專利名稱：金屬材料焊接構(gòu)件動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗臺架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于金屬材料腐蝕試驗、檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于 對金屬材料焊接構(gòu)件在動態(tài)載荷下進行應(yīng)力腐蝕試驗的裝置。
技術(shù)背景金屬材料焊接構(gòu)件在應(yīng)力(尤其是拉應(yīng)力)和特定的環(huán)境介質(zhì)中有發(fā)生 應(yīng)力腐蝕開裂或斷裂的可能性，該腐蝕會對構(gòu)件的使用帶來極大的安全隱 患。某些產(chǎn)品由鋁合金(或鋼)板拼焊而成，且工作在高濕、高鹽分的環(huán)境 下，有些甚至直接工作在海洋中，在這些環(huán)境條件下，此類構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力腐 蝕開裂或斷裂的機率就越高。目前國內(nèi)外對金屬材料及其焊縫應(yīng)力腐蝕敏感性的研究，主要將金屬材料及其焊縫加工成特定的試樣(如拉伸試樣、c型環(huán)試樣、彎梁試樣等)，置于特定的環(huán)境介質(zhì)(如水、水蒸汽、海水等)中，并通過恒載荷和慢速率拉 伸等試驗裝置對試樣施加恒應(yīng)力載荷、恒應(yīng)變載荷以及慢速率拉伸進行應(yīng)力腐蝕試驗。試驗技術(shù)標準有ASTMG58-85(1999)《焊件的應(yīng)力腐蝕試樣的制 備》、ASTM G49-85(2000)《直接拉伸應(yīng)力腐蝕試樣的制備和使用》、ASTM G47-98 (2004)《測定高強度鋁合金制品應(yīng)力腐蝕斷裂敏感性的試驗方法》、 ISO 9591: 2004 (E)《鋁合金應(yīng)力腐蝕開裂的測定》、GB/T 15970. 1 8-2000 系列標準等。上述應(yīng)力腐蝕試驗方法主要的不足就是不能對焊接構(gòu)件進行試驗，無法真實地反映和評價焊接構(gòu)件在工作狀況下的應(yīng)力腐蝕行為。為此，設(shè)計金屬 材料焊接構(gòu)件動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置解決構(gòu)件的應(yīng)力腐蝕試驗。金屬材料焊接構(gòu)件動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗是一項新興的檢測試驗技術(shù)， 其基本原理是利用動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗裝置，在實驗室里模擬產(chǎn)品悍接構(gòu) 件在工作過程中的受力狀況以及工作環(huán)境，以此來評價焊接構(gòu)件的應(yīng)力腐蝕 敏感性。國內(nèi)外關(guān)于動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕研究的報道甚少，而對金屬材料焊接 構(gòu)件在動態(tài)載荷下的應(yīng)力腐蝕試驗方法及裝置的研究尚屬空缺。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有試驗技術(shù)存在的不足，提出一種用于對金 屬材料焊接構(gòu)件在動態(tài)載荷下進行應(yīng)力腐蝕試驗的裝置。該裝置可以模擬金 屬材料焊接構(gòu)件在海洋里工作時受到海浪沖擊的力，同時模擬焊接構(gòu)件的工 作載荷及環(huán)境條件(如環(huán)境介質(zhì)、溫度和濕度等)，還能根據(jù)構(gòu)件受力需求 施加恒應(yīng)變載荷且可對載荷進行跟蹤。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種金屬材料焊接構(gòu)件動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗臺架，它包括放置試驗焊 接構(gòu)件和特定環(huán)境介質(zhì)的試驗槽、壓縮彈簧組、工作平臺、滑塊、壓塊、底 座、連桿、輪盤和電機；所述試驗槽固定在工作平臺上，工作平臺通過穿在 金屬柱上的壓縮彈簧組支撐，平行連接在滑塊上，滑塊放置在底座臺階面上， 并在兩側(cè)通過壓塊導向，滑塊下方通過連桿與輪盤連接，輪盤連接在電機傳 動軸上，電機固定在底座內(nèi)。本試驗臺架的試驗槽用于盛放環(huán)境介質(zhì)以及焊接構(gòu)件，滑塊可以帶動工作平臺作水平往復(fù)運動。由于壓縮彈簧安裝于滑塊之上，工作平臺又安裝在 彈簧之上，因而可以使工作平臺作上下振動。電機由外部的動力控制系統(tǒng)為 整套裝置提供試驗動力，并由外部的環(huán)境測控系統(tǒng)和力值測量系統(tǒng)來控制和 測量試驗過程中的各種環(huán)境條件和載荷變化，通過計算機系統(tǒng)實時采集、保存試驗參數(shù)。本試驗臺架將金屬材料焊接構(gòu)件應(yīng)力腐蝕試驗所需的試驗條件(動態(tài)載 荷與特定的腐蝕介質(zhì))有機的結(jié)合在一起，應(yīng)用該試驗臺架可對金屬材料焊 接構(gòu)件在動態(tài)載荷下進行應(yīng)力腐蝕試驗，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、緊湊，運行平穩(wěn) 可靠，試驗操作簡便。


圖1是本試驗臺架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖l，本試驗臺架由試驗槽9、壓縮彈簧組l、工作平臺8、滑塊2、 壓塊7、底座6、連桿3、輪盤4和電機5。試驗槽9固定在工作平臺8上， 工作平臺8通過穿在金屬柱上的壓縮彈簧組1支撐，平行連接在滑塊2上， 滑塊2放置在底座6的臺階面上，并在兩側(cè)通過壓塊7導向，滑塊2下方通 過連桿3與輪盤4連接，輪盤4連接在電機5的傳動軸上，電機5固定在底 座6內(nèi)。本試驗臺架的工作平臺8的水平運動由輪盤4-連桿3-滑塊2機構(gòu)實 現(xiàn)，電機5帶動輪盤4作圓周運動，連桿3將圓周運動轉(zhuǎn)化為滑塊2的水平 運動，運動幅度取決于輪盤4的大小與連桿3的長度。工作平臺8的上下運 動由壓縮彈簧組1實現(xiàn)，滑塊2上安裝有多個金屬柱，壓縮彈簧組1穿在金屬柱中，將工作平臺8放置在壓縮彈簧組1上，由于滑塊2的水平往復(fù)運動 會使壓縮彈簧組1產(chǎn)生有規(guī)律的壓縮伸長，因此實現(xiàn)了工作平臺8的上下振 動，工作平臺8的振動幅度大小取決于壓縮彈簧組1的高度。底座6用于支 撐整個試驗平臺，壓塊7用于限制滑塊2，以使之不會上下竄動。使用時，將試驗所需的特定環(huán)境介質(zhì)(如3.5%NaCl水溶液)加到試驗 槽9中，同時將預(yù)先加有恒應(yīng)變載荷的焊接構(gòu)件固定于試驗槽9中，隨著工 作平臺8的水平往復(fù)以及上下運動，就可以模擬產(chǎn)品焊接構(gòu)件在海洋里工作 時受到海浪沖擊力的情況。這時焊接構(gòu)件所受到的力也是動態(tài)改變的，力值 改變的大小取決于工作平臺8水平運動及上下運動的幅度和頻率。本試驗臺架的主要技術(shù)參數(shù)工作平臺水平位移200mm; 振幅0 50mm;運動速率0.3次/s。 環(huán)境條件試驗介質(zhì)水、3.5°/。NaCl水溶液；溫度(20 100) 。C， ±2°C相對濕度40%~90%， ±10% 恒應(yīng)變載荷量程0 1000kg, 土2kg用上述試驗臺架對金屬材料焊接構(gòu)件進行動態(tài)應(yīng)力腐蝕試驗的基本過 程如下1、 將模擬產(chǎn)品形狀的鋁合金焊接構(gòu)件，在特定部位施加恒應(yīng)變載荷， 然后將其固定在試驗槽中，同時連接力值傳感器。2、 將人造海水介質(zhì)注入到試驗槽中，讓人造海水浸沒焊接構(gòu)件一半， 蓋上密封蓋。啟動電源總開關(guān)，調(diào)節(jié)溫度控制系統(tǒng)到35"C，溫度控制系統(tǒng)自 動控制溫度為35°C±2°C。3、 啟動運動控制開關(guān)，工作平臺開始作恒速水平運動和上下振動，試 驗過程開始。4、 試驗過程中計算機自動記錄載荷的變化和濕度，直至試驗結(jié)束。5、 工作平臺上下振動的幅度可調(diào)。
權(quán)利要求1、金屬材料焊接構(gòu)件動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗臺架，其特征在于它包括放置試驗焊接構(gòu)件和環(huán)境介質(zhì)的試驗槽、壓縮彈簧組、工作平臺、滑塊、壓塊、底座、連桿、輪盤和電機；所述試驗槽固定在工作平臺上，工作平臺通過穿在金屬柱上的壓縮彈簧組支撐，平行連接在滑塊上，滑塊放置在底座臺階面上，并在兩側(cè)通過壓塊導向，滑塊下方通過連桿與輪盤連接，輪盤連接在電機傳動軸上，電機固定在底座內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬材料焊接構(gòu)件動態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗臺架，它包括放置試驗焊接構(gòu)件和特定環(huán)境介質(zhì)的試驗槽、壓縮彈簧組、工作平臺、滑塊、壓塊、底座、連桿、輪盤和電機；所述試驗槽固定在工作平臺上，工作平臺通過穿在金屬柱上的壓縮彈簧組支撐，平行連接在滑塊上，滑塊放置在底座臺階面上，并在兩側(cè)通過壓塊導向，滑塊下方通過連桿與輪盤連接，輪盤連接在電機傳動軸上，電機固定在底座內(nèi)。本試驗臺架將金屬材料焊接構(gòu)件應(yīng)力腐蝕試驗所需的試驗條件(動態(tài)載荷與特定的腐蝕介質(zhì))有機的結(jié)合在一起，應(yīng)用該試驗臺架可對金屬材料焊接構(gòu)件在動態(tài)載荷下進行應(yīng)力腐蝕試驗，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、緊湊，運行平穩(wěn)可靠，試驗操作簡便。
文檔編號G01N19/04GK201107239SQ20072018839
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者劉興智, 楊中蘭, 梅克力, 熊文華, 黃顯銘 申請人:長安汽車(集團)有限責任公司