷水流道、19冷卻 水進水口、 20冷卻水出水口、 21蓋板、22橡膠墊。
以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
具體實施方式
參見圖l，采用現(xiàn)有插銷試驗機的加載系統(tǒng)，即設(shè)置在加載箱14中、由加載機構(gòu)9、加 載桿13和位于加載桿13桿端上的載荷傳感器10組成的加載系統(tǒng)；
本實施例中，在加載箱14的頂部，設(shè)置由加熱爐、溫度傳感器5和溫度控制器1組成 的加熱系統(tǒng)，試樣6支撐在位于加爐內(nèi)的試樣支架11上，試樣6的底端伸向加載箱14中， 并通過水冷夾頭8與加載傳感器10相連；在加熱爐的底部設(shè)置水冷底板7。
圖1所示，加熱爐分體設(shè)置為上箱體4和下箱體12，加熱元件設(shè)置在上箱體4上，上 箱體4可移開以安裝試樣6，水冷底板7位于下箱體12的底部，以阻止熱量傳遞到試驗機 本體。試樣6由試樣支架11支撐，試樣支架11采用高溫下能保持一定強度的熱強鋼材料制 作，盡量減小加熱試樣時熱量通過試樣支架11傳遞到試驗機本體上。
參見圖2，水冷底板7采用薄鋼板制作，其外形和下箱體大致相同，主要用于隔絕加熱 爐傳遞過來的熱量，并支撐加熱爐的重量。在水冷底板7上設(shè)置兩組冷卻水進水口 19和水 冷底板出水口20，并在水冷底板7中，間隔設(shè)置多組形成之字形水流通道的水流隔板15， 加強散熱效果和散熱均勻。
參見圖3，水冷夾頭8為水冷螺紋連接頭，安裝在試樣6和載荷傳感器10之間，用于 隔絕試樣6上的熱量向加載系統(tǒng)傳遞。水冷夾頭8的上部為連接試樣6的內(nèi)螺紋接頭16， 下部為連接加載傳感器10的外螺紋接頭17，中部為冷水流道18，冷水流道18的一端為進 水口、另一端為出水口，底部以蓋板21通過橡膠墊22進行封堵。為了方便安裝，水冷夾頭 8采用圓棒加工而成，上部于內(nèi)螺紋接頭16的位置處為可用扳手操作的凸臺。 由組合開關(guān)控制加載電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)對試樣的加載和卸載。 載荷的大小由動態(tài)電阻應(yīng)變儀2轉(zhuǎn)換為電信號后，由記錄儀3進行實時測量和記錄。通 過測量不同加熱溫度和加載初應(yīng)力下試樣6的斷裂時間及應(yīng)力松弛過程，可以評價該鋼種的 再熱裂紋敏感性。
參見圖l，由溫度控制器1和溫度傳感器5構(gòu)成溫度自動控制系統(tǒng)，輸入不同的熱處理 參數(shù)，可以在試樣6上形成一個模擬的焊后熱處理過程。
試驗過程打開加熱爐上箱體4，安裝好試樣6，將加熱爐上箱體蓋好，打開測量和控 制系統(tǒng)電源，預(yù)熱15分鐘，預(yù)熱過程中，對測量系統(tǒng)進行校準。
預(yù)熱完成后，接通冷卻水，設(shè)定好加熱過程參數(shù)，開始加熱試樣，當達到預(yù)定的加熱溫 度后，保溫10分鐘，然后開始加載，當加載到預(yù)定的初應(yīng)力后，停止加載，這時，插銷試 樣便開始應(yīng)力松弛過程，自動記錄系統(tǒng)記錄下該過程的應(yīng)力松弛曲線。隨著應(yīng)力的不斷松弛， 插銷試樣最終斷裂，此時，記錄下加載的初應(yīng)力和應(yīng)力松弛的時間。
在不同的試驗溫度下，逐漸減小加載初應(yīng)力進行應(yīng)力松弛試驗，當加載初應(yīng)力降低到某 一數(shù)值而插銷試樣在一定時間內(nèi)不斷，則該初應(yīng)力即為該溫度下的臨界斷裂初應(yīng)力。
權(quán)利要求1、帶加熱裝置的插銷試驗機，采用設(shè)置在加載箱(14)中、由加載機構(gòu)(9)、加載桿(13)和位于加載桿(13)桿端上的載荷傳感器(10)組成的加載系統(tǒng)；其特征是在所述加載箱(14)的頂部，設(shè)置由加熱爐、溫度傳感器(5)和溫度控制器(1)組成的加熱系統(tǒng)，試樣(6)支撐在位于加爐內(nèi)的試樣支架(11)上，試樣(6)的底端伸向加載箱(14)中，并通過水冷夾頭(8)與加載傳感器(10)相連；在加熱爐的底部設(shè)置水冷底板(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶加熱裝置的插銷試驗機，其特征是所述加熱爐分體設(shè)置為 上箱體(4)和下箱體(12)，加熱元件設(shè)置在上箱體(4)上，水冷底板(7)位于下箱體(12) 的底部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶加熱裝置的插銷試驗機，其特征是在所述水冷底板(7) 上設(shè)置兩組冷卻水進水口 (19)和冷卻水出水口 (20)，并在水冷底板中，間隔設(shè)置多組形 成"之"字形水流通道的水流隔板(15)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶加熱裝置的插銷試驗機，其特征是所述水冷夾頭(8)為水 冷螺紋連接頭，其上部為連接試樣(6)的內(nèi)螺紋接頭(16)，下部為連接加載傳感器(10) 的外螺紋接頭(17)，中部為冷水流道(18)。
專利摘要帶加熱裝置的插銷試驗機，采用設(shè)置在加載箱中、由加載機構(gòu)、加載桿和位于加載桿桿端上的載荷傳感器組成的加載系統(tǒng)；其特征是在加載箱的頂部，設(shè)置由加熱爐、溫度傳感器和溫度控制器組成的加熱系統(tǒng)，試樣支撐在位于加爐內(nèi)的試樣支架上，試樣的底端伸向加載箱中，并通過水冷夾頭與加載傳感器相連；在加熱爐的底部設(shè)置水冷底板。本實用新型既具有直接試驗法可與實際結(jié)構(gòu)相比擬的優(yōu)點，又能得到定量的數(shù)據(jù)、同時結(jié)構(gòu)簡單、成本低、試驗周期短。
文檔編號G01N3/60GK201069427SQ20072004124
公開日2008年6月4日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者卜華全, 房務(wù)農(nóng), 輝 汪, 竇萬波 申請人:合肥通用機械研究院