专利名称：点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊接试样的焊点强度的检测装置，特别是一种能测量焊点在不同载荷方向下的承载能力的夹具装置。
背景技术：
电阻点焊具有功效高、节约劳动力、成品整体性好、节约材料、降低成本等特点。点焊接头或连接板的质量检查包括外观检查和强度检验两部分内容。强度检验时，从每批成品中切取。热轧钢筋焊点应作抗剪试验；冷拔低碳钢丝焊点处作抗剪试验外，还应作拉力试验。随着工业的飞速发展，对产品的加工质量要求不断提高，作为这些工业产品制造中的一种广泛使用的材料电阻焊加工工艺也受到了很大的挑战。现有的电阻点焊试样测试，通常要制备点焊搭接试样和十字拉伸试样，其中十字拉伸试样的焊接操作复杂，拉伸试验也需要特定的夹具。公开号为CN200950105U的实用新型专利公开了一种十字型点焊试样多向疲劳加载夹具装置，包括下夹具体9、上夹具体8，在下夹具体9中，基座I的上表面设置有能够沿其滑动的梯形块5，在梯形块5的两侧设置有楔形夹紧块2，楔形夹紧块2能够在梯形块5斜面的推动下滑动，楔形夹紧块2的另一表面与基座I之间形成长方形的凹槽，用于放置点焊试样。下夹具体9的上述部分与上夹具体8相同，下夹具体9的锁盘7位于基座I的下表面，上夹具体8的锁盘7位于基座I的上表面，锁盘7上设置有加载孔。该本实用新型虽然能使点焊试样同时承受不同方向拉剪循环载荷使试样在夹具体中保持正确的位置，实现对试样的夹持，但在拉伸过程中夹具夹持时对试样施加了多余的预应力，焊点容易发生熔核旋转的现象，影响所测得的焊点抗剪强度的精确度。现有技术对点焊试样拉伸试验通常操作比较复杂，夹具使用不够方便，夹具设备结构复杂，测试效果不够理想。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，针对KSII点焊试样发明了一种可多角度测量焊点强度的装置，该装置不仅能测量焊点承受给定方向载荷的能力，而且能有效减轻焊点在拉伸过程中熔核发生旋转的现象，使所测得的焊点抗剪强度更真实反映焊点的抗剪切能力。为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案:一种点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，包括直接对点焊试样进行拉伸加载的辅助定位夹紧装置，辅助定位夹紧装置包括两套相同的辅助定位夹紧机构单元，每套辅助定位夹紧机构单元皆包括固定销连接机构和一个夹杆，夹杆的尾部与拉伸试验机的夹具直接固定连接，每套辅助定位夹紧机构单元还包括一个支撑盘，支撑盘的外缘由圆弧形外缘和直线型外缘连接构成，每个固定销连接机构分别包括两个固定销，支撑盘的直线型外缘部分和点焊试样的一个加载端接设有两个固定销装配孔，两个固定销使支撑盘和点焊试样进行装配紧固连接，使支撑盘和点焊试样之间无相对运动，靠近并沿着支撑盘圆弧形外缘分布一系列调角定位孔，夹杆的头部形成矩形槽，矩形槽设有两个同轴的定位销通孔，支撑盘的圆弧形外缘直接放在矩形槽内，一根铰接连接销同时穿过矩形槽的两个同轴的定位销通孔和支撑盘的一个调角定位孔，使支撑盘与夹杆形成铰链连接，支撑盘能以铰接连接销的轴线为中心在夹杆的矩形槽内自由转动，铰接连接销可活动自由拆装，另一套辅助定位夹紧机构单元的支撑盘的直线型外缘部分与点焊试样的另一个加载端装配紧固连接。上述支撑盘为四分之一扇形圆盘，由90度圆弧外缘和直角外缘连接形成支撑盘外缘，靠近直角外缘的直角处挖开一个矩形开口，矩形开口的各个边缘分别与直角外缘的两边平行，固定销装配孔设置在靠近矩形开口的长边边缘处，两套辅助定位夹紧机构单元的支撑盘的矩形开口进行相对扣合组装配置，同时对点焊试样的两个加载端进行加载。每个上述支撑盘上均匀分布设置4个调角定位孔，通过两个支撑盘相对扣合组装配置，使沿着夹杆轴线的载荷方向与点焊试样的两板接合面之间形成0°、30°、60°和90°夹角，其中施加0°夹角的拉伸载荷只用于测量焊点的抗纯剪载荷强度，其中施加90°夹角的拉伸载荷只用于测量焊点的抗纯拉载荷强度。本实用新型拉伸试验辅助定位夹紧装置所装夹的KSII点焊试样，由两块短槽钢板形状的U型折板件焊接而成，点焊试样的横断面为H形，焊点位于两U型折板件的底部外表面或底部外表面的结合处，点焊试样的四个翼板的固定销装配孔分别通过固定销与支撑盘紧固连接，即同一 U型折板件的凹槽紧扣支撑盘的外缘，点焊试样的四个翼板形成点焊试样的加载端。本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点:1.本实用新型点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置可针对试样测试焊点所受的给定方向的承载强度，并且所测得的抗剪强度更真实，可用于汽车碰撞仿真分析中焊点失效参数的确定。2.本实用新型点焊试样通过四个固定销与支撑盘相连，由于点焊试样的侧壁增大了试样的刚度，使试样中两板相接触的区域在拉剪过程中的变形受到抑制，熔核的旋转也因此得以减轻，于是焊点所受的载荷中剪切力的比重变大，使所测得的焊点抗剪强度更接近真实值。3.本实用新型专用点焊试样比十字型点焊试样的焊接简单，十字型点焊试样的结构定型精确度要求高，正交角度的精确度直接影响点焊试样测试结果的精确度，而本实用新型专用点焊试样只需将两块U型折板件进行简单的定位对中就可焊接形成，本实用新型专用点焊试样的结构误差更小，对点焊试样测试结果的精确度影响小。4.本实用新型的夹紧方式更好地保持了试样夹持的对中性，不用取下夹具就可以很方便地更换试样，操作更加简便，测试效率更高。
图1是本实用新型实施例一辅助定位夹紧装置施加0°方向载荷的结构示意图。图2是本实用新型实施例一的点焊试样示意图。图3是本实用新型实施例二辅助定位夹紧装置施加30°方向载荷时结构示意图。图4是本实用新型实施例三辅助定位夹紧装置施加90°方向载荷时结构示意图。
具体实施方式
[0018]本实用新型的优选实施例结合附图说明如下:实施例一:参见图1和图2，一种点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，包括直接对点焊试样6进行拉伸加载的辅助定位夹紧装置，辅助定位夹紧装置包括两套相同的辅助定位夹紧机构单元，每套辅助定位夹紧机构单元皆包括固定销连接机构和一个夹杆1，夹杆I的尾部与拉伸试验机的夹具直接固定连接，每套辅助定位夹紧机构单元还包括一个支撑盘4，支撑盘4的外缘由圆弧形外缘和直线型外缘连接构成，每个固定销连接机构分别包括两个固定销3，支撑盘4的直线型外缘部分和点焊试样6的一个加载端接设有两个固定销装配孔，两个固定销3使支撑盘4和点焊试样6进行装配紧固连接，使支撑盘4和点焊试样6之间无相对运动，靠近并沿着支撑盘4圆弧形外缘分布一系列调角定位孔5，夹杆I的头部形成矩形槽，矩形槽设有两个同轴的定位销通孔，支撑盘4的圆弧形外缘直接放在矩形槽内，一根铰接连接销2同时穿过矩形槽的两个同轴的定位销通孔和支撑盘4的一个调角定位孔5，使支撑盘4与夹杆I形成铰链连接，支撑盘4能以铰接连接销2的轴线为中心在夹杆I的矩形槽内自由转动，铰接连接销2可活动自由拆装，另一套辅助定位夹紧机构单元的支撑盘4的直线型外缘部分与点焊试样6的另一个加载端装配紧固连接。在本实施例中，辅助定位夹紧装置包括夹杆1，支撑盘4和销子连接件三部分组成。夹杆I为一阶梯轴，一端为夹持部分，另一端开有矩形槽和径向的定位销通孔，用以与支撑盘4配合，形成铰链连接，使支撑盘4能够以夹杆I的定位销通孔为中心在一定角度范围内自由转动。支撑盘4包括完全相同的两个，每一支撑盘4在靠近圆弧形外缘周向分布有一系列调角定位孔5，载荷方向通过两支撑盘4的调角定位孔5和固定销3穿过的固定销装配孔之间的相对位置关系确定，此时点焊试样6的四个翼板形成点焊试样6的加载端，本实施例的点焊试样6如图2所示，焊点位于两U型折板件的底部结合处的中心，即点焊试样由两个短槽钢板形状的折板焊接而成，点焊试样6的横断面为H形，点焊试样6的四个翼板分别与通过固定销3与支撑盘4紧固连接。本实用新型专用点焊试样6比十字型点焊试样的焊接简单，十字型点焊试样的结构定型精确度要求高，正交角度的精确度直接影响点焊试样测试结果的精确度；而本实用新型专用点焊试样6只需将两块U型折板件进行简单的定位对中就可焊接形成，本实用新型专用点焊试样6的结构误差更小，对点焊试样测试结果的精确度影响小。本实施例只需要一种点焊试样6和测试装置即可获得焊点的抗剪强度和抗拉强度，而不必分别制备点焊搭接试样和十字拉伸试样，其中十字拉伸试样的焊接操作复杂，拉伸试验也需要特定的结构较为复杂夹具。在本实施例中，上述支撑盘4为四分之一扇形圆盘，由90度圆弧外缘和直角外缘连接形成支撑盘4外缘，靠近直角外缘的直角处挖开一个矩形开口，矩形开口的各个边缘分别与直角外缘的两边平行，固定销装配孔设置在靠近矩形开口的长边边缘处，两套辅助定位夹紧机构单元的支撑盘4的矩形开口进行相对扣合组装配置，同时对点焊试样6的两个加载端进行加载。四分之一扇形圆盘上完全能实现布局以支撑盘4的圆心为中心的相互位置关系为0° 90°之间的调角定位孔5分布设置，满足各种载荷角度的检测需要。在本实施例中，每个上述支撑盘4上均匀分布设置4个调角定位孔5，四个调角定位孔5分别确定焊点承受纯剪载荷方向、30度载荷方向、60度载荷方向和纯拉载荷方向。点焊试样6通过四个固定销3与两个支撑盘4相连，通过两个支撑盘4分别与点焊试样6相对扣合组装配置，使沿着夹杆I轴线的载荷方向与点焊试样6的两板接合面之间形成0°夹角，可测量焊点的抗纯剪载荷强度，所测得的焊点抗剪强度相对于传统的点焊搭接试样能更真实反映焊点的抗剪切能力。使用本实施例拉伸试验辅助定位夹紧装置时，首先将夹杆I固定到电子万能试验机的楔形拉伸夹具上，进行可靠安装，将支撑盘4放在夹杆I的矩形槽内，支撑盘4上周向分布的调角定位孔5要与夹杆I头部的矩形槽上的径向定位销通孔同轴，再将铰接连接销2插入两定位销通孔中，使支撑盘4与夹杆I形成铰链连接，支撑盘4必须能够以两定位销通孔的轴线为中心在夹杆I头部的矩形槽内自由转动，这样可以消除夹持时对点焊试样6施加的预应力。安装点焊试样6时，支撑盘4要按图1所示的方式进行放置，然后将四个固定销3插入支撑盘4对应的固定销装配孔中，使点焊试样6与支撑盘4之间无相对运动。支撑盘4圆周方向的四调角定位孔5分别辅助形成不同的载荷方向，通过夹杆I与支撑盘4的不同调角定位孔5的配置，可以使载荷方向与点焊试样6的两板接合面之间形成0°、30°、60°和90°夹角，其中0°和90°夹角的载荷方向可以测得焊点的抗剪强度和抗拉强度。将点焊试样6与支撑盘4固定好之后，再将夹杆I与支撑盘4通过铰接连接销2连接，然后把电子万能试验机上的载荷值清零，将夹杆I固定到可移动的楔形拉伸夹具上，进行拉伸试验。实施例二:本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于:在本实施例中，参见图3，夹杆I轴线的载荷方向与点焊试样6的两板接合面之间形成30°夹角，可测量焊点的载荷强度。本实施例采用的点焊试样6与实施例一采用的点焊试样6相同。本实施例点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置能精确测量焊点承受与焊接平面成30°夹角的载荷实验数据。实施例三:本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:在本实施例中，参见图4，夹杆I轴线的载荷方向与点焊试样6的两板接合面之间形成90°夹角，可测量焊点的抗纯拉载荷强度。本实施例采用的点焊试样6与实施例一采用的点焊试样6相同。本实施例点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置能精确测量焊点承受纯拉伸载荷的实验数据。上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，包括直接对点焊试样(6)进行拉伸加载的辅助定位夹紧装置，所述辅助定位夹紧装置包括两套相同的辅助定位夹紧机构单元，每套所述辅助定位夹紧机构单元皆包括固定销连接机构和一个夹杆(I)，所述夹杆(I)的尾部与拉伸试验机的夹具直接固定连接，其特征在于:每套所述辅助定位夹紧机构单元还包括一个支撑盘(4)，所述支撑盘(4)的外缘由圆弧形外缘和直线型外缘连接构成，每个所述固定销连接机构分别包括两个固定销(3)，所述支撑盘(4)的直线型外缘部分和点焊试样(6)的一个加载端接各设有两个固定销装配孔，两个所述固定销(3)使所述支撑盘(4)和点焊试样(6)进行装配紧固连接，使所述支撑盘(4)和点焊试样(6)之间无相对运动，靠近并沿着所述支撑盘(4)圆弧形外缘分布一系列调角定位孔(5)，所述夹杆(I)的头部形成矩形槽，所述矩形槽设有两个同轴的定位销通孔，所述支撑盘(4)的圆弧形外缘直接放在所述矩形槽内，一根铰接连接销(2)同时穿过所述矩形槽的两个同轴的定位销通孔和所述支撑盘(4)的一个调角定位孔(5)，使所述支撑盘(4)与所述夹杆(I)形成铰链连接，所述支撑盘(4)能以所述铰接连接销(2 )的轴线为中心在所述夹杆(I)的矩形槽内自由转动，所述铰接连接销(2)可活动自由拆装，另一套所述辅助定位夹紧机构单元的支撑盘(4)的直线型外缘部分与点焊试样(6)的另一个加载端装配紧固连接。
2.根据权利要求1所述的点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，其特征在于:所述支撑盘(4)为四分之一扇形圆盘，由90度圆弧外缘和直角外缘连接形成所述支撑盘(4)外缘，靠近直角外缘的直角处挖开一个矩形开口，矩形开口的各个边缘分别与直角外缘的两边平行，所述固定销装配孔设置在靠近矩形开口的长边边缘处，两套所述辅助定位夹紧机构单元的支撑盘(4)的矩形开口进行相对扣合组装配置，同时对点焊试样(6)的两个加载端进行加载。
3.根据权利要求2所述的点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，其特征在于:每个所述支撑盘(4)上均匀分布设置4个调角定位孔(5)，通过两个所述支撑盘(4)相对扣合组装配置，使沿着所述夹杆(I)轴线的载荷方向与点焊试样(6)的两板接合面之间形成0°、30°、60°和90°夹角，其中施加0°夹角的拉伸载荷只用于测量焊点的抗纯剪载荷强度，其中施加90°夹角的拉伸载荷只用于测量焊点的抗纯拉载荷强度。
专利摘要本实用新型公开了一种点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置，包括夹杆，支撑盘和销子三部分组成。夹杆一端为夹持部分，另一端开有矩形槽和径向孔，用以与支撑盘配合，形成铰链连接，使支撑盘能够以径向孔为中心在一定角度范围内自由转动。在支撑盘周向分布有四个调角定位孔，载荷方向通过两支撑盘的调角定位孔之间的相对位置关系确定，可确定焊点承受纯剪载荷方向、30度载荷方向、60度载荷方向和纯拉载荷方向。由于点焊试样与支撑盘相接触的侧壁增大了试样的刚度，导致试样中两板相接触的区域在拉剪过程中的变形受到抑制，熔核的旋转也因此得以减轻，于是焊点所受的载荷中剪切力的比重更大，使所测得的焊点抗剪强度更真实地反映焊点的抗剪切能力。
文档编号G01N3/04GK203011766SQ20122072329
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者王武荣, 韦习成, 李萌, 季钰荣 申请人:上海大学