金屬材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗臺架的製作方法
2023-05-24 08:08:46 2
專利名稱：金屬材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗臺架的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於金屬材料腐蝕試驗、檢測技術領域，具體涉及一種用於 對金屬材料焊接構件在動態載荷下進行應力腐蝕試驗的裝置。
技術背景金屬材料焊接構件在應力(尤其是拉應力)和特定的環境介質中有發生 應力腐蝕開裂或斷裂的可能性，該腐蝕會對構件的使用帶來極大的安全隱 患。某些產品由鋁合金(或鋼)板拼焊而成，且工作在高溼、高鹽分的環境 下，有些甚至直接工作在海洋中，在這些環境條件下，此類構件產生應力腐 蝕開裂或斷裂的機率就越高。目前國內外對金屬材料及其焊縫應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型環試樣、彎梁試樣等)，置於特定的環境介質(如水、水蒸汽、海水等)中，並通過恆載荷和慢速率拉 伸等試驗裝置對試樣施加恆應力載荷、恆應變載荷以及慢速率拉伸進行應力腐蝕試驗。試驗技術標準有ASTMG58-85(1999)《焊件的應力腐蝕試樣的制 備》、ASTM G49-85(2000)《直接拉伸應力腐蝕試樣的製備和使用》、ASTM G47-98 (2004)《測定高強度鋁合金製品應力腐蝕斷裂敏感性的試驗方法》、 ISO 9591: 2004 (E)《鋁合金應力腐蝕開裂的測定》、GB/T 15970. 1 8-2000 系列標準等。上述應力腐蝕試驗方法主要的不足就是不能對焊接構件進行試驗，無法真實地反映和評價焊接構件在工作狀況下的應力腐蝕行為。為此，設計金屬 材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗裝置解決構件的應力腐蝕試驗。金屬材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗是一項新興的檢測試驗技術， 其基本原理是利用動態載荷應力腐蝕試驗裝置，在實驗室裡模擬產品悍接構 件在工作過程中的受力狀況以及工作環境，以此來評價焊接構件的應力腐蝕 敏感性。國內外關於動態載荷應力腐蝕研究的報導甚少，而對金屬材料焊接 構件在動態載荷下的應力腐蝕試驗方法及裝置的研究尚屬空缺。發明內容本實用新型的目的是針對現有試驗技術存在的不足，提出一種用於對金 屬材料焊接構件在動態載荷下進行應力腐蝕試驗的裝置。該裝置可以模擬金 屬材料焊接構件在海洋裡工作時受到海浪衝擊的力，同時模擬焊接構件的工 作載荷及環境條件(如環境介質、溫度和溼度等)，還能根據構件受力需求 施加恆應變載荷且可對載荷進行跟蹤。為了實現上述目的，本實用新型的技術解決方案如下一種金屬材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗臺架，它包括放置試驗焊 接構件和特定環境介質的試驗槽、壓縮彈簧組、工作平臺、滑塊、壓塊、底 座、連杆、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， 並在兩側通過壓塊導向，滑塊下方通過連杆與輪盤連接，輪盤連接在電機傳 動軸上，電機固定在底座內。本試驗臺架的試驗槽用於盛放環境介質以及焊接構件，滑塊可以帶動工作平臺作水平往復運動。由於壓縮彈簧安裝於滑塊之上，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為 整套裝置提供試驗動力，並由外部的環境測控系統和力值測量系統來控制和 測量試驗過程中的各種環境條件和載荷變化，通過計算機系統實時採集、保存試驗參數。本試驗臺架將金屬材料焊接構件應力腐蝕試驗所需的試驗條件(動態載 荷與特定的腐蝕介質)有機的結合在一起，應用該試驗臺架可對金屬材料焊 接構件在動態載荷下進行應力腐蝕試驗，其結構設計合理、緊湊，運行平穩 可靠，試驗操作簡便。
圖1是本試驗臺架的結構示意圖。
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、連杆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，並在兩側通過壓塊7導向，滑塊2下方通 過連杆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。本試驗臺架的工作平臺8的水平運動由輪盤4-連杆3-滑塊2機構實 現，電機5帶動輪盤4作圓周運動，連杆3將圓周運動轉化為滑塊2的水平 運動，運動幅度取決於輪盤4的大小與連杆3的長度。工作平臺8的上下運 動由壓縮彈簧組1實現，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，由於滑塊2的水平往復運動 會使壓縮彈簧組1產生有規律的壓縮伸長，因此實現了工作平臺8的上下振 動，工作平臺8的振動幅度大小取決於壓縮彈簧組1的高度。底座6用於支 撐整個試驗平臺，壓塊7用於限制滑塊2，以使之不會上下竄動。使用時，將試驗所需的特定環境介質(如3.5%NaCl水溶液)加到試驗 槽9中，同時將預先加有恆應變載荷的焊接構件固定於試驗槽9中，隨著工 作平臺8的水平往復以及上下運動，就可以模擬產品焊接構件在海洋裡工作 時受到海浪衝擊力的情況。這時焊接構件所受到的力也是動態改變的，力值 改變的大小取決於工作平臺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參數工作平臺水平位移200mm; 振幅0 50mm;運動速率0.3次/s。 環境條件試驗介質水、3.5°/。NaCl水溶液；溫度(20 100) 。C， ±2°C相對溼度40%~90%， ±10% 恆應變載荷量程0 1000kg, 土2kg用上述試驗臺架對金屬材料焊接構件進行動態應力腐蝕試驗的基本過 程如下1、 將模擬產品形狀的鋁合金焊接構件，在特定部位施加恆應變載荷， 然後將其固定在試驗槽中，同時連接力值傳感器。2、 將人造海水介質注入到試驗槽中，讓人造海水浸沒焊接構件一半， 蓋上密封蓋。啟動電源總開關，調節溫度控制系統到35"C，溫度控制系統自 動控制溫度為35°C±2°C。3、 啟動運動控制開關，工作平臺開始作恆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溼度，直至試驗結束。5、 工作平臺上下振動的幅度可調。
權利要求1、金屬材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗臺架，其特徵在於它包括放置試驗焊接構件和環境介質的試驗槽、壓縮彈簧組、工作平臺、滑塊、壓塊、底座、連杆、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，並在兩側通過壓塊導向，滑塊下方通過連杆與輪盤連接，輪盤連接在電機傳動軸上，電機固定在底座內。
專利摘要本實用新型涉及一種金屬材料焊接構件動態載荷應力腐蝕試驗臺架，它包括放置試驗焊接構件和特定環境介質的試驗槽、壓縮彈簧組、工作平臺、滑塊、壓塊、底座、連杆、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，並在兩側通過壓塊導向，滑塊下方通過連杆與輪盤連接，輪盤連接在電機傳動軸上，電機固定在底座內。本試驗臺架將金屬材料焊接構件應力腐蝕試驗所需的試驗條件(動態載荷與特定的腐蝕介質)有機的結合在一起，應用該試驗臺架可對金屬材料焊接構件在動態載荷下進行應力腐蝕試驗，其結構設計合理、緊湊，運行平穩可靠，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 優先權日2007年11月29日
發明者劉興智, 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