專利名稱：一種金屬材料焊接構(gòu)件動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)臺(tái)架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料腐蝕試驗(yàn)、檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于對(duì)金 屬材料焊接構(gòu)件在動(dòng)態(tài)載荷下進(jìn)行應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的裝置。
背景技術(shù)：
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(kāi)裂或斷裂的可能性，該腐蝕會(huì)對(duì)構(gòu)件的使用帶來(lái)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(kāi)裂或斷裂的機(jī)率就越高。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)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(guò)恒載荷和慢速率拉 伸等試驗(yàn)裝置對(duì)試樣施加恒應(yīng)力載荷、恒應(yīng)變載荷以及慢速率拉伸進(jìn)行應(yīng)力
腐蝕試驗(yàn)。試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定高強(qiáng)度鋁合金制品應(yīng)力腐蝕斷裂敏感性的試驗(yàn)方法》、 ISO 9591: 2004 (E)《鋁合金應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的測(cè)定》、GB/T 15970. 1 8-2000 系列標(biāo)準(zhǔn)等。
上述應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法主要的不足就是不能對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)，無(wú)法
真實(shí)地反映和評(píng)價(jià)焊接構(gòu)件在工作狀況下的應(yīng)力腐蝕行為。為此，設(shè)計(jì)金屬 材料焊接構(gòu)件動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)裝置解決構(gòu)件的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)。
金屬材料焊接構(gòu)件動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)是一項(xiàng)新興的檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)， 其基本原理是利用動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)室里模擬產(chǎn)品焊接構(gòu) 件在工作過(guò)程中的受力狀況以及工作環(huán)境，以此來(lái)評(píng)價(jià)焊接構(gòu)件的應(yīng)力腐蝕 敏感性。國(guó)內(nèi)外關(guān)于動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕研究的報(bào)道甚少，而對(duì)金屬材料焊接 構(gòu)件在動(dòng)態(tài)載荷下的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法及裝置的研究尚屬空缺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)技術(shù)存在的不足，提出一種用于對(duì)金屬材 料焊接構(gòu)件在動(dòng)態(tài)載荷下進(jìn)行應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)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(shí)受到海浪沖擊的力，同時(shí)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(duì)載荷進(jìn)行跟蹤。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種金屬材料焊接構(gòu)件動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)臺(tái)架，它包括放置試驗(yàn)焊 接構(gòu)件和特定環(huán)境介質(zhì)的試驗(yàn)槽、壓縮彈簧組、工作平臺(tái)、滑塊、壓塊、底 座、連桿、輪盤(pán)和電機(jī)；所述試驗(yàn)槽固定在工作平臺(tái)上，工作平臺(tái)通過(guò)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(tái)階面上， 并在兩側(cè)通過(guò)壓塊導(dǎo)向，滑塊下方通過(guò)連桿與輪盤(pán)連接，輪盤(pán)連接在電機(jī)傳 動(dòng)軸上，電機(jī)固定在底座內(nèi)。
本試驗(yàn)臺(tái)架的試驗(yàn)槽用于盛放環(huán)境介質(zhì)以及焊接構(gòu)件，滑塊可以帶動(dòng)工
作平臺(tái)作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于壓縮彈簧安裝于滑塊之上，工作平臺(tái)又安裝在 彈簧之上，因而可以使工作平臺(tái)作上下振動(dòng)。電機(jī)由外部的動(dòng)力控制系統(tǒng)為 整套裝置提供試驗(yàn)動(dòng)力，并由外部的環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)和力值測(cè)量系統(tǒng)來(lái)控制和 測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中的各種環(huán)境條件和載荷變化，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集、保 存試驗(yàn)參數(shù)。
本試驗(yàn)臺(tái)架將金屬材料焊接構(gòu)件應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)所需的試驗(yàn)條件(動(dòng)態(tài)載 荷與特定的腐蝕介質(zhì))有機(jī)的結(jié)合在一起，應(yīng)用該試驗(yàn)臺(tái)架可對(duì)金屬材料悍 接構(gòu)件在動(dòng)態(tài)載荷下進(jìn)行應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，運(yùn)行平穩(wěn) 可靠，試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便。


圖1是本試驗(yàn)臺(tái)架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖l，本試驗(yàn)臺(tái)架由試驗(yàn)槽9、壓縮彈簧組l、工作平臺(tái)8、滑塊2、 壓塊7、底座6、連桿3、輪盤(pán)4和電機(jī)5。試驗(yàn)槽9固定在工作平臺(tái)8上， 工作平臺(tái)8通過(guò)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(tái)階面上，并在兩側(cè)通過(guò)壓塊7導(dǎo)向，滑塊2下方通 過(guò)連桿3與輪盤(pán)4連接，輪盤(pán)4連接在電機(jī)5的傳動(dòng)軸上，電機(jī)5固定在底 座6內(nèi)。本試驗(yàn)臺(tái)架的工作平臺(tái)8的水平運(yùn)動(dòng)由輪盤(pán)4-連桿3-滑塊2機(jī)構(gòu)實(shí) 現(xiàn)，電機(jī)5帶動(dòng)輪盤(pán)4作圓周運(yùn)動(dòng)，連桿3將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊2的水平 運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度取決于輪盤(pán)4的大小與連桿3的長(zhǎng)度。工作平臺(tái)8的上下運(yùn) 動(dòng)由壓縮彈簧組l實(shí)現(xiàn)，滑塊2上安裝有多個(gè)金屬柱，壓縮彈簧組l穿在金
屬柱中，將工作平臺(tái)8放置在壓縮彈簧組1上，由于滑塊2的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng) 會(huì)使壓縮彈簧組1產(chǎn)生有規(guī)律的壓縮伸長(zhǎng)，因此實(shí)現(xiàn)了工作平臺(tái)8的上下振 動(dòng)，工作平臺(tái)8的振動(dòng)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(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，壓塊7用于限制滑塊2，以使之不會(huì)上下竄動(dòng)。
使用時(shí)，將試驗(yàn)所需的特定環(huán)境介質(zhì)(如3.5%NaCl水溶液)加到試驗(yàn) 槽9中，同時(shí)將預(yù)先加有恒應(yīng)變載荷的焊接構(gòu)件固定于試驗(yàn)槽9中，隨著工 作平臺(tái)8的水平往復(fù)以及上下運(yùn)動(dòng)，就可以模擬產(chǎn)品焊接構(gòu)件在海洋里工作 時(shí)受到海浪沖擊力的情況。這時(shí)焊接構(gòu)件所受到的力也是動(dòng)態(tài)改變的，力值 改變的大小取決于工作平臺(tái)8水平運(yùn)動(dòng)及上下運(yùn)動(dòng)的幅度和頻率。 本試驗(yàn)臺(tái)架的主要技術(shù)參數(shù) 工作平臺(tái)-
水平位移200mm; 振幅0~50mm; 運(yùn)動(dòng)速率0.3次/s。 環(huán)境條件
試驗(yàn)介質(zhì)水、3.5^NaCl水溶液； 溫度(20~100) °C, ±2°C 相對(duì)濕度40% 卯％, ±10% 恒應(yīng)變載荷量程0-1000kg， 士2kg
用上述試驗(yàn)臺(tái)架對(duì)金屬材料焊接構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)的基本過(guò)
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(yàn)槽中，同時(shí)連接力值傳感器。
2、 將人造海水介質(zhì)注入到試驗(yàn)槽中，讓人造海水浸沒(méi)焊接構(gòu)件一半， 蓋上密封蓋。啟動(dòng)電源總開(kāi)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(dòng)控制溫度為35°C±2°C。
3、 啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，工作平臺(tái)開(kāi)始作恒速水平運(yùn)動(dòng)和上下振動(dòng)，試 驗(yàn)過(guò)程開(kāi)始。
4、 試驗(yàn)過(guò)程中計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄載荷的變化和濕度，直至試驗(yàn)結(jié)束。
5、 工作平臺(tái)上下振動(dòng)的幅度可調(diào)。
權(quán)利要求
1、一種金屬材料焊接構(gòu)件動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)臺(tái)架，其特征在于它包括放置試驗(yàn)焊接構(gòu)件和環(huán)境介質(zhì)的試驗(yàn)槽、壓縮彈簧組、工作平臺(tái)、滑塊、壓塊、底座、連桿、輪盤(pán)和電機(jī)；所述試驗(yàn)槽固定在工作平臺(tái)上，工作平臺(tái)通過(guò)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(tái)階面上，并在兩側(cè)通過(guò)壓塊導(dǎo)向，滑塊下方通過(guò)連桿與輪盤(pán)連接，輪盤(pán)連接在電機(jī)傳動(dòng)軸上，電機(jī)固定在底座內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬材料焊接構(gòu)件動(dòng)態(tài)載荷應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)臺(tái)架，它包括放置試驗(yàn)焊接構(gòu)件和特定環(huán)境介質(zhì)的試驗(yàn)槽、壓縮彈簧組、工作平臺(tái)、滑塊、壓塊、底座、連桿、輪盤(pán)和電機(jī)；所述試驗(yàn)槽固定在工作平臺(tái)上，工作平臺(tái)通過(guò)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(tái)階面上，并在兩側(cè)通過(guò)壓塊導(dǎo)向，滑塊下方通過(guò)連桿與輪盤(pán)連接，輪盤(pán)連接在電機(jī)傳動(dòng)軸上，電機(jī)固定在底座內(nèi)。本試驗(yàn)臺(tái)架將金屬材料焊接構(gòu)件應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)所需的試驗(yàn)條件(動(dòng)態(tài)載荷與特定的腐蝕介質(zhì))有機(jī)的結(jié)合在一起，應(yīng)用該試驗(yàn)臺(tái)架可對(duì)金屬材料焊接構(gòu)件在動(dòng)態(tài)載荷下進(jìn)行應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01N17/00GK101169365SQ200710093079
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:長(zhǎng)安汽車(集團(tuán))有限責(zé)任公司