用于测试焊接拘束应力的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开用于测试焊接拘束应力的装置，包括第一支撑件和第二支撑件，第一焊接试样连接在第一支撑件的对称中心，第二焊接试样连接在第二支撑件的对称中心，第一焊接试样和第二焊接试样的待焊接部位相互靠近设置；应力承载组件，以连接应力可调整的方式连接在第一支撑件和第二支撑件之间，以在承受焊接拘束应力时发生相应的变形；并且相对于第一支撑件和第二支撑件的对称中心对称地设置；以及应力测量组件，连接至应力承载组件，用以输出应力承载组件上所承受的焊接拘束应力。本发明专利技术还公开用于测试焊接拘束应力的方法。本发明专利技术能够在焊接过程中准确采集到焊接试样上所承受的焊接拘束应力，并且能够控制焊接试样上所承受的焊接拘束应力的大小。

【技术实现步骤摘要】
用于测试焊接拘束应力的装置和方法
本专利技术涉及焊接领域，具体地涉及用于测试焊接拘束应力的装置和方法。
技术介绍
焊件被外界固定或因自身刚性的影响，在焊接过程中的变形受到限制，因此产生焊接拘束应力。高温金属材料焊接实验研究中，需要加载和监控不同的拘束应力，以对金属材料的失效机理进行更接近真实使用环境的探究，对这些材料在使役条件下的寿命进行有效预测和管控。现有技术中存在的难题，是如何准确方便地获得焊接拘束应力数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供用于测试焊接拘束应力的装置和方法，该装置和方法能够在焊接过程中准确采集到焊接试样上所承受的焊接拘束应力，并且能够控制焊接试样上所承受的焊接拘束应力的大小。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种用于测试焊接拘束应力的装置，包括：第一支撑件和第二支撑件，第一焊接试样连接在所述第一支撑件的对称中心，第二焊接试样连接在所述第二支撑件的对称中心，并且所述第一焊接试样的待焊接部位和所述第二焊接试样的待焊接部位相互靠近设置；应力承载组件，该应力承载组件以连接应力可调整的方式连接在所述第一支撑件和第二支撑件之间，以在承受焊接拘束应力时发生相应的变形；并且所述应力承载组件相对于所述第一支撑件的对称中心和第二支撑件的对称中心对称地设置；以及应力测量组件，该应力测量组件连接至所述应力承载组件，用以输出所述应力承载组件上所承受的焊接拘束应力。优选地，所述应力测量组件包括连接在所述应力承载组件上的应变传感组件。优选地，所述用于测试焊接拘束应力的装置还包括加热组件，用以在所述第一焊接试样的待焊接部位和所述第二焊接试样的待焊接部位处形成高温焊接环境。优选地，所述加热组件包括围绕在所述第一焊接试样的待焊接部位和所述第二焊接试样的待焊接部位周围的电磁感应加热线圈。优选地，所述加热组件包括用于控制加热温度的温度传感组件。优选地，所述第一焊接试样和所述第二焊接试样相对于所述第一支撑件和所述第二支撑件热绝缘。优选地，所述第一焊接试样和/或所述第一支撑件上设置有第一冷却管件，所述第二焊接试样和/或所述第二支撑件上设置有第二冷却管件；所述第一冷却管件和所述第二冷却管件中允许流量可调的冷却介质流过。优选地，所述第一支撑件和所述第二支撑件为空心结构，以允许流量可调的冷却介质流过。优选地，所述应力承载组件包括多个相间隔地设置的杆件，各个所述杆件的一端可拆卸地连接至所述第一支撑件，另一端可拆卸地连接至所述第二支撑件。优选地，各个所述杆件的两端设置有螺纹；所述应力承载组件还包括限位螺母，所述杆件的两端分别贯穿所述第一支撑件和第二支撑件，并且与所述限位螺母螺纹连接。优选地，所述焊接拘束应力的测试装置还包括控制组件，所述第一支撑件、所述第二支撑件、所述应力承载组件、所述应力测量组件和/或所述加热组件与所述控制组件电连接。本专利技术另一方面还提供一种用于测试焊接拘束应力的方法，包括：设置第一支撑件和第二支撑件，将第一焊接试样连接至所述第一支撑件的对称中心，将第二焊接试样连接至所述第二支撑件的对称中心，并且使所述第一焊接试样的待焊接部位和所述第二焊接试样的待焊接部位相互靠近；在所述第一支撑件和第二支撑件之间以连接应力可调整的方式连接应力承载组件，该应力承载组件在承受焊接拘束应力时发生相应的变形，并且该应力承载组件相对于所述第一支撑件的对称中心和第二支撑件的对称中心对称地设置；以及在所述应力承载组件上连接应力测量组件，用以输出所述应力承载组件上所承受的焊接拘束应力。优选地，所述应力测量组件测量所述应力承载组件的变形量，并且根据所述变形量和所述应力承载组件的弹性模量输出所述焊接拘束应力。优选地，所述应力测量组件包括连接在所述应力承载组件上的应变片，该应变片根据所述应力承载组件所承受的所述焊接拘束应力，输出相应的变形度数；所述焊接拘束应力的计算方法为：σ＝E×ε；其中，ε为所述应变片输出的变形度数；E为所述应力承载组件的弹性模量，由拉伸实验获得；σ为所述焊接拘束应力。优选地，所述用于测试焊接拘束应力的方法还包括：在焊接过程中，通过测量所述第一焊接试样的焊接部位和/或所述第二焊接试样的焊接部位的电阻值，获得所述第一焊接试样的焊接部位和/或所述第二焊接试样的焊接部位的裂纹状态，从而输出所述第一焊接试样和/或所述第二焊接试样的临界拘束应力。优选地，所述临界拘束应力的计算方法包括：测量获得所述第一焊接试样的焊接部位和/或所述第二焊接试样的焊接部位的电阻突变值；采集所述电阻突变值所对应的所述应变片输出的变形度数；根据所述变形度数计算获得所述焊接拘束应力，该焊接拘束应力等于所述临界拘束应力。优选地，在焊接过程中，向所述第一焊接试样的焊接部位和第二焊接试样的焊接部位输送保护气体，以实施气体保护焊接。通过上述技术方案，本专利技术提供的用于测试焊接拘束应力的装置和方法将第一焊接试样连接到第一支撑件上，将第二焊接试样连接到第二支撑件上，并且将应力承载组件连接在第一支撑件和第二支撑件之间。这样，在将第一焊接试样和第二焊接试样进行焊接的过程中，焊接拘束应力能够通过第一支撑件和第二支撑件在第一焊接试样、第二焊接试样和应力承载组件之间进行传递。也就是说，在焊接过程中，第一焊接试样和第二焊接试样的焊接拘束应力通过第一支撑件和第二支撑件传递到应力承载组件，应力承载组件承受焊接拘束应力产生相应的变形；利用应力测量组件能够测出应力承载组件的变形量，根据应力承载组件的变形量，即可计算出应力承载组件所承受的焊接拘束应力的大小，从而采集到相应的数据。同时，应力承载组件通过与第一支撑件和第二支撑件的连接关系可以限制第一焊接试样和第二焊接试样的变形，对第一焊接试样和第二焊接试样施加反作用力，该反作用力的大小正是焊接拘束应力的大小；因此可以通过调整应力承载组件与第一支撑件和第二支撑件之间的连接应力，来控制应力承载组件对第一焊接试样和第二焊接试样施加的反作用力的大小，从而控制施加到第一焊接试样和第二焊接试样上的焊接拘束应力。因此，本专利技术的装置和方法能够在焊接过程中准确采集到焊接试样上所承受的焊接拘束应力，还能够控制焊接试样上所承受的焊接拘束应力的大小，从而使得金属焊接实验能够更真实地揭示焊接过程中拘束应力的作用情况。附图说明图1是根据本专利技术的用于测试焊接拘束应力的装置的结构示意图。附图标记说明1第一焊接试样2第二焊接试样3第一支撑件4第二支撑件5应变传感器组件6电磁感应加热线圈7温度传感组件8第一冷却管件9第二冷却管件10杆件11限位螺母12电阻测量仪具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。参考图1，本专利技术一方面提供一种用于测试焊接拘束应力的装置。该装置包括第一支撑件3和第二支撑件4，用以形成整个装置的主支撑结构。选取待焊接的第一焊接试样1和第二焊接试样2后，根据本专利技术的实施方式，将第一焊接试样1连接至第一支撑件3，将第二焊接试样2连接至第二支撑件4。为了避免拘束应力形成多向耦合的合力而造成数据分析障碍，本专利技术的装置设置成沿着对称中心对称设置的结构，并且将焊接试样设置在对称中心，以排除外部装置的干扰，更真实地采集到焊接试样所承受的拘束应力。因此，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试焊接拘束应力的装置，包括：第一支撑件(3)和第二支撑件(4)，第一焊接试样(1)连接在所述第一支撑件(3)的对称中心，第二焊接试样(2)连接在所述第二支撑件(4)的对称中心，并且所述第一焊接试样(1)的待焊接部位和所述第二焊接试样(2)的待焊接部位相互靠近设置；应力承载组件，该应力承载组件以连接应力可调整的方式连接在所述第一支撑件(3)和第二支撑件(4)之间，以在承受焊接拘束应力时发生相应的变形；并且所述应力承载组件相对于所述第一支撑件(3)的对称中心和第二支撑件(4)的对称中心对称地设置；以及应力测量组件，该应力测量组件连接至所述应力承载组件，用以输出所述应力承载组件上所承受的焊接拘束应力。

【技术特征摘要】
1.一种用于测试焊接拘束应力的装置，包括：第一支撑件(3)和第二支撑件(4)，第一焊接试样(1)连接在所述第一支撑件(3)的对称中心，第二焊接试样(2)连接在所述第二支撑件(4)的对称中心，并且所述第一焊接试样(1)的待焊接部位和所述第二焊接试样(2)的待焊接部位相互靠近设置；应力承载组件，该应力承载组件以连接应力可调整的方式连接在所述第一支撑件(3)和第二支撑件(4)之间，以在承受焊接拘束应力时发生相应的变形；并且所述应力承载组件相对于所述第一支撑件(3)的对称中心和第二支撑件(4)的对称中心对称地设置；以及应力测量组件，该应力测量组件连接至所述应力承载组件，用以输出所述应力承载组件上所承受的焊接拘束应力。2.根据权利要求1所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述应力测量组件包括连接在所述应力承载组件上的应变传感组件(5)。3.根据权利要求1所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述用于测试焊接拘束应力的装置还包括加热组件，用以在所述第一焊接试样(1)的待焊接部位和所述第二焊接试样(2)的待焊接部位处形成高温焊接环境。4.根据权利要求3所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述加热组件包括围绕在所述第一焊接试样(1)的待焊接部位和所述第二焊接试样(2)的待焊接部位周围的电磁感应加热线圈(6)。5.根据权利要求3所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述加热组件包括用于控制加热温度的温度传感组件(7)。6.根据权利要求3至5中任一项所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述第一焊接试样(1)和所述第二焊接试样(2)相对于所述第一支撑件(3)和所述第二支撑件(4)热绝缘。7.根据权利要求6所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述第一焊接试样(1)和/或所述第一支撑件(3)上设置有第一冷却管件(8)，所述第二焊接试样(2)和/或所述第二支撑件(4)上设置有第二冷却管件(9)；所述第一冷却管件(8)和所述第二冷却管件(9)中允许流量可调的冷却介质流过。8.根据权利要求6所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述第一支撑件(3)和所述第二支撑件(4)为空心结构，以允许流量可调的冷却介质流过。9.根据权利要求1所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征在于，所述应力承载组件包括多个相间隔地设置的杆件(10)，各个所述杆件(10)的一端可拆卸地连接至所述第一支撑件(3)，另一端可拆卸地连接至所述第二支撑件(4)。10.根据权利要求3所述的用于测试焊接拘束应力的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君，郭屹，秦强，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11