一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具的制作方法

本技术方案涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具。

背景技术：

随着我国海洋经济总量持续快速增长，海洋基础设施建设规模不断加大，海洋工程结构物的建设和维护对水下焊接技术提出了迫切的技术需求。与水下干法焊接与局部干法焊接技术相比，水下湿法焊接技术具有设备简单、操作灵活和适应性强的特点，在实际工程应用中具有显著的优势。然而在水下湿法焊接过程中，电弧对水的热分解作用造成焊缝熔池中H 浓度高，熔敷金属中形成氢致延迟裂纹的几率增大，极大影响海洋结构物的服役安全。因此，对水下湿法焊接熔敷金属中扩散氢含量进行测定是极为重要的。

国家标准对熔敷金属中扩散氢测定方法进行了明确规定，对试件焊制使用的水冷铜夹具进行了介绍。该水冷铜夹具是针对常规陆上电弧焊熔敷金属扩散氢测定，为方便息弧后试件组合的快速分离，使用了高导热率的铜材料，并带有水冷通道设计。然而在水下湿法焊接过程中，环境中的水冷作用能保证试件的良好散热，因此不需要使用国家标准中推荐的水冷铜夹具。且实际水下湿法焊接过程中能见度差，焊缝成型不敢保证像常规陆上焊接一样平直，如果采用国家标准中推荐的水冷铜夹具，极易因焊缝金属偏离造成试验焊缝与夹具熔合，损伤夹具。因此为保证试验成功率，节约夹具制备成本，有必要针对水下湿法焊接熔敷金属中的扩散氢测定设计专用夹具。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有扩散氢测试夹具结构复杂和水下湿法焊接能见度差造成夹具易损毁的不利特点，提供低成本的一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具。

一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具，包括底部衬板、固定在底部衬板上的定位板和紧固螺母、与定位板连接的第一紧固夹板、与第一紧固夹板相配合的第二紧固夹板、调节紧固夹板位置与紧固螺母相配合的紧固螺栓。定位板和紧固螺母分别通过角焊（点焊）和点焊的形式固定在底部垫板上，且定位板和紧固螺母与底部垫板之间应保持平行。

底部衬板和定位板的材料是低碳钢板。

第一紧固夹板和第二紧固夹板的材料为低碳钢板或C≤0.18%、S≤0.02%的非合金镇静钢板。

定位板、底部衬板、第一紧固夹板和第二紧固夹板长度相同。底部衬板、定位板及紧固板的长度可以适当增大，但应保证它们的长度一致，上述三种试板的宽度可以适度调整，但应保证它们与螺栓配合可以有效压紧熔敷金属测试试件。定位板与紧固板的侧面应铣平整，以保证定位板与紧固板及紧固板与测试试件之间能牢固压紧，从而确保水下湿法焊接熔敷金属制备过程的稳定性。

紧固螺母中心线与定位板中心线相平。采用点焊或角焊形式将定位板固定在底部衬板一侧，保持定位板与底部衬板边沿平行；采用点焊形式将两颗M8紧固螺母固定在底部衬板另一侧，使得紧固螺母与定位板平行。

底部衬板尺寸为300×200×10 mm³，定位板尺寸为40×200×10 mm³，第一紧固夹板和第二紧固夹板尺寸均为60×200×10 mm³。

紧固螺栓为M8外六角螺栓，紧固螺母为M8外六角螺母。

底部衬板和定位板厚度不小于10mm。

本技术方案通过调节紧固螺栓，方便快捷的实现紧固夹板与焊缝试件组合的装载与拆卸，卡具形式和结构简单、加工简便、使用方便、成本低廉、灵活可调，有效解决了水下湿法焊接可见度差造成试验成功率低的问题。

附图说明

图1：本实用新型一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具结构主视图；

图2：本实用新型一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具结构俯视图；

图3：本实用新型一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具结构左视图；

图4：本实用新型一种水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具焊缝试件组合示意图。

其中：1.底部衬板；2.定位板；3.紧固螺栓；4.紧固螺母；5.第一紧固夹板；6.第二紧固夹板；7.引弧板；8.中间试块；9.引出板。

具体实施方式

下面结合附图1-4，详细说明本技术方案的实施方式。

实施例1

采用低碳钢板制备底部衬板1、定位板2、第一紧固夹板5和第二紧固夹板6，将定位板2通过点焊或角焊形式固定在底部衬板1上面，定位板外边距离垫板外边距离为80 mm；将紧固螺母4通过点焊形式固定在底部衬板1上面，两个紧固螺栓3、两个紧固螺母4的中心分别距离底部衬板1的左右两边距离为50 mm，距离底部衬板1的下边沿距离为20－50 mm。制备如图4所示的焊缝试件组合，并进行相应去氢处理。鉴于水下湿法焊接能见度较差，焊缝的平直度不及陆上焊制的焊缝，为避免焊缝熔敷到紧固夹板上而造成试验作废，可适当加大焊缝试件组合的宽度。将焊缝试件组合平行摆放在第一紧固夹板5和第二紧固夹板6之间，第一紧固夹板5紧贴定位板2摆放，通过拧紧紧固螺栓3，使定位板、紧固夹板与焊缝试件组合之间紧密贴合。将紧固的试件组合安放在水下并进行水下湿法焊接试验。焊接完成后，迅速拧松紧固螺栓3，取出焊缝试件组合，并通过敲击等方式迅速将中间试块与引弧板和引出板分离，对熔敷金属开展扩散氢测试。

实施例2

鉴于水下湿法焊接可见度差，焊缝不易走平直，一旦焊缝熔敷到紧固夹板上，试验即告失败，造成人力和财力的损失。本方案将第一紧固夹板5和第二紧固夹板6同时用作焊缝试件组合中的引弧板和引出板，能大幅提高试验的成功率。具体的实施方案如下：

采用低碳钢板制备底部衬板1和定位板2；采用C≤0.18%、S≤0.02%的非合金镇静钢板制备第一紧固夹板5和第二紧固夹板6和图4中的中间试块，并对其进行除氢处理。将定位板2通过点焊或角焊形式固定在底部衬板1上面，定位板外边距离垫板外边距离为80 mm；将紧固螺母4通过点焊形式固定在底部衬板1上面，两个紧固螺栓3、两个紧固螺母4的中心分别距离底部衬板1的左右两边距离为50 mm，距离底部衬板1的下边沿距离为20－50 mm。将中间试块垂直摆放在第一紧固夹板5和第二紧固夹板6之间，第一紧固夹板5紧贴定位板2摆放，通过拧紧固螺母4，使定位板、紧固夹板与焊缝试件组合之间紧密贴合。将紧固的试件组合安放在水下并进行水下湿法焊接试验。焊接完成后，迅速拧松紧固螺栓3，并通过敲击等方式迅速将中间试块与第一紧固夹板5和第二紧固夹板6分离，对熔敷金属开展扩散氢测试。

在上述实施方式中，省去了引弧板与引出板的制备，引弧焊缝和引出焊缝将熔敷在第一紧固夹板5和第二紧固夹板6上，通过更换中间试块并调整中间试块在第一紧固夹板5和第二紧固夹板6之间的水平位置，一套夹板可用作多组试件的引弧板和引出板，可有效降低水下湿法焊接熔敷金属扩散氢测试用夹具的制备成本。

实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。