专利名称：带加热装置的插销试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压力容器用钢板的再热脆化敏感性试验研究中的试验装置，更具体地说 是一种，用于进行插销再热裂纹试验和应力松弛试验的插销试验机。
背景技术：
随着新钢种的不断出现，钢板的再热裂纹问题越来越引起人们的重视，钢板再热裂纹产 生的先决条件是焊接残余应力和再热过程。作为评价再热裂纹的试验方法必须具备这两个先 决条件，目前，主要有两种试验方法 一种是直接试验法，将冷裂纹试验在热处理条件下进 行，该方法简单、方便，但一般只能定性，无法得到量化的评价指标；另一种是间接试验法， 即热模拟技术，模拟HAZ某一部位的组织状态，再在热处理条件下进行高温力学性能试验， 从而得到一些定量的数据，但试验条件与实际工程应用相差甚远，其得到的数据往往只能作 为理论研究。
传统的插销试验机主要用于进行插销冷裂纹试验，因具有试验成本低，试验周期短，具 有半定量的试验结果等优势，广泛用于钢板的冷裂纹试验研究，但由于没有加热装置，因而 不能用来进行再热裂纹的试验研究。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种既具有直接试验法可与 实际结构相比拟的优点，又能得到定量的数据、同时结构简单、成本低、试验周期短的带加 热装置的插销试验机。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是-
本实用新型带加热装置的插销试验机的结构形式是采用设置在加载箱中、由加载机构、 加载杆和位于加载杆杆端上的载荷传感器组成的加载系统；
本实用新型的结构特点是在加载箱的顶部，设置由加热炉、温度传感器和温度控制器组 成的加热系统，试样支撑在位于加炉内的试样支架上，试样的底端伸向加载箱中，并通过水 冷夹头与加载传感器相连；在加热炉的底部设置水冷底板。
本实用新型的结构特点也在于
加热炉分体设置为上箱体和下箱体，加热元件设置在上箱体上，水冷底板位于下箱体的 底部。
在水冷底板上设置两组冷却水进水口和冷却水出水口，并在水冷底板中，间隔设置多组 形成"之"字形水流通道的水流隔板。
水冷夹头为水冷螺纹连接头，其上部为连接试样的内螺纹接头，下部为连接加载传感器
的外螺纹接头，中部为冷水流道。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在
1、 本实用新型是在已有的插销试验机的基础上，增加设置加热装置，试验中配合相关 的外围控制和测试设备，即可以进行钢板的再热裂纹敏感性试验研究，由于其具有插销试验 机的试验成本低，试验周期短，具有定量的试验结果的特点，而且插销试样本身就是实际的 焊接接头，因而其试验数据对于实际工程应用的参考价值就更大。
2、 本实用新型通过在载荷传感器和试样之间采用水冷夹具，以及在加热炉和加载系统 之间设置水冷底板进行隔热，有效地隔绝了加热系统的热影响。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的水冷底板结构示意图。
图3是本实用新型的水冷夹具断面示意图。
图1标号1温度控制器、2动态电阻应变仪、3记录仪、4上箱体、5温度传感器、6 试样、7水冷底板、8水冷夹头、9加载机构、IO载荷传感器、ll试样支架、12下箱体、13 加载杆、14加载箱、15水流隔板、16内螺纹接头、17外螺纹接头、18冷水流道、19冷却 水进水口、 20冷却水出水口、 21盖板、22橡胶垫。
以下通过具体实施方式
，结合附图对本实用新型作进一步描述。
具体实施方式
参见图l，采用现有插销试验机的加载系统，即设置在加载箱14中、由加载机构9、加 载杆13和位于加载杆13杆端上的载荷传感器10组成的加载系统；
本实施例中，在加载箱14的顶部，设置由加热炉、温度传感器5和温度控制器1组成 的加热系统，试样6支撑在位于加炉内的试样支架11上，试样6的底端伸向加载箱14中， 并通过水冷夹头8与加载传感器10相连；在加热炉的底部设置水冷底板7。
图1所示，加热炉分体设置为上箱体4和下箱体12，加热元件设置在上箱体4上，上 箱体4可移开以安装试样6，水冷底板7位于下箱体12的底部，以阻止热量传递到试验机 本体。试样6由试样支架11支撑，试样支架11采用高温下能保持一定强度的热强钢材料制 作，尽量减小加热试样时热量通过试样支架11传递到试验机本体上。
参见图2，水冷底板7采用薄钢板制作，其外形和下箱体大致相同，主要用于隔绝加热 炉传递过来的热量，并支撑加热炉的重量。在水冷底板7上设置两组冷却水进水口 19和水 冷底板出水口20，并在水冷底板7中，间隔设置多组形成之字形水流通道的水流隔板15， 加强散热效果和散热均匀。
参见图3，水冷夹头8为水冷螺纹连接头，安装在试样6和载荷传感器10之间，用于 隔绝试样6上的热量向加载系统传递。水冷夹头8的上部为连接试样6的内螺纹接头16， 下部为连接加载传感器10的外螺纹接头17，中部为冷水流道18，冷水流道18的一端为进 水口、另一端为出水口，底部以盖板21通过橡胶垫22进行封堵。为了方便安装，水冷夹头 8采用圆棒加工而成，上部于内螺纹接头16的位置处为可用扳手操作的凸台。 由组合开关控制加载电机的正转或反转，以实现对试样的加载和卸载。 载荷的大小由动态电阻应变仪2转换为电信号后，由记录仪3进行实时测量和记录。通 过测量不同加热温度和加载初应力下试样6的断裂时间及应力松弛过程，可以评价该钢种的 再热裂纹敏感性。
参见图l，由温度控制器1和温度传感器5构成温度自动控制系统，输入不同的热处理 参数，可以在试样6上形成一个模拟的焊后热处理过程。
试验过程打开加热炉上箱体4，安装好试样6，将加热炉上箱体盖好，打开测量和控 制系统电源，预热15分钟，预热过程中，对测量系统进行校准。
预热完成后，接通冷却水，设定好加热过程参数，开始加热试样，当达到预定的加热温 度后，保温10分钟，然后开始加载，当加载到预定的初应力后，停止加载，这时，插销试 样便开始应力松弛过程，自动记录系统记录下该过程的应力松弛曲线。随着应力的不断松弛， 插销试样最终断裂，此时，记录下加载的初应力和应力松弛的时间。
在不同的试验温度下，逐渐减小加载初应力进行应力松弛试验，当加载初应力降低到某 一数值而插销试样在一定时间内不断，则该初应力即为该温度下的临界断裂初应力。
权利要求1、带加热装置的插销试验机，采用设置在加载箱(14)中、由加载机构(9)、加载杆(13)和位于加载杆(13)杆端上的载荷传感器(10)组成的加载系统；其特征是在所述加载箱(14)的顶部，设置由加热炉、温度传感器(5)和温度控制器(1)组成的加热系统，试样(6)支撑在位于加炉内的试样支架(11)上，试样(6)的底端伸向加载箱(14)中，并通过水冷夹头(8)与加载传感器(10)相连；在加热炉的底部设置水冷底板(7)。
2、 根据权利要求1所述的带加热装置的插销试验机，其特征是所述加热炉分体设置为 上箱体(4)和下箱体(12)，加热元件设置在上箱体(4)上，水冷底板(7)位于下箱体(12) 的底部。
3、 根据权利要求1或2所述的带加热装置的插销试验机，其特征是在所述水冷底板(7) 上设置两组冷却水进水口 (19)和冷却水出水口 (20)，并在水冷底板中，间隔设置多组形 成"之"字形水流通道的水流隔板(15)。
4、 根据权利要求1所述的带加热装置的插销试验机，其特征是所述水冷夹头(8)为水 冷螺纹连接头，其上部为连接试样(6)的内螺纹接头(16)，下部为连接加载传感器(10) 的外螺纹接头(17)，中部为冷水流道(18)。
专利摘要带加热装置的插销试验机，采用设置在加载箱中、由加载机构、加载杆和位于加载杆杆端上的载荷传感器组成的加载系统；其特征是在加载箱的顶部，设置由加热炉、温度传感器和温度控制器组成的加热系统，试样支撑在位于加炉内的试样支架上，试样的底端伸向加载箱中，并通过水冷夹头与加载传感器相连；在加热炉的底部设置水冷底板。本实用新型既具有直接试验法可与实际结构相比拟的优点，又能得到定量的数据、同时结构简单、成本低、试验周期短。
文档编号G01N3/60GK201069427SQ20072004124
公开日2008年6月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者卜华全, 房务农, 辉 汪, 窦万波 申请人:合肥通用机械研究院