专利名称：一种防滑移焊接接头侧弯曲试样的制作方法
技术领域：
本实用新型属于材料力学测试领域，具体地，涉及一种防滑移焊接接头侧弯曲试样。
背景技术：
在焊接金属材料力学性能测试及研究中，有一个非常重要的力学性能测试试验-弯曲性能测试试验，导向弯曲试验是反映金属材料强度和韧性综合指标的力学性能试验，在新产品设计开发、产品检验中得到广泛应用，对保证产品质量具有重要意义。目前，金属材料试样导向弯曲试验一般采用三点弯曲(如图1所示)，即将长矩形试样放在具有一定跨度的两个支撑块上，然后通过一定直径的半圆形压头在试样中心位置施加载荷，压头向下运动，试样则以与压头的接触点为中心发生弯曲变形。同时，当弯曲到一定角度后，与支撑块实际接触的弯曲试样尺寸减小，原来设置的两支撑块之间的跨度将会使弯曲试样滑落，所以两支撑块需要适时相向移动夹紧弯曲试样，然后压头再在试样接触位置往下压，前述过程往复进行，直至试样被弯曲到规定角度。如果弯曲试样与支撑块接触的表面比较光滑，则在支撑块相向移动夹紧试样过程中，弯曲试样容易发生横向滑移，从而使继续弯曲部位偏离原指定位置。对于材质均勻的弯曲试样，上述偏移对试验结果无任何影响，然而，当弯曲试样材质不均勻时，弯曲试验过程中的试样横向偏移可能会造成试验结果无效。其中，焊接接头导向弯曲试样是最常遇到的非均勻材质试样，一般的，由于填充了焊接材料以及经过了焊接过程的加热和快速冷却作用，接头部位组织和性能与基体金属相比有很大区别。如果要通过弯曲试验得到焊接接头位置导向弯曲性能，而在试验过程中试样滑移使弯曲位置偏离焊缝中心，使得试样成为无效试样，则需要重新进行试验。对于焊接接头导向弯曲试验中的试样，一般分为正弯弯曲试样(即试样弯曲拉伸面为焊缝正面)、背弯弯曲试样(即试样弯曲拉伸面为焊缝背面)、侧弯弯曲试样(即试样弯曲拉伸面为焊缝截面)。对于正弯弯曲试样和背弯弯曲试样，试验过程中所述弯曲试样与支撑块接触的是材料轧制表面，粗糙度较大，一般不容易发生滑移，而侧弯弯曲试样与支撑块接触的是焊缝截面，其之前经过了相对精密的机械加工，接触表面相对平整光滑，因此， 在试验过程中容易发生横向滑移(如图2所示)，从而使压头原来对准的焊缝中心位置发生偏离，最终导致试验结果不能满足要求。为解决上述存在的问题，目前国内主要存在如下专利申请(专利)号201020284033. 0，专利名称用于异种材料焊接与连接的接头弯曲性能测试装置。该实用新型公开了一种用于测量异种材料弯曲力学性能指标的测量装置，解决了万能试验机试验作业时试件焊缝中心不能始终与压头按实验要求保持在同一铅垂面的难题。其技术方案是在装置的两只辊上对称分布两翼板，支撑一种金属试件，防止试件在弯曲过程中左右移动，同时也有缠绕导向的作用弯曲过程中使试件缠向压头的边缘， 支撑翼板在试验过程中可沿试件一起沿支撑板末端轴做弧线运动。在两支撑板及其紧固系统的作用下试件可始终保持跟压头在同一轴线上。该实用新型中为避免试件在弯曲过程中左右移动(即本实用新型所述的滑移)， 所采取的技术方案为设置动态同步固定翼板，并在所述动态同步固定翼板上同时装有试件紧固螺栓，对其上部承载的焊接接头试件实行动态紧固定位作用，同时，所述动态同步固定翼板采用高强度钢制成。该实用新型提供的技术方案工艺复杂，为防止试件滑移还需额外设置紧固部件， 进而需要考虑部件的使用周期及紧固效果等因素，因而相应的增加了试验成本。
实用新型内容为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，所述侧弯曲试样通过在侧弯曲试样与两个支撑块接触的表面设计V型刻槽，从而保证弯曲试验过程中两个支撑块夹紧时侧弯试样与支撑块的定位，最终实现防止在该过程中导向侧弯曲试样的横向滑移，使试样弯曲变形精确的产生于预定位置。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，所述侧弯曲试样用于放置在弯曲试验机的支撑块上进行弯曲性能测试，其特征在于所述侧弯曲试样与支撑块接触面设置有V型刻槽，所述V型刻槽在焊接接头的焊缝两侧对称设置。根据本实用新型的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，更好的是，所述V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置1 3个。根据本实用新型的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，更好的是，当所述V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置1个时，所述V型刻槽深度为所述侧弯曲试样厚度T的1/6 1/4， 且> 2mm ；所述V型刻槽与支撑块平面形成的三角形中，两个底角均为45当所述V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置2 3个时，所述V型刻槽深度为所述侧弯曲试样厚度T的1/6 1/4，且2mm ；所述V型刻槽与支撑块平面形成的三角形中，一个底角为45°，靠近焊缝一侧底角为45°，远离焊缝一侧底角大于5°，且小于或者等于30°。根据本实用新型的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，更好的是，所述焊缝一侧的V 型刻槽与焊缝中心之间的距离为d d = L/3+W/6上式中，L为所述侧弯曲试样长度，W为所述支撑块之间的初始间距。本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样的有益效果为本实用新型可以普遍应用于厚壁材料焊接接头侧弯曲试验，特别是需要弯曲变形准确的产生在焊缝中心位置的场合，其有效避免了焊接接头侧弯曲试样弯曲试验过程中的横向滑移造成的试验结果无效，并节省了重新取样，重新进行弯曲试验的成本，缩短了试验周期。本实用新型主要针对导向侧弯曲试样本身进行设计与改进，不涉及弯曲试验设备的技术改造与拆装，操作简单、使用灵活，实施成本低，安全性能好，在厚壁材料焊接接头弯曲性能试验检验中具有良好的推广价值。
图1为焊接接头试样三点弯曲试验示意图。[0022]图2为焊接接头侧弯曲试样发生滑移时的示意图。图3为当V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置1个时，本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样示意图。图4为当V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置2 3个时，本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样示意图。图5为本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样弯曲试验过程示意图。图6为当V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置1个时，本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样中V型刻槽尺寸示意图。图7为当V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置2 3个时，本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样中V型刻槽尺寸示意图。图8为当V型刻槽在焊缝两侧分别对称设置1个时，本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样中V型刻槽位置示意图。图中，1、V型刻槽2、支撑块3、焊缝。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样进行进一步的解释说明。本实用新型的技术方案为第一、当V型刻槽1在焊缝3两侧分别对称设置1个时(如图3所示)，所述V型刻槽ι深度为所述侧弯曲试样厚度τ的1/6 1/4，且> 2mm ；所述V型刻槽与支撑块平面形成的三角形中，两个底角均为45°。此处，设置两个底角均为45°的原因在于使V型刻槽1与支撑块2啮合，形成自锁紧，进而防止侧弯曲试样滑移。(如图6所示)。此处所述的V型刻槽1深度即为V型刻槽1顶点到侧弯曲试样与支撑块2接触面的垂直距离。弯曲试验过程如下(参见图5)在材料焊接接头导向侧弯曲试样试验过程中与弯曲试验机的两组支撑块2相接触的一侧表面机械加工V型刻槽1，此V型刻槽1在焊缝3两侧对称位置分别加工。当弯曲压头下压，所述侧弯曲试样随之发生弯曲变形并向下移动，同时，侧弯曲试样与支撑块2顶部尖端的接触位置也不断移向远离焊缝3中心的试样两端，当所述接触位置正好移动到V 型刻槽1位置时，即停止操作弯曲压头的下压动作。此时，操作弯曲试验机，使支撑块2相向运动，进而夹紧侧弯曲试样，直至其弯曲角度达到要求值。由于这时弯曲试样上V型刻槽 1与支撑块2顶部尖端的啮合作用，实现了支撑快相向运动时二者的自锁紧，从而弯曲试样与两个支撑块2相对位置基本固定，所以，在两个支撑块2相向运动的整个过程中，焊接接头侧弯曲试样不再发生相对于支撑块2的横向滑移，可以保证弯曲变形精确的发生在指定位置。上述过程的导向弯曲角度是侧弯曲试样通过压头一次下压以及支撑块2—次相向运动夹紧即可实现。第二、当V型刻槽1在焊缝3两侧分别对称设置2 3个时(如图4所示)，所述 V型刻槽1深度为所述侧弯曲试样厚度T的1/6 1/4，且彡2mm ；所述V型刻槽1与支撑块2平面形成的三角形中，靠近焊缝3—侧底角为45°，远离焊缝3—侧底角大于5°，且小于或者等于30°。此处设置靠近焊缝3—侧底角为45°的目的在于使侧弯曲试样在弯曲试验过程中能与支撑块2啮合，以防止侧弯曲试样滑移；设置远离焊缝3 —侧底角大于 5°，且小于或者等于30°的目的在于防止侧弯曲试样上的V型刻槽1与支撑块2形成自锁紧，以达到对侧弯曲试样进行往复弯曲试验的目的。(如图7所示)。此处所述的V型刻槽1深度即为V型刻槽1顶点到侧弯曲试样与支撑块2接触面的垂直距离。弯曲试验过程如下(参见图5)其中，在焊缝3两侧分别对称设置2 3个V型刻槽1的目的在于在实际的焊接接头侧弯曲试验中，经常由于试样尺寸、支撑块2原始间距、弯曲角度等的不同而要求弯曲压头下压以及支撑块2相向运动夹紧过程依次往复进行，方能达到弯曲变形要求。此时，就需要在焊接接头侧弯曲试样焊缝3两侧截面上设计若干组V型刻槽1，即每当压头下压、弯曲试样向下移动直至某组V型刻槽1到达支撑块2顶部尖端并与其啮合时，启动两个支撑块2相向运动夹紧侧弯曲试样，这样方能保证每次夹紧过程中试样均不会出现横向滑移。 而且，当支撑块2前一次夹紧完成，随后进行后续压头下压时，V型刻槽1与支撑块2顶部尖端不会被锁紧，从而使后续弯曲过程能够顺利进行。第三、所述V型刻槽1的设置位置为a、当V型刻槽1在焊缝3两侧分别对称设置1个时，所述焊缝3 —侧的V型刻槽 1与焊缝3中心之间的距离d为d = L/3+W/6，式中，L为所述侧弯曲试样长度，W为所述支撑块2之间的初始间距。即弯曲试样在支撑块上放置好后，在试样单侧支撑部分的2/3处进行V型刻槽(如图8所示)。b、当V型刻槽1在焊缝3两侧分别对称设置2 3个时，焊缝两侧第一组V型刻槽1位置与前述a中情形相同，即位于所述侧弯曲试样位于焊缝3中心一侧部分的2/3处， 然后在剩余支撑部位再均勻的加工1 2个V型刻槽(如图4所示)，这样，焊缝两侧V型刻槽1总数量不多于6个。通过如上技术方案，即可得到本实用新型提供的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，所述侧弯曲试样通过在侧弯曲试样与两个支撑块接触的表面设计V型刻槽，从而保证弯曲试验过程中两个支撑块夹紧时侧弯试样与支撑块的定位，最终实现防止在该过程中导向侧弯曲试样的横向滑移，使试样弯曲变形精确的产生于预定位置。
权利要求1.一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，所述侧弯曲试样用于放置在弯曲试验机的支撑块 (2)上进行弯曲性能测试，其特征在于所述侧弯曲试样与支撑块接触面设置有V型刻槽 (1)，所述V型刻槽(1)在焊接接头的焊缝C3)两侧对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，其特征在于所述V型刻槽(1)在焊缝C3)两侧分别对称设置1 3个。
3.根据权利要求2所述的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，其特征在于当所述V型刻槽(1)在焊缝C3)两侧分别对称设置1个时，所述V型刻槽(1)深度为所述侧弯曲试样厚度T的1/6 1/4，且彡2mm;所述V型刻槽(1)与支撑块(2)平面形成的三角形中，两个底角均为45°。
4.根据权利要求2所述的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，其特征在于当所述V型刻槽(1)在焊缝C3)两侧分别对称设置2 3个时，所述V型刻槽(1)深度为所述侧弯曲试样厚度T的1/6 1/4，且> 2mm;所述V型刻槽(1)与支撑块( 平面形成的三角形中，靠近焊缝(3) —侧底角为45°，远离焊缝(3) —侧底角大于5°，且小于或者等于30°。
5.根据权利要求2所述的一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，其特征在于所述焊缝(3) 一侧的V型刻槽(1)与焊缝(3)中心之间的距离为d d = L/3+W/6上式中，L为所述侧弯曲试样长度，W为所述支撑块( 之间的初始间距。
专利摘要本实用新型涉及一种防滑移焊接接头侧弯曲试样，所述侧弯曲试样用于放置在弯曲试验机的支撑块(2)上进行弯曲性能测试，其特征在于所述侧弯曲试样与支撑块接触面设置有V型刻槽(1)，所述V型刻槽(1)在焊接接头的焊缝(3)两侧对称设置。通过使用本实用新型提供的侧弯曲试样，通过在侧弯曲试样与两个支撑块接触的表面设计V型刻槽，从而保证弯曲试验过程中两个支撑块夹紧时侧弯试样与支撑块的定位，最终实现防止在该过程中导向侧弯曲试样的横向滑移，使试样弯曲变形精确的产生于预定位置。
文档编号G01N3/00GK202182844SQ20112026098
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者刘硕, 钱伟方 申请人:宝山钢铁股份有限公司