用于低温条件下焊接接头微区力学性能的冲压试验装置的制作方法

本实用新型涉及用于低温条件下焊接接头微区力学性能的冲压试验装置，属于焊接接头试样测试装置领域。

背景技术：

焊接接头是由焊缝、熔合区、热影响区和母材组成，焊件在热能的作用下熔化形成熔池，热源离开熔池后，熔化金属(熔池里的母材金属和填充金属)冷却并结晶，与母材连成一体，即形成焊接接头。

焊接接头在不同程度上存在着力学性能的不均匀性，已广泛应用在航空、航天、桥梁、船舶、能源、交通、化工、武器、机械、电子以及各种金属结构等工业部门。而且随着科学技术的不断发展，焊接接头的使用环境也发生着极大的变化，尤其在低温环境条件下工作的大型焊接件，其焊接接头内部及其容易出现各种焊接缺陷，致使焊接结构件发生疲劳开裂，如果焊接接头发生开裂，会对焊接件造成严重的危害，甚至会危及人类的生命财产等方面，这就使得研究焊接接头在低温环境条件下的微区力学性能尤为重要，

冲压性能是金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力，冲压性能与材料的机械性能(强度、刚度、塑性、各向异性等)密切相关，所以基于现有的焊接接头微区力学性能的试验方法，研发一种低温条件下焊接接头微区力学性能的冲压试验装置非常重要，从而使得人们对低温环境条件下工作的三向受拉状态下的焊接件焊接接头部位更加深入的了解，了解焊接接头在受到冲压变形而不断裂的能力，进而解决其三向受拉条件下的焊接件在低温环境条件下工作时发生失效等问题。

技术实现要素：

本实用新型提出用于低温条件下焊接接头微区力学性能的冲压试验装置，从而使得人们对低温环境条件下工作的三向受拉状态下的焊接件焊接接头部位更加深入的了解，了解焊接接头在受到冲压变形而不断裂的能力，进而解决其三向受拉条件下的焊接件在低温环境条件下工作时发生失效等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型用于低温条件下焊接接头微区力学性能的冲压试验装置，包括底座与上模，所述底座中心处开设有圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽内壁处设有保温层，所述底座上方设有导向柱，所述导向柱一侧连接有径向入液口，所述导向柱底部设有导向头，所述导向头卡入连接于所述圆弧形凹槽中，所述导向柱内部中心处开设有圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽底部中心处设有收集筒，所述收集筒底部安装有橡皮塞，所述收集筒一侧设有出液口，所述圆柱形凹槽内安装有下模，所述下模中心处开设有落料孔，所述下模顶部设有导向压头，所述导向压头的底部与顶部分别设有端头与尾杆，所述导向压头中心设有导向孔，所述导向孔中安装有压杆与冲压压头，所述上模中心开设有中心孔套。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述下模的底部与收集筒顶部平齐，所述下模顶部设有与所述的冲压压头配合的半球形凹槽。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述落料孔形状为锥形，且所述落料孔底部与所述收集筒连通。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述导向压头包括压头主体及与所述压头主体端部连接的端头、尾杆，所述导向压头的压头主体直径与所述下模直径相等，且安装于同一条中心线处。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中心孔套设于导向压头的尾杆与导向柱尾部外圈处。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述冲压压头设于压杆下方，且所述冲压压头的顶部与所述压杆的底部平齐，所述冲压压头底部形状为半球形，所述冲压压头的材质为铬钨锰。

本实用新型所达到的有益效果是：该底座通过螺栓固定在万能试验机上，将导向柱放入底座中，然后通过径向入液口通入低温液体，将下模放入圆柱形凹槽中，之后将待测试样放置在下模上，然后将导向压头放入，进而固定待测试样，之后将冲压压头放入导向压头导向孔中(根据不同的焊接接头焊缝宽度可选择不同的压头)，然后将压杆放入导向压头的导向孔中，通过万能试验机施加压力，通过压杆传递压力到冲压压头上，通过冲压压头可冲压试样，直至将试样冲断为止，利用万能试验机的载荷传感器和位移传感器来采集数据，获得三向受拉条件下的焊接接头低温微区的载荷-位移曲线，使得人们对低温环境条件下工作的三向受拉状态下的焊接件焊接接头部位更加深入的了解，进一步了解焊接接头在受到冲压变形而不断裂的能力。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的冲压压头与下模配合使用拉伸试样的示意图；

图中：1、尾杆；2、压杆；3、导向压头；4、冲压压头；5、端头；6、圆柱形凹槽；7、下模；8、圆弧形凹台；9、导向头；10、橡皮塞；11、底座；12、出液口；13、收集筒；14、落料孔；15、导向柱；16、中心孔套；17、上模；18、径向入液口；19、导向孔；20、保温层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型提供用于低温条件下焊接接头微区力学性能的冲压试验装置，包括底座11与上模17，所述底座11中心处开设有圆弧形凹槽8，所述圆弧形凹槽8内壁处设有保温层20，所述底座11上方设有导向柱15，所述导向柱15一侧连接有径向入液口18，在安放所测焊接接头试样之前可方便冲入低温液体，所述导向柱15底部设有导向头9，所述导向头9卡入连接于所述圆弧形凹台8中，所述导向柱15内部中心处开设有圆柱形凹槽6，所述圆柱形凹槽6底部中心处设有收集筒13，所述收集筒13底部安装有橡皮塞10，进而防止低温液体遗漏，橡皮塞10可方便取出，进而可取顺利出测试试验后的废样，所述收集筒13一侧设有出液口12，所述圆柱形凹槽6内安装有下模7，所述下模 7中心处开设有落料孔14，所述下模7顶部设有导向压头3，所述导向压头3的底部与顶部分别设有端头5与尾杆1，所述导向压头3中心设有导向孔19，所述导向孔19中安装有压杆2与冲压压头4，所述上模17中心开设有中心孔套16。

所述下模7的底部与收集筒13顶部平齐，所述下模7顶部设有与所述的冲压压头4配合的半球形凹槽，从而通过冲压压头4可冲压试样，所述落料孔14 形状为锥形，且所述落料孔14底部与所述收集筒13连通，所述导向压头3包括压头主体及与所述压头主体端部连接的端头5、尾杆1，所述导向压头3的压头主体直径与所述下模7直径相等，且安装于同一条中心线处，导向压头3用来固定待测试样，所述中心孔套16设于导向压头3的尾杆1与导向柱尾部外圈处，所述冲压压头4设于压杆2下方，且所述冲压压头4的顶部与所述压杆2的底部平齐，所述冲压压头4底部形状为半球形，所述冲压压头4的材质为铬钨锰，使用寿命较长，疲劳时效后可方便更换。

本实用新型在使用时，该底座11通过螺栓固定在万能试验机上，底座11 安装之后，将导向柱15放入底座11中，然后通过径向入液口18通入低温液体，待低温液体达到圆柱形凹槽6内所计算好的刻度处，然后将下模7放入圆柱形凹槽6中，下模7中心处的落料孔14与导向柱15、底座11中心线对齐，之后将待测试样放置在下模7上，让待测试样所要测试的部位与下模落料孔14对中；然后将导向压头3放入，进而固定待测试样，并且使导向压头3、导向孔19和落料孔14对中，之后将冲压压头4放入导向压头3导向孔中(根据不同的焊接接头焊缝宽度可选择不同的压头)，然后将压杆2放入导向压头3的导向孔中，之后将上模17盖上；最后通过万能试验机施加压力，通过压杆2传递压力到冲压压头4上，通过冲压压头4可冲压试样，直至将试样冲断为止，利用万能试验机的载荷传感器和位移传感器来采集数据，获得三向受拉条件下的焊接接头低温微区的载荷-位移曲线，进一步了解焊接接头在受到冲压变形而不断裂的能力。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。