試驗一平板焊接變形的測量與分析一、試驗?zāi)康蘑卑盐掌桨迨湛s變形、撓曲變形及角變形的根本方法。⒉生疏平板堆焊收縮變形、撓曲變形及角變形的產(chǎn)生緣由和分布規(guī)律。二、焊接設(shè)備、試驗條件及測量工具和儀器㈠焊接方法及設(shè)備焊接方法：手工電弧焊、TIG自動焊焊接工裝：隨焊沖擊掌握焊接變形裝置、旋轉(zhuǎn)擠壓掌握焊接變形裝置㈡試驗條件⒈試件尺寸：2mm×150mm×300mm〔Q235鋼〕6mm×150mm×300mm〔Q235鋼〕2~4mm×150mm×300mm〔LY12鋁合金〕⒉試件材料：Q235A、⒊焊接標(biāo)準(zhǔn)：見下表板厚焊接電流2mm鋼90A110A6mm鋼170A190A2~4mm鋁合金120A200A⒋測點分布1、2所示圖1 2mm板測點分布圖2 6mm板測點分布6mm板：橫向收縮、角變形以及撓曲變形均測。2mm板：只測角變形及撓曲變形。㈢測量工具與儀器三、測量方法1、橫向收縮變形的測量橫向收縮變形承受引伸儀來測量。引伸儀構(gòu)造見圖3。圖3 引伸儀構(gòu)造示意圖其中：⒈百分表；⒉鉸鏈；⒊活動支腿；⒋固定支腿；⒌彈簧。4放在豎線PB0B1。分別填入附表內(nèi)，其差差值的平均值即為該位置的橫向收縮變形值。2、撓曲變形的測量撓曲變形的測量承受帶支腿的鋼板尺和游標(biāo)卡尺來測量。4撓曲變形測量示意圖2為試件。使用游標(biāo)卡尺分別測出焊前、焊1J、K、L、M、N、P、Q、R八條豎線上的撓曲變形。對2J、L、M、N、P、R六條豎線上的撓曲變形。3、角變形的測量與計算角變形的測量同樣承受帶支腿的鋼板尺和游標(biāo)卡尺來測量，但需進展計算。5角變形的測量示意圖的值，就可以計算出α1、α2，也即可算出角度來。由于所用試件焊2mm1A、B、C、D、E、F、G、H6mm板要測A、B、C、F、G、H六條線上的角變形。四、試驗步驟及內(nèi)容⒈了解測量收縮變形、撓曲變形及角變形的工具和方法。⒉對試件初始狀態(tài)全部數(shù)據(jù)進展測量。2mm、6mm1中的兩種標(biāo)準(zhǔn)各焊一塊。⒋測量試件焊后的全部數(shù)據(jù)。五、試驗報告要求⒈按附表內(nèi)容把測量數(shù)據(jù)或計算結(jié)果填入表內(nèi)。有何不同并分析其緣由試驗二焊接加熱及冷卻過程中接頭動態(tài)彎曲變形的測量與分析一、試驗?zāi)康臏y量方法和儀器設(shè)備使用；入了解焊接過程中瞬時彎曲撓度的變化規(guī)律；二、試驗裝置及試驗材料)1臺(二)板條夾持裝置(自制) 1套(三試驗臺(自制) 1套(1臺(五)鉗形電流表(0～250A) 1只(六電壓表(0～75V) 1只(七)低碳鋼板(500—6004～6h高溫回火)40×60×10ｍｍ2塊40×80×10ｍｍ2塊40×100×10ｍｍ2塊根試驗臺示意圖三、試驗原理(圖ｈ對于焊接加熱及冷卻過程中彎曲撓度ｆ的變化有明顯影響(2)。板寬ｈ增大時，板條的抗縱向彎曲慣性矩Ｊ或ＥＪ圖１沿板邊緣敷焊時的板條彎曲變形圖１沿板邊緣敷焊時的板條彎曲變形圖２板條寬度ｈ對于彎曲變形的影響(3)焊條的瞬時彎曲撓度和冷卻終了的剩余彎曲撓度與Ｉ之間并不是單調(diào)的線性關(guān)系。焊因此，當(dāng)Ｕ及Ｖ均保持不變時，焊接電流的影響表現(xiàn)為隨著Ｉ的漸漸增大，弧 焊 焊板條末端的剩余彎曲撓度ｆ卻有一個由小變大，再由大變小的變化過程，也即殘存在一個剩余彎曲撓度為最大的臨界焊接電流值Ｉ。焊臨圖３焊接電流〔Ｉ〕與板條彎曲撓度的關(guān)系綜上所述，可得出Ｉ—ｆ關(guān)系曲線如圖4所示。焊 殘四、試驗方法及步驟〔一〕焊接縱向收縮引起的撓曲變形測定試板固定到試驗臺上〔見圖〕2、選定測量點接測量用的磁力百分表。3、調(diào)整百分表指針，使其指示在刻度范圍的中間位置“5”左右位置〕〔5秒讀一次數(shù)，停10秒讀一次，直到撓度f直根本不變?yōu)橹埂?、記錄內(nèi)容：焊接電流〔A、電壓〔V、撓度〔f〕6、轉(zhuǎn)變電流大小，重做，記錄。殘焊殘焊〔s〕五、思考題(一)沿板邊緣縱向敷焊過程中，板條自由端的縱向彎曲撓度為什么有符號的轉(zhuǎn)變？焊

焊

?殘

焊

?殘(四)?有何特別現(xiàn)象?消滅特別現(xiàn)象的緣由是什么？六、試驗報告(一〕寫出試驗?zāi)康?、試驗裝置，簡述試驗原理。f-t曲線，并標(biāo)出起弧點、峰值點、滅弧點。〔三〕2題試驗三剩余應(yīng)力測量試驗一、試驗?zāi)康亩⑹褂迷O(shè)備和儀器1、DZDL-1型鉆孔裝置。2〔西格馬的型號為：ASM1.0〕靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。3、萬用表三、試樣四、原理孔處釋放前的剩余應(yīng)力值σ1、σ2：五、測試步驟盲孔法測剩余應(yīng)力的步驟如下：應(yīng)變花按應(yīng)變計粘貼通用方法準(zhǔn)確粘貼在試樣測量點上，零。鏡里觀看，初步對準(zhǔn)應(yīng)變花中心位置。然后在鉆具支腿與試樣接觸處滴少許5022，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀重調(diào)零?！残栌每p紉機油，不行使用一般機油，插入鉆具的套筒內(nèi)，用手輕輕轉(zhuǎn)動，劃去鉆孔部位調(diào)整靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的零點。將配置φ1.0mm鉆頭的鉆桿擦干凈，滴上潤滑油117間塞入8，使鉆頭與工件接觸后固定卡圈。除去60~70V，即可開鉆。保持適宜的壓力，鉆至卡圈與夾具套筒間貼合，即預(yù)定孔深〔m，拔出鉆桿。再換上配置φ1.5mm麻花鉆桿，按以上一樣步驟進展鉆孔1－8鉆孔裝置簡圖60~70V，進刀量盡量小。至預(yù)定孔深后，拔出鉆桿過3~5分鐘，當(dāng)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀指示穩(wěn)定時，測出應(yīng)變示值ε0、ε45、ε90，再減去TJ120-1.5-φ1.5應(yīng)變花在常用軟鋼、中碳鋼、低合金鋼上引起的附加應(yīng)變?yōu)?39.4με，當(dāng)使用其他應(yīng)變花或特別材料時需要事先進展標(biāo)定六、數(shù)據(jù)處理與分析對測量結(jié)果進展誤差分析。試驗三：(一)應(yīng)變片粘貼技術(shù)試驗?zāi)康?、了解應(yīng)變片的測量原理、構(gòu)造、種類。試驗設(shè)備、儀器、工具紙質(zhì)應(yīng)變片(或箔式應(yīng)變片)0號砂紙，丙酮、鑷子、脫脂棉、玻璃紙、焊錫、焊藥、防潮劑、502膠、放大鏡等。試驗原理(直徑0.015～0.03mm)(稱為紙基或膠基)內(nèi)所構(gòu)成的，電阻絲的兩端用錫焊(或燒焊)法焊上兩根銅質(zhì)引出線，以便將應(yīng)變片與測量儀器連接。(增大或削減)R/R的大L/L的大小成比例R是應(yīng)變片的原始電阻，R是應(yīng)變片的電阻變化量。L是線柵的縱向長度亦稱應(yīng)變片基長，L是線柵的縱向變形，也是處于線柵下長度為L的試件外表在同一方向上的變形)。用電測力學(xué)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系可算出應(yīng)力值。0.001～0.01mm之間。這種應(yīng)變片是電子工程中的較簡潔地按需要制成任何外形，并能標(biāo)出定向標(biāo)志或其它符號。粘貼工藝及步驟線、阻值與絕緣電阻檢查及防潮處理等。1、試件外表處理為3.2～1.6μm，粘貼面要用細砂紙打平，不應(yīng)有刀痕存在。但外表亦不宜過于光滑，這樣會影響粘貼的結(jié)實性。最好用砂紙打出極細的與應(yīng)變片軸線分別成45°135°的穿插細紋，用干凈的刷子把塵土與加工殘留物去除，再用四氯化碳或丙酮洗凈。2、選片依據(jù)被測件要測的內(nèi)容(拉壓力、扭矩、加速度等)、外界條件(溫度、濕度等)、試件粘貼的面積、測量儀器的要求(阻值、靈敏系數(shù)等)等多種因素來考慮用什么(視粘貼處面積大小確定)。3、定位劃線(膠基箔式片上已有定位標(biāo)記)，目的是粘貼便利，粘貼位置準(zhǔn)確。外表，更換棉球直至擦后不污染為止。留意勿用手指接觸外表。4、貼片首先依據(jù)粘貼需要與固化原理不同選用粘貼劑，可溶性粘貼劑(枯燥膠)如硝化纖膠、502膠、酚醛—環(huán)氧膠(JD62)、酚醛—聚乙烯醇縮丁醛膠等)，是靠分子聚合反響而固化的膠，多靠提高溫度使粘合劑的分子聚合成高分子而固化。502膠為例的粘貼工藝。502膠的固化速度極快，粘貼前先在試件外表和紙基片上畫肯定向標(biāo)志，粘貼時進展擠膠和加壓，也可用下述方法進展粘貼。取一小條透亮膠紙，將應(yīng)變片的非粘貼面沿縱向的尾部貼上一條透亮膠帶紙(即無引出線的那一端)，將應(yīng)變片按正確位置與工件對好后，把膠帶紙按下形成一個“鉸鍵”形式，再將應(yīng)變片帶引線的“鉸鏈”處(即靠應(yīng)變片頂端的試件外表處)端部后要往回拉，不要往上提。5、貼片質(zhì)量檢查在劃線定位處。用萬用表檢查線柵有無斷路現(xiàn)象，電阻值是否與額定值相符。10K檔，絕緣電阻小說明10兆歐。6、接線出線繞在連接導(dǎo)線上再進展錫焊，也可將引出線與導(dǎo)線平行相靠錫焊。要求：傳導(dǎo)使線柵溫度上升，可能使基底和粘合層破壞。嚴(yán)峻防止虛焊。固定，為了更好地保護應(yīng)變片也可用接線片。焊好后再用萬用表檢查電阻值和絕緣電阻。7、防潮處理潮劑涂敷在應(yīng)變片外表。常用的防潮劑有：50%40%10%60%10%30%并具有肯定硬度。A、B(即樹脂和固化劑)兩種，分裝在兩個軟管中可長期貯存，使用時按比例混合調(diào)2520℃時五小時可到達最高150兆歐以上。液體合成橡膠：氯丁橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠等，是很好的防潮劑。罩，用氰基丙烯酸脂膠可將保護罩快速而結(jié)實地粘在試件上。測量電橋的接法阻組成橋臂，電橋的應(yīng)變計接橋方式分為半橋和全橋。同的連接方法到達不同的測量目的：實現(xiàn)溫度補償。從比較簡單的組合應(yīng)變中測出指定成分而排解其他成分。，常承受的電橋連接方法包括如下幾種：一、全橋接線法〔全橋線路1-5(a)所示。對于等臂電橋，此時應(yīng)變儀的應(yīng)變讀數(shù)為：εr=ε1-ε2+ε3-ε4 〔1－8〕〔a〕全橋線路 線路電橋線路在實際測量過程中分為以下兩種狀況：〔一〕全橋測量電橋的四個橋臂上都接工作應(yīng)變計?！捕诚鄬蓸虮蹨y量二、半橋接線法ABBCDACD接電阻，則稱為半橋接法〔或半橋線路，如圖)DACD接固定電阻，不感受應(yīng)變，因此對于等臂電橋得知應(yīng)變儀的讀數(shù)為：εr=ε1-ε2〔1-9〕BC上接溫度補償應(yīng)變計。三、串連和并聯(lián)接線法1-6〔a〕1-6〔b〕所示則為并聯(lián)半R，其增量均為△R1-6〔a〕中，,,AB橋臂電阻相對變化量均為△R1/R1=△R/R，這與在橋臂AB上只接單個應(yīng)于直接承受電流表或記錄儀器時是比較有利的?！瞐〕串聯(lián)半橋電路 (b)并聯(lián)半橋電路串連和并聯(lián)接線法電阻應(yīng)變儀〔三個應(yīng)變電阻構(gòu)成〔盲孔法測剩余應(yīng)力的測試?！不螂娏髌涔ぷ鬟^程如下所示：〔或電流〕變化→放大→記錄電阻應(yīng)變計電阻應(yīng)變儀記錄器〔或電流〕信號主要是通過應(yīng)變電橋(惠斯頓電橋)來實現(xiàn)的，下面簡要介紹電橋原理。1、應(yīng)變電橋UBD是電橋的輸出電壓，下面爭論輸出電壓與電阻間的關(guān)系。1的電流為：I1

=U/R1+R2

電橋原理圖

2=U

=IR—I

BD AB DA 11 22當(dāng)U =0,即電橋平衡。由此得到電橋平衡條件為：R1R3=R2R4BD=R3=R4RR有電阻增量，U =［(R+△R).R-R.R/(R+△R+R).2R］U=［△R/4R+2△R］U 〔1-3〕BD式〔1－3〕2ΔR4R相比為高階微量，可略去，上式化為U =1/4△R/RU=1/4UKε 〔1-4〕BD為電阻應(yīng)變計并受力變形后產(chǎn)生的電阻增量為ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4代入式〔3-2〕中，計算中略去高階微量，可得U =1/4U(△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4 〔1-5〕BD將式〔3-1〕代入上式可得U =1/4UK〔ε 1-ε 2+ε 3-ε 4〕〔1-6〕BD們簡要介紹常用的靜態(tài)電阻應(yīng)變儀中的一種應(yīng)變儀--數(shù)字電阻應(yīng)變儀。2、數(shù)字電阻應(yīng)變儀1-4定的直流電壓，測量電橋產(chǎn)生的微弱電壓信號，即公式〔1-6〕中的ΔU ，通過BDA/DUΔUBD

轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。由公式〔1-6〕知，ΔUBD應(yīng)與(ε1-ε2+ε3-ε4)成正比，經(jīng)過標(biāo)定〔標(biāo)定環(huán)節(jié)在儀器出廠前已由廠方完成的應(yīng)變?yōu)棣舝，則有：εr=ε1-ε2+ε3-ε4 〔1-7〕〔二〕試驗?zāi)康?、生疏測量電橋的幾種接橋方法。試驗設(shè)備1YJ—5靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、BYM—3標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變模擬儀、等強度梁。1等強度梁試驗裝置如圖1所示，圖中1 為等強度梁座體，2為等強度梁，3為等強度 梁上下外表粘貼的四片應(yīng)變片，4為加載砝 為水平調(diào)整螺釘，6為水平儀，7為磁性 表座和百分表。等強度梁的變形由砝碼4加 生。等強度梁尺寸見圖2。R，KΔΔΔR3ΔR4它們所感受的應(yīng)變相應(yīng)為ε1、ε2、U RU R1R2R3R4U K040RRRR4

U KU BD

01 2 3 4 4 d由此可得應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變?yōu)? d 1 2 3 4出電壓的變化。YJ—5靜態(tài)應(yīng)變儀承受“雙橋零讀法”進展測量，一個為測量橋，針為零，則此時讀數(shù)橋的讀數(shù)與橋臂系數(shù)之比即為試件的試驗應(yīng)變值。試驗方法與步驟2、YJ—5靜態(tài)應(yīng)變儀的自校(參看附錄)。3、將應(yīng)變片按單臂半橋法接入應(yīng)變儀，如圖1(a)所示。A、B端接產(chǎn)生應(yīng)變的工1作應(yīng)變片(R1

)，B、C端接不產(chǎn)生應(yīng)變的溫度補償應(yīng)變片(R

、D、D

端用短23、124接片短接(注：R R為應(yīng)變儀內(nèi)部的120Ω固定電阻，不需要外接)。23、1244“電阻平衡”和“電容平衡”電位器，反復(fù)幾次使指示表頭指零，平衡調(diào)整完畢。9.8～39.2N，間隔為

9.8N。每測量方法加一次測量方法加一次單臂半橋法差動半橋法差動全橋法載荷，試驗參數(shù)調(diào)微調(diào)、中調(diào)盤，使指示應(yīng)變d表頭指零，記輸出電壓UBD錄每次加載時各盤上的刻度值，再逐級卸載并分別記錄。將試驗數(shù)據(jù)填入試驗報告的相應(yīng)表格中。6、用紅外線燈泡先對工作應(yīng)變片加熱，觀看應(yīng)變儀指示表頭的變化狀況。再對指示表頭的變化狀況。71(a)中的R也換成工作應(yīng)變片。2RR4、5操作。1 281(b)R、R、R和R均為外1 2 3 4接的工作應(yīng)變片(留意：去掉短接