一种铁研试验拘束装置的制作方法

1.本实用新型涉及焊接试验装置技术领域，特别是涉及一种铁研试验拘束装置。


背景技术：

2.斜y型铁研试验是目前在低合金钢、高强钢焊接冷裂纹倾向试验方法中应用最为广泛的一种方法，但是在进行试验之前需要对铁研试件进行焊接拘束，如图9-图11所示，为采用焊接拘束的铁研试件的结构图，铁研试件包括试件一12和试件二13，试件一12和试件二13相对的侧面中部分别设有坡口10和坡口11，试件一12和试件二13对接后构成中部具有试验焊缝焊接坡口的铁研试件，试件一12和试件二13中试验焊缝焊接坡口两侧焊接拘束焊缝14对铁研试件进行焊接拘束，但是由于焊接方法、焊接热输入、焊接材料、板厚等因素的影响，导致其焊接拘束焊缝后收缩变形并不一致，拘束后的铁研试验间隙难以保证，对于试验结果的再现性和准确度存在一定的偏差，且焊接拘束焊缝后，需要冷却后才能够进行试验焊缝的再次焊接，以导致整体的试验周期加长。此外焊接拘束焊缝需要组对，并需要对焊接及变形等精确控制，需要高技能焊工完成，消耗较大的人力、财力。
3.因此，亟需一种能够准确拘束试验焊缝的装置，以保证每次试验过程中试验焊缝所受拘束条件相同，达到试验结果的再现性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种铁研试验拘束装置，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单，能够方便调节试验焊缝所受拘束条件，保证每次试验过程中试验焊缝所受拘束条件相同，使试验结果能够准确、一致的反映出焊接冷裂纹倾向。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供一种铁研试验拘束装置，包括底板和拘束板，所述底板顶面两端各固定设有一个所述拘束板，各所述拘束板与所述底板之间均设有用于放置铁研试件的空间，两个所述拘束板之间设有用于对铁研试件进行试验焊缝焊接的操作空间，两个所述拘束板同侧的一侧侧面上均螺纹连接有侧向紧固螺栓，所述侧向紧固螺栓用于顶紧铁研试件的侧面，各所述拘束板的顶面两端均螺纹连接有顶部紧固螺栓，所述顶部紧固螺栓用于顶紧铁研试件的顶面。
7.优选地，所述底板为方形底板，所述方形底板的底面四角各设有一个调平地脚。
8.优选地，所述底板两端各设有一个把手。
9.优选地，所述把手通过螺栓固定连接在所述底板上。
10.优选地，所述拘束板包括横板和两个竖板，两个所述竖板底端固定连接在所述底板顶面，所述横板的两端分别与两个所述竖板的顶端固定连接。
11.优选地，所述竖板上设有第一螺栓孔，所述侧向紧固螺栓螺纹连接在所述第一螺栓孔中，所述横板两端设有第二螺栓孔，所述顶部紧固螺栓螺纹连接在所述第二螺栓孔中。
12.优选地，两个所述拘束板对称设置于所述底板顶面两端。
13.优选地，所述拘束板与所述底板焊接固定连接。
14.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
15.本实用新型提供一种铁研试验拘束装置，将铁研试件插入拘束板与底板之间的空间中，两端分别与两个拘束板对应，并使试验焊缝焊接处位于两个拘束板之间的操作空间中，通过侧向紧固螺栓顶紧铁研试件的侧面，通过顶部紧固螺栓顶紧铁研试件的的顶面，采用扭矩扳手控制每个侧向紧固螺栓和顶部紧固螺栓的压紧力，结构简单，能够方便调节试验焊缝所受拘束条件，保证每次试验过程中试验焊缝所受拘束条件相同，使试验结果能够准确、一致的反映出焊接冷裂纹倾向。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提供的铁研试验拘束装置的立体结构示意图；
18.图2为本实用新型提供的铁研试验拘束装置的主视图；
19.图3为本实用新型提供的铁研试验拘束装置的俯视图；
20.图4为本实用新型提供的铁研试验拘束装置的侧视图；
21.图5为本实用新型铁研试验拘束装置中所用的铁研试件的俯视图；
22.图6为图5中铁研试件的a-a剖视图；
23.图7为图5中铁研试件的b-b剖视图；
24.图8为图5中铁研试件试验焊缝焊接后的示意图；
25.图9为采用焊接拘束的铁研试件的的俯视图；
26.图10为图8中铁研试件的c-c剖视图；
27.图11为图8中铁研试件的d-d剖视图；
28.图中：100-铁研试验拘束装置、1-底板、2-拘束板、21-横板、22-竖板、3-侧向紧固螺栓、4-铁研试件、5-顶部紧固螺栓、6-调平地脚、7-把手、8-第一试件、9-第二试件、10-坡口、11-坡口、12-试件一、13-试件二、14-拘束焊缝、15-试验焊缝。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型的目的是提供一种铁研试验拘束装置，以解决现有技术存在的问题，结构简单，能够方便调节试验焊缝所受拘束条件，保证每次试验过程中试验焊缝所受拘束条件相同，使试验结果能够准确、一致的反映出焊接冷裂纹倾向。
31.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
32.如图1-图7所示，本实施例提供一种铁研试验拘束装置100，包括底板1和拘束板2，底板1顶面两端各固定设有一个拘束板2，各拘束板2与底板1之间均设有用于放置铁研试件4的空间，两个拘束板2之间设有用于对铁研试件4进行试验焊缝15焊接的操作空间，两个拘束板2同侧的一侧侧面上均螺纹连接有侧向紧固螺栓3，侧向紧固螺栓3用于顶紧铁研试件4的侧面，各拘束板2的顶面两端均螺纹连接有顶部紧固螺栓5，顶部紧固螺栓5用于顶紧铁研试件4的顶面。
33.试验开始时，首先按照图纸加工试验所用铁研试件4，如图5-图7所示，本铁研试验拘束装置中所用的铁研试件4包括第一试件8和第二试件9，第一试件8一侧面中部设有坡口10，第二试件9一侧面中部设有与第一试件8的坡口10相对应的坡口11，将第一试件8和第二试件9设有坡口10和坡口11的侧面对齐紧贴，构成中部具有试验焊缝焊接坡口的铁研试件4，将铁研试件4插入拘束板2与底板1之间的空间中，两端分别与两个拘束板2对应，并使试验焊缝焊接坡口位于两个拘束板2之间的操作空间中，不影响试验焊缝焊接操作，通过侧向紧固螺栓3顶紧铁研试件4的侧面，通过顶部紧固螺栓5顶紧铁研试件4的的顶面，对铁研试件4进行顶紧拘束，采用扭矩扳手控制每个侧向紧固螺栓3和顶部紧固螺栓5的压紧力，对其拘束条件进行控制，取消了拘束焊缝，整个试验焊缝不受焊接残余应力和角变形的影响，结构简单，能够方便调节试验焊缝所受拘束条件，保证每次试验过程中试验焊缝所受拘束条件相同，使试验结果能够准确、一致的反映出焊接冷裂纹倾向。如图8所示为本装置中所用的铁研试件4焊接试验焊缝15后的示意图，其中，本装置中所用的铁研试件4中的试验焊缝焊接坡口与采用焊接拘束的铁研试件的试验焊缝焊接坡口形状尺寸一致，由于取消了拘束焊缝，从而避免了焊接残余应力和角变形的影响，能够提高本装置中铁研试件根部试验焊缝间隙g的精度。
34.本实施例中，底板1为方形底板，方形底板的底面四角各设有一个调平地脚6，便于对底板1进行调平。
35.本实施例中，底板1两端各设有一个把手7，通过把手7方便装置的整体移动。
36.本实施例中，把手7通过螺栓固定连接在底板1上，安装方便。
37.本实施例中，拘束板2包括横板21和两个竖板22，两个竖板22底端固定连接在底板1顶面，横板21的两端分别与两个竖板22的顶端固定连接，拘束板2呈倒u形结构安装固定于底板1顶面，倒u形结构内用于放置铁研试件4。其中，拘束板2一体成形制作，焊接固定于底板1的顶面上。
38.本实施例中，竖板22上设有第一螺栓孔，侧向紧固螺栓3螺纹连接在第一螺栓孔中，横板21两端设有第二螺栓孔，顶部紧固螺栓5螺纹连接在第二螺栓孔中。
39.本实施例中，两个拘束板2对称设置于底板1顶面两端。
40.本实施例中，拘束板2与底板1焊接固定连接，制作方便，连接紧固。
41.整个试验过程包括：
42.(1)首先按照图纸加工试验所用铁研试件4，将铁研试件4沿着试验装置长度方向插入装置内，保证试验焊缝焊接坡口在2块拘束板2中间，且不影响焊接操作，通过侧向固定螺栓3将铁研试件4进行固定，保证试验间隙g在2.0mm，在通过顶部紧固螺栓5将铁研试件4固定，在采用扭矩扳手控制各侧向固定螺栓3和顶部紧固螺栓5的压紧力，保证每次试验的拘束条件相同；
43.(2)在试验装置上按照试验焊接工艺方法和工艺参数进行试验焊缝的焊接，焊接后，连同试验装置放置至少48h；
44.(3)对试验焊缝进行外观检测和表面渗透检测，统计表面裂纹长度和试验焊缝长度，按照公式(1)计算裂纹率：
[0045][0046]
式中cf为表面裂纹率；l为试验焊缝长度，单位为毫米(mm)；∑lf为表面裂纹总长度，单位为毫米(mm)；
[0047]
(4)将试验焊缝进行机加工解剖，按标准要求分5个断面进行，断面金相检测，统计其断面裂纹长度和最小焊缝高度，按照公式(2)计算焊缝的断面裂纹率：
[0048][0049]
式中cs为剖面裂纹率；h为试验焊缝最小高度，单位为毫米(mm)；hc为根部裂纹的高度，单位为毫米(mm)。
[0050]
本实用新型提供的铁研试验拘束装置，取消拘束焊缝，整个试验焊缝不受焊接残余应力和角变形的影响，采用本试验装置还可以提高根部试验焊缝间隙g的精度(由原来的
±
0.2mm提高到
±
0.05mm)，提升了材料焊接裂纹敏感性试验结果的可靠性和再现性，提高了研究技术水平和工程质量，同时降低人员和能源的消耗。
[0051]
本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。