用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，它包括上下對稱設(shè)置的上夾具和下夾具，所述上夾具和下夾具外套設(shè)有圓筒形的套筒，所述圓筒形的套筒的上下端敞開，所述上夾具包括圓柱形的上壓頭，所述上壓頭的下半部開設(shè)有階梯形的上缺口，所述下夾具包括圓柱形的下壓頭，所述下壓頭的下半部開設(shè)有與上缺口相配合的階梯形的下缺口；被測的搭接接頭設(shè)置在上壓頭和下壓頭之間。本實用新型能夠準(zhǔn)確的測量金屬板料之間釬焊以及擴(kuò)散焊的搭接接頭的剪切強(qiáng)度，并可適用不同材料的接頭剪切強(qiáng)度的測量。
【專利說明】用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于焊接測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在焊接【技術(shù)領(lǐng)域】中，尤其是釬焊或擴(kuò)散焊【技術(shù)領(lǐng)域】中，經(jīng)常需要對焊接形成的搭接接頭進(jìn)行剪切強(qiáng)度的測量。中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢查檢疫總局與中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會合作發(fā)布了 GB/T 11363-2008《釬焊接頭強(qiáng)度試驗方法》。該試驗方法中是將兩片已按標(biāo)準(zhǔn)加工好的試樣搭接在一起，兩端加持在拉伸試驗機(jī)上沿反方向?qū)?，直到試樣拉裂為止。然而這種試驗方法有個很明顯的缺陷，即在拉伸的過程中，搭接接頭的接頭所在表面承受的是十字拉伸，而不是均勻的正向拉伸，變形也不是各向同性，若試樣在力的作用下沒有發(fā)生塑性變形而斷裂，則接頭部位是在力矩的作用效果下斷裂，測得結(jié)果并非是接頭實際剪切力；若試樣在力的作用下發(fā)生塑性變形而斷裂，則接頭是在分力的共同作用下斷裂，測量所得的剪切力與接頭實際剪切力不符，因而無法準(zhǔn)確的反映出金屬板料之間接頭的剪切強(qiáng)度，另外該試驗方法對試樣尺寸要求高，加工不易，同時還浪費(fèi)材料。
[0003]為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們提出了各種各樣的解決方案。例如，在相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，中國專利文獻(xiàn)公開了一種接頭剪切強(qiáng)度測試夾具[申請?zhí)?200420086454.7]，它包括上卡件、下卡件和套筒，套筒為上下通透的圓桶，該方案在一定程度上改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)，提高了測量的準(zhǔn)確性，但是該方案仍然存在很多缺點(diǎn)，如:試樣厚度不可改變；只適用于較硬材料，不能適用與較軟材料，原因是若試樣母材較軟，屈服強(qiáng)度低，搭接接頭的剪切強(qiáng)度大于試樣的屈服強(qiáng)度，那么在剪切試驗過程中試樣會在剪斷之前發(fā)生屈服變形，增大試驗結(jié)果誤差；對試樣剪切過程不能實時觀察；對夾具本身磨損不可修補(bǔ)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，能夠準(zhǔn)確測量金屬板料之間釬焊以及擴(kuò)散焊的搭接接頭的剪切強(qiáng)度，并可適用不同材料的接頭剪切強(qiáng)度的測量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，它包括上下對稱設(shè)置的上夾具和下夾具，所述上夾具和下夾具外套設(shè)有圓筒形的套筒，所述圓筒形的套筒的上下端敞開，所述上夾具包括圓柱形的上壓頭，所述上壓頭的下半部開設(shè)有階梯形的上缺口，所述下夾具包括圓柱形的下壓頭，所述下壓頭的下半部開設(shè)有與上缺口相配合的階梯形的下缺口 ；被測的搭接接頭設(shè)置在上壓頭和下壓頭之間。
[0006]所述上缺口包括從上到下依次排列設(shè)置的第一階梯橫面、第二階梯豎面、第三階梯橫面、第四階梯豎面；所述下缺口包括從上到下依次排列設(shè)置的第五階梯豎面、第六階梯橫面、第七階梯豎面、第八階梯橫面；所述第二階梯豎面和所述的第七階梯豎面左右相對應(yīng)且留有間隙，所述的第三階梯橫面和所述的第六階梯橫面上下相對應(yīng)。
[0007]所述被測的搭接接頭的接頭部位上端面與第三階梯橫面接觸，所述被測的搭接接頭的接頭部位下端面與第六階梯橫面接觸。
[0008]所述第四階梯豎面和第五階梯豎面上開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)均設(shè)置有壓緊螺釘。
[0009]所述第三階梯橫面和所述的第六階梯橫面上均固定設(shè)置有硬質(zhì)刀片。
[0010]所述第三階梯橫面和第四階梯豎面的連接部位、第五階梯豎面和第六階梯橫面的連接部位均開設(shè)有凹槽，所述的硬質(zhì)刀片鑲嵌在所述凹槽內(nèi)。
[0011]所述被測的搭接接頭的接頭部位上端面與第三階梯橫面上設(shè)置的硬質(zhì)刀片接觸，所述被測的搭接接頭的接頭部位下端面與第六階梯橫面上設(shè)置的硬質(zhì)刀片接觸。
[0012]所述套筒上開設(shè)有用于觀察被測的搭接接頭的窗口。
[0013]所述上壓頭的上端固定設(shè)置有上壓盤，所述下壓頭的下端固定設(shè)置有下壓盤。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]1、本實用新型中被測的搭接接頭的接頭部位上端面與第三階梯橫面接觸，被測的搭接接頭的接頭部位下端面與第六階梯橫面接觸，該設(shè)計能夠克服焊縫所在剪切表面的變形不是各向同性的均勻變形的缺陷，使焊縫處于單純剪切狀態(tài)，測量結(jié)果更加精確，更符合理論值，而且該設(shè)計不僅可以適用于試樣母材較硬材料，也可適用于試樣母材較軟的材料，克服了【背景技術(shù)】中現(xiàn)有技術(shù)方案對材料限制的缺陷；
[0016]2、本實用新型對制作裝置本身的材料的力學(xué)性能要求較低，(因為材料的抗壓強(qiáng)度大于材料的抗拉強(qiáng)度，同濟(jì)版《材料力學(xué)》有提及脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉是強(qiáng)度)，制造成本低，便于推廣應(yīng)用；
[0017]3、本實用新型對被測的搭接接頭的尺寸要求較小，可以彌補(bǔ)GB/T 11363— 2008標(biāo)準(zhǔn)中試驗方法浪費(fèi)材料的缺陷；
[0018]4、本實用新型中第四階梯豎面和第五階梯豎面上開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)均設(shè)置有壓緊螺釘，該設(shè)計使本實用新型可以適用一定范圍內(nèi)的厚度的試樣，壓緊螺釘和螺紋孔的配合應(yīng)用可以克服試樣厚度不可調(diào)的缺陷；
[0019]5、套筒上開設(shè)有用于觀察被測的搭接接頭的窗口，可以實時觀察剪切過程；
[0020]6、本實用新型中第三階梯橫面和所述的第六階梯橫面上均固定設(shè)置有硬質(zhì)刀片，被測的搭接接頭的接頭部位上端面與第三階梯橫面上設(shè)置的硬質(zhì)刀片接觸，所述被測的搭接接頭的接頭部位下端面與第六階梯橫面上設(shè)置的硬質(zhì)刀片接觸，硬質(zhì)刀片的硬度高、耐磨損，同時硬質(zhì)刀片可以更換，避免了測試過程中試樣對夾具本身造成不可修補(bǔ)的磨損；
[0021]7、上壓頭的上端固定設(shè)置有上壓盤，所述下壓頭的下端固定設(shè)置有下壓盤，試驗時上壓盤和下壓盤與拉伸試驗機(jī)接觸，避免了測試過程中拉伸試驗機(jī)對夾具本身造成的磨損，同時由于壓盤的直徑大于大頭的直徑，保證了試驗過程中的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0023]圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)左視圖；
[0024]圖3是本實用新型中上夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本實用新型中下夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本實用新型的工作原理圖。

【具體實施方式】
[0027]如圖1至圖5所示，本實用新型的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，它包括上下對稱設(shè)置的上夾具和下夾具，上夾具和下夾具外套設(shè)有圓筒形的套筒6，圓筒形的套筒6的上下端敞開，上夾具包括圓柱形的上壓頭3，上壓頭3的下半部開設(shè)有階梯形的上缺口，所述上缺口包括從上到下依次排列設(shè)置的第一階梯橫面12、第二階梯豎面13、第三階梯橫面14、第四階梯豎面15，下夾具包括圓柱形的下壓頭10，下壓頭10的下半部開設(shè)有與上缺口相配合的階梯形的下缺口，所述下缺口包括從上到下依次排列設(shè)置的第五階梯豎面16、第六階梯橫面17、第七階梯豎面18、第八階梯橫面19，第二階梯豎面13和第七階梯豎面18左右相對應(yīng)且留有間隙，第三階梯橫面14和第六階梯橫面17上下相對應(yīng)；第四階梯豎面15和第五階梯豎面16上開設(shè)有螺紋孔9，所述螺紋孔9內(nèi)均設(shè)置有壓緊螺釘8。被測的搭接接頭5設(shè)置在上壓頭3和下壓頭10之間，被測的搭接接頭5的接頭部位上端面與第三階梯橫面接觸14，被測的搭接接頭5的接頭部位下端面與第六階梯橫面17接觸。
[0028]作為一種較為優(yōu)化的技術(shù)方案，本實施例中第三階梯橫面14和第六階梯橫面17上均固定設(shè)置有硬質(zhì)刀片4，第三階梯橫面14和第四階梯豎面15的連接部位、第五階梯豎面16和第六階梯橫面17的連接部位均開設(shè)有凹槽20，所述的硬質(zhì)刀片4鑲嵌在所述凹槽20內(nèi)，被測的搭接接頭5的接頭部位上端面與第三階梯橫面14上設(shè)置的硬質(zhì)刀片4接觸，被測的搭接接頭5的接頭部位下端面與第六階梯橫面17上設(shè)置的硬質(zhì)刀片4接觸，套筒6上開設(shè)有用于觀察被測的搭接接頭的窗口 11，上壓頭3的上端固定設(shè)置有上壓盤2，下壓頭10的下端固定設(shè)置有下壓盤7。
[0029]被測的搭接接頭5由兩個長方形式樣板料組成，兩個試樣板料尺寸一致，將兩個長方形試樣搭接釬焊或者擴(kuò)散焊焊接到一起，試樣在寬度方向?qū)R，搭接長度與夾具要求尺寸相對應(yīng)。
[0030]本實用新型工作時，被測的搭接接頭5放在上壓頭3和下壓頭10之間，被測的搭接接頭5的接頭部位上端面與第三階梯橫面接觸14，被測的搭接接頭5的接頭部位下端面與第六階梯橫面17接觸，套上套筒6，通過壓緊螺釘8將被測的搭接接頭5和上、下夾具固定在一起；再將上、下夾具放在拉伸試驗機(jī)I上，上壓盤2和下壓盤7與拉伸試驗機(jī)I接觸，拉伸試驗機(jī)I以恒定的擠壓速度緩慢加載直至被測的搭接接頭5的焊縫斷裂，記錄斷裂時的載荷。
[0031]拉伸試驗機(jī)I以0.5mm/min的速度進(jìn)行緩慢加載,長方形試樣的板料厚度在1_3毫米之間，要求便面光潔平整，沒有被腐蝕，拉伸試驗機(jī)I的載荷范圍100KN，機(jī)架堅固耐用、大載荷試驗系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，它包括上下對稱設(shè)置的上夾具和下夾具，所述上夾具和下夾具外套設(shè)有圓筒形的套筒，所述圓筒形的套筒的上下端敞開，其特征在于:所述上夾具包括圓柱形的上壓頭，所述上壓頭的下半部開設(shè)有階梯形的上缺口，所述下夾具包括圓柱形的下壓頭，所述下壓頭的下半部開設(shè)有與上缺口相配合的階梯形的下缺口 ；被測的搭接接頭設(shè)置在上壓頭和下壓頭之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述上缺口包括從上到下依次排列設(shè)置的第一階梯橫面、第二階梯豎面、第三階梯橫面、第四階梯豎面；所述下缺口包括從上到下依次排列設(shè)置的第五階梯豎面、第六階梯橫面、第七階梯豎面、第八階梯橫面；所述第二階梯豎面和所述的第七階梯豎面左右相對應(yīng)且留有間隙，所述的第三階梯橫面和所述的第六階梯橫面上下相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述被測的搭接接頭的接頭部位上端面與第三階梯橫面接觸，所述被測的搭接接頭的接頭部位下端面與第六階梯橫面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述第四階梯豎面和第五階梯豎面上開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔內(nèi)均設(shè)置有壓緊螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述第三階梯橫面和所述的第六階梯橫面上均固定設(shè)置有硬質(zhì)刀片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述第三階梯橫面和第四階梯豎面的連接部位、第五階梯豎面和第六階梯橫面的連接部位均開設(shè)有凹槽，所述的硬質(zhì)刀片鑲嵌在所述凹槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述被測的搭接接頭的接頭部位上端面與第三階梯橫面上設(shè)置的硬質(zhì)刀片接觸，所述被測的搭接接頭的接頭部位下端面與第六階梯橫面上設(shè)置的硬質(zhì)刀片接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述套筒上開設(shè)有用于觀察被測的搭接接頭的窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測量搭接接頭剪切強(qiáng)度的夾具裝置，其特征在于:所述上壓頭的上端固定設(shè)置有上壓盤，所述下壓頭的下端固定設(shè)置有下壓盤。
【文檔編號】G01N3/04GK203858156SQ201420286554
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】和平安, 康鵬 申請人:和平安