一种对螺柱焊T型接头抗拉强度测试的机械式测量工具的制作方法

本发明一种对螺柱焊t型接头抗拉强度测试的机械式测量工具，属于力学性能测试领域。

背景技术：

目前对于螺柱焊焊接质量的检测较多的是做弯曲测试和扭转测试，而若想测试其抗拉性能有较多不便。通常要对一种材料的抗拉强度测试主要是通过拉伸试验，这种测试方法往往对试样的形状和尺寸有一定的要求，一般为一定尺寸的棒状。螺柱焊是将螺柱或紧固件植焊到板件上，形成的是t型焊接接头，形状的限制给抗拉强度的测试带来了不便，无法使用传统的拉伸测试来测试其抗拉强度。于是需要一种测量工具来测量螺柱焊焊接接头的抗拉强度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种对螺柱焊t型接头抗拉强度测试的机械式测量工具，解决了螺柱焊焊接接头抗拉强度的测试问题。

一种对螺柱焊t型接头抗拉强度测试的机械式测量工具，待测螺柱植焊在板件上，呈倒t型结构，第一螺母通过螺纹连接在待测螺柱上，机械式测量工具包括带夹头的螺纹杆、固定夹座、第二螺母和扭力扳手，所述带夹头的螺纹杆包括螺纹杆和夹头，且所述螺纹杆一端与夹头一体成型，所述夹头下端内部开有第一螺母放置槽和螺柱放置槽，且所述螺柱放置槽设置在第一螺母放置槽下方，两者一体成型，所述固定夹座包括圆柱体夹座和固定座本体，所述圆柱体夹座设置在固定座本体一端，且两者一体成型，所述圆柱体夹座中间设有开口矩形槽，用于与夹头配合连接，所述第二螺母与螺纹杆配合连接，所述扭力扳手与第二螺母配合工作。

优选地，所述螺纹杆的螺纹为梯形螺纹，且所述第二螺母的螺纹与螺纹杆的螺纹相配合。

优选地，所述夹头的横截面为正六边形。

优选地，所螺纹杆的外螺纹外径记为d1，所述夹头的横截面的两条平行对边的距离记为d2，所述螺柱放置槽直径记为d3，所述第一螺母放置槽直径记为d4，所述夹头的横截面的对角线长记为d5，所述圆柱体夹座的开口槽的宽度记为d6，所述d6大于d1，且与d2间隙配合，所述d3与待测螺柱直径相配合，所述带夹头螺纹杆中第一螺母放置槽的最小横截面面积smin满足如下公式：式中s螺柱表示待测螺柱横截面积，σ螺柱为待测螺柱材料的抗拉强度，σ夹头为夹头材料的抗拉强度，依据上述公式确定d4和d5。

优选地，记螺纹杆的梯型螺纹的牙侧角为β，螺纹间的摩擦系数为f，则配合传力过程中当量摩擦角那么扭力扳手测得扭矩值t与螺柱拉断力fa之间的关系式为：其中d1为螺纹杆的外螺纹外径，ψ为螺纹升角，据此得到螺柱拉断力fa，进而根据待测螺柱的直径换算成抗拉强度。

有益效果：本发明提供的一种对螺柱焊t型接头抗拉强度测试的机械式测量工具，可对螺柱焊焊接接头的抗拉强度进行测试，用于螺柱焊焊后的质量检测，结构简单，适用性强。

附图说明

图1为t字型的待测螺柱焊焊接接头；

图2为旋有第一螺母的t字型的待测螺柱焊焊接接头；

图3为本发明的整体结构图；

图4为本发明的固定夹座的俯视图；

图5为本发明的固定夹座的剖面图；

图6为本发明的带夹头的螺纹杆的主视图；

图7为本发明的带夹头的螺纹杆的俯视图；

图8为本发明的第二螺母的俯视图；

图9为本发明的第二螺母的剖视图；

图中：带夹头的螺纹杆1、螺纹杆1-1、夹头1-2、第一螺母放置槽1-3、螺柱放置槽1-4、固定夹座2、圆柱体夹座2-1、固定座本体2-2、开口矩形槽2-3、第一螺母3-1、第二螺母3-2、扭力扳手4、待测螺柱5、板件6。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

一种对螺柱焊t型接头抗拉强度测试的机械式测量工具，待测螺柱5植焊在板件6上，呈倒t型结构，第一螺母3-1通过螺纹连接在待测螺柱5上，机械式测量工具包括带夹头的螺纹杆1、固定夹座2、第二螺母3-2和扭力扳手4，所述带夹头的螺纹杆1包括螺纹杆1-1和夹头1-2，且所述螺纹杆1-1一端与夹头1-2一体成型，所述夹头1-2下端内部开有第一螺母放置槽1-3和螺柱放置槽1-4，且所述螺柱放置槽1-4设置在第一螺母放置槽1-3下方，两者一体成型，所述固定夹座2包括圆柱体夹座2-1和固定座本体2-2，所述圆柱体夹座2-1设置在固定座本体2-2一端，且两者一体成型，所述圆柱体夹座2-1中间设有开口矩形槽2-3，用于与夹头1-2配合连接，所述第二螺母3-2与螺纹杆1-1配合连接，所述扭力扳手4与第二螺母3-2配合工作。

优选地，所述螺纹杆1-1的螺纹为梯形螺纹，且所述第二螺母3-2的螺纹与螺纹杆1-1的螺纹相配合。

优选地，所述夹头1-2的横截面为正六边形。

优选地，所螺纹杆1-1的外螺纹外径记为d1，所述夹头1-2的横截面的两条平行对边的距离记为d2，所述螺柱放置槽1-4直径记为d3，所述第一螺母放置槽1-3直径记为d4，所述夹头1-2的横截面的对角线长记为d5，所述圆柱体夹座2-1的开口矩形槽2-3的宽度记为d6，所述d6大于d1，且与d2间隙配合，所述d3与待测螺柱直径相配合，所述带夹头螺纹杆中第一螺母放置槽1-3的最小横截面面积smin满足如下公式：式中s螺柱表示待测螺柱横截面积，σ螺柱为待测螺柱材料的抗拉强度，σ夹头为夹头材料的抗拉强度，依据上述公式确定d4和d5。

优选地，记螺纹杆1-1的梯型螺纹的牙侧角为β，螺纹间的摩擦系数为f，则配合传力过程中当量摩擦角那么扭力扳手测得扭矩值t与螺柱拉断力fa之间的关系式为：其中d1为螺纹杆的外螺纹外径，ψ为螺纹升角，据此得到螺柱拉断力fa，进而根据待测螺柱的直径换算成抗拉强度。

图1为t字型的待测螺柱焊焊接接头(包括待测螺柱和板件)，采用本发明装置进行测量的具体方法如下：

步骤1：如图2所示，在待测螺柱上旋上第一螺母3-1，且在第一螺母3-1下端与板件之间留有一定的空间不旋至底部，用于测量工具的安装；

步骤2：将带夹头的螺纹杆1夹套在待测螺柱5上的第一螺母3-1上，并将带夹头的螺纹杆1夹在固定夹座2中，且固定夹座2底端与板件6接触；

步骤3：利用大量程的扭力扳手4作用在第二螺母3-2上，旋转扭力扳手4，直至螺柱被拉断，记录拉断时的扭矩值。结合螺纹杆1-1的相关参数计算拉断螺柱所需的力，从而得到待测螺柱5的抗拉强度。

本发明的工作原理如下：

螺柱焊是将螺柱或紧固件植焊于板件上，于是先在待测螺柱5上通过螺纹连接装配第一螺母3-1，然后通过本发明装置夹套住第一螺母3-1，再通过螺纹传动对第一螺母3-1进行拉伸。利用大量程的扭力扳手4作用在图4所示的第二螺母3-2上(第二螺母高度为待测螺柱直径的1.5倍以上)，旋转扭力扳手，直至待测螺柱被拉断，记录拉断时的扭矩值。结合螺纹杆的相关参数计算拉断螺柱所需的力，从而得到螺柱的抗拉强度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的两种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。