用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，它包括上下对称设置的上夹具和下夹具，所述上夹具和下夹具外套设有圆筒形的套筒，所述圆筒形的套筒的上下端敞开，所述上夹具包括圆柱形的上压头，所述上压头的下半部开设有阶梯形的上缺口，所述下夹具包括圆柱形的下压头，所述下压头的下半部开设有与上缺口相配合的阶梯形的下缺口；被测的搭接接头设置在上压头和下压头之间。本实用新型能够准确的测量金属板料之间钎焊以及扩散焊的搭接接头的剪切强度，并可适用不同材料的接头剪切强度的测量。
【专利说明】用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于焊接测试【技术领域】，尤其涉及一种用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置。
【背景技术】
[0002]在焊接【技术领域】中，尤其是钎焊或扩散焊【技术领域】中，经常需要对焊接形成的搭接接头进行剪切强度的测量。中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局与中国国家标准化管理委员会合作发布了 GB/T 11363-2008《钎焊接头强度试验方法》。该试验方法中是将两片已按标准加工好的试样搭接在一起，两端加持在拉伸试验机上沿反方向对拉，直到试样拉裂为止。然而这种试验方法有个很明显的缺陷，即在拉伸的过程中，搭接接头的接头所在表面承受的是十字拉伸，而不是均匀的正向拉伸，变形也不是各向同性，若试样在力的作用下没有发生塑性变形而断裂，则接头部位是在力矩的作用效果下断裂，测得结果并非是接头实际剪切力；若试样在力的作用下发生塑性变形而断裂，则接头是在分力的共同作用下断裂，测量所得的剪切力与接头实际剪切力不符，因而无法准确的反映出金属板料之间接头的剪切强度，另外该试验方法对试样尺寸要求高，加工不易，同时还浪费材料。
[0003]为了改进现有技术存在的问题，人们提出了各种各样的解决方案。例如，在相关【技术领域】，中国专利文献公开了一种接头剪切强度测试夹具[申请号:200420086454.7]，它包括上卡件、下卡件和套筒，套筒为上下通透的圆桶，该方案在一定程度上改进了现有技术，提高了测量的准确性，但是该方案仍然存在很多缺点，如:试样厚度不可改变；只适用于较硬材料，不能适用与较软材料，原因是若试样母材较软，屈服强度低，搭接接头的剪切强度大于试样的屈服强度，那么在剪切试验过程中试样会在剪断之前发生屈服变形，增大试验结果误差；对试样剪切过程不能实时观察；对夹具本身磨损不可修补。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，能够准确测量金属板料之间钎焊以及扩散焊的搭接接头的剪切强度，并可适用不同材料的接头剪切强度的测量。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，它包括上下对称设置的上夹具和下夹具，所述上夹具和下夹具外套设有圆筒形的套筒，所述圆筒形的套筒的上下端敞开，所述上夹具包括圆柱形的上压头，所述上压头的下半部开设有阶梯形的上缺口，所述下夹具包括圆柱形的下压头，所述下压头的下半部开设有与上缺口相配合的阶梯形的下缺口 ；被测的搭接接头设置在上压头和下压头之间。
[0006]所述上缺口包括从上到下依次排列设置的第一阶梯横面、第二阶梯竖面、第三阶梯横面、第四阶梯竖面；所述下缺口包括从上到下依次排列设置的第五阶梯竖面、第六阶梯横面、第七阶梯竖面、第八阶梯横面；所述第二阶梯竖面和所述的第七阶梯竖面左右相对应且留有间隙，所述的第三阶梯横面和所述的第六阶梯横面上下相对应。
[0007]所述被测的搭接接头的接头部位上端面与第三阶梯横面接触，所述被测的搭接接头的接头部位下端面与第六阶梯横面接触。
[0008]所述第四阶梯竖面和第五阶梯竖面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内均设置有压紧螺钉。
[0009]所述第三阶梯横面和所述的第六阶梯横面上均固定设置有硬质刀片。
[0010]所述第三阶梯横面和第四阶梯竖面的连接部位、第五阶梯竖面和第六阶梯横面的连接部位均开设有凹槽，所述的硬质刀片镶嵌在所述凹槽内。
[0011]所述被测的搭接接头的接头部位上端面与第三阶梯横面上设置的硬质刀片接触，所述被测的搭接接头的接头部位下端面与第六阶梯横面上设置的硬质刀片接触。
[0012]所述套筒上开设有用于观察被测的搭接接头的窗口。
[0013]所述上压头的上端固定设置有上压盘，所述下压头的下端固定设置有下压盘。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]1、本实用新型中被测的搭接接头的接头部位上端面与第三阶梯横面接触，被测的搭接接头的接头部位下端面与第六阶梯横面接触，该设计能够克服焊缝所在剪切表面的变形不是各向同性的均匀变形的缺陷，使焊缝处于单纯剪切状态，测量结果更加精确，更符合理论值，而且该设计不仅可以适用于试样母材较硬材料，也可适用于试样母材较软的材料，克服了【背景技术】中现有技术方案对材料限制的缺陷；
[0016]2、本实用新型对制作装置本身的材料的力学性能要求较低，(因为材料的抗压强度大于材料的抗拉强度，同济版《材料力学》有提及脆性材料的抗压强度远远大于抗拉是强度)，制造成本低，便于推广应用；
[0017]3、本实用新型对被测的搭接接头的尺寸要求较小，可以弥补GB/T 11363— 2008标准中试验方法浪费材料的缺陷；
[0018]4、本实用新型中第四阶梯竖面和第五阶梯竖面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内均设置有压紧螺钉，该设计使本实用新型可以适用一定范围内的厚度的试样，压紧螺钉和螺纹孔的配合应用可以克服试样厚度不可调的缺陷；
[0019]5、套筒上开设有用于观察被测的搭接接头的窗口，可以实时观察剪切过程；
[0020]6、本实用新型中第三阶梯横面和所述的第六阶梯横面上均固定设置有硬质刀片，被测的搭接接头的接头部位上端面与第三阶梯横面上设置的硬质刀片接触，所述被测的搭接接头的接头部位下端面与第六阶梯横面上设置的硬质刀片接触，硬质刀片的硬度高、耐磨损，同时硬质刀片可以更换，避免了测试过程中试样对夹具本身造成不可修补的磨损；
[0021]7、上压头的上端固定设置有上压盘，所述下压头的下端固定设置有下压盘，试验时上压盘和下压盘与拉伸试验机接触，避免了测试过程中拉伸试验机对夹具本身造成的磨损，同时由于压盘的直径大于大头的直径，保证了试验过程中的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的结构主视图；
[0023]图2是本实用新型的结构左视图；
[0024]图3是本实用新型中上夹具的结构示意图；
[0025]图4是本实用新型中下夹具的结构示意图；
[0026]图5是本实用新型的工作原理图。
【具体实施方式】
[0027]如图1至图5所示，本实用新型的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，它包括上下对称设置的上夹具和下夹具，上夹具和下夹具外套设有圆筒形的套筒6，圆筒形的套筒6的上下端敞开，上夹具包括圆柱形的上压头3，上压头3的下半部开设有阶梯形的上缺口，所述上缺口包括从上到下依次排列设置的第一阶梯横面12、第二阶梯竖面13、第三阶梯横面14、第四阶梯竖面15，下夹具包括圆柱形的下压头10，下压头10的下半部开设有与上缺口相配合的阶梯形的下缺口，所述下缺口包括从上到下依次排列设置的第五阶梯竖面16、第六阶梯横面17、第七阶梯竖面18、第八阶梯横面19，第二阶梯竖面13和第七阶梯竖面18左右相对应且留有间隙，第三阶梯横面14和第六阶梯横面17上下相对应；第四阶梯竖面15和第五阶梯竖面16上开设有螺纹孔9，所述螺纹孔9内均设置有压紧螺钉8。被测的搭接接头5设置在上压头3和下压头10之间，被测的搭接接头5的接头部位上端面与第三阶梯横面接触14，被测的搭接接头5的接头部位下端面与第六阶梯横面17接触。
[0028]作为一种较为优化的技术方案，本实施例中第三阶梯横面14和第六阶梯横面17上均固定设置有硬质刀片4，第三阶梯横面14和第四阶梯竖面15的连接部位、第五阶梯竖面16和第六阶梯横面17的连接部位均开设有凹槽20，所述的硬质刀片4镶嵌在所述凹槽20内，被测的搭接接头5的接头部位上端面与第三阶梯横面14上设置的硬质刀片4接触，被测的搭接接头5的接头部位下端面与第六阶梯横面17上设置的硬质刀片4接触，套筒6上开设有用于观察被测的搭接接头的窗口 11，上压头3的上端固定设置有上压盘2，下压头10的下端固定设置有下压盘7。
[0029]被测的搭接接头5由两个长方形式样板料组成，两个试样板料尺寸一致，将两个长方形试样搭接钎焊或者扩散焊焊接到一起，试样在宽度方向对齐，搭接长度与夹具要求尺寸相对应。
[0030]本实用新型工作时，被测的搭接接头5放在上压头3和下压头10之间，被测的搭接接头5的接头部位上端面与第三阶梯横面接触14，被测的搭接接头5的接头部位下端面与第六阶梯横面17接触，套上套筒6，通过压紧螺钉8将被测的搭接接头5和上、下夹具固定在一起；再将上、下夹具放在拉伸试验机I上，上压盘2和下压盘7与拉伸试验机I接触，拉伸试验机I以恒定的挤压速度缓慢加载直至被测的搭接接头5的焊缝断裂，记录断裂时的载荷。
[0031]拉伸试验机I以0.5mm/min的速度进行缓慢加载,长方形试样的板料厚度在1_3毫米之间，要求便面光洁平整，没有被腐蚀，拉伸试验机I的载荷范围100KN，机架坚固耐用、大载荷试验系统。
【权利要求】
1.用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，它包括上下对称设置的上夹具和下夹具，所述上夹具和下夹具外套设有圆筒形的套筒，所述圆筒形的套筒的上下端敞开，其特征在于:所述上夹具包括圆柱形的上压头，所述上压头的下半部开设有阶梯形的上缺口，所述下夹具包括圆柱形的下压头，所述下压头的下半部开设有与上缺口相配合的阶梯形的下缺口 ；被测的搭接接头设置在上压头和下压头之间。
2.根据权利要求1所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述上缺口包括从上到下依次排列设置的第一阶梯横面、第二阶梯竖面、第三阶梯横面、第四阶梯竖面；所述下缺口包括从上到下依次排列设置的第五阶梯竖面、第六阶梯横面、第七阶梯竖面、第八阶梯横面；所述第二阶梯竖面和所述的第七阶梯竖面左右相对应且留有间隙，所述的第三阶梯横面和所述的第六阶梯横面上下相对应。
3.根据权利要求2所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述被测的搭接接头的接头部位上端面与第三阶梯横面接触，所述被测的搭接接头的接头部位下端面与第六阶梯横面接触。
4.根据权利要求3所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述第四阶梯竖面和第五阶梯竖面上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内均设置有压紧螺钉。
5.根据权利要求3或4所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述第三阶梯横面和所述的第六阶梯横面上均固定设置有硬质刀片。
6.根据权利要求5所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述第三阶梯横面和第四阶梯竖面的连接部位、第五阶梯竖面和第六阶梯横面的连接部位均开设有凹槽，所述的硬质刀片镶嵌在所述凹槽内。
7.根据权利要求6所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述被测的搭接接头的接头部位上端面与第三阶梯横面上设置的硬质刀片接触，所述被测的搭接接头的接头部位下端面与第六阶梯横面上设置的硬质刀片接触。
8.根据权利要求1所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述套筒上开设有用于观察被测的搭接接头的窗口。
9.根据权利要求1所述的用于测量搭接接头剪切强度的夹具装置，其特征在于:所述上压头的上端固定设置有上压盘，所述下压头的下端固定设置有下压盘。
【文档编号】G01N3/04GK203858156SQ201420286554
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】和平安, 康鹏 申请人:和平安