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摩擦焊缝检测方法

阅读:1033发布:2020-08-27

专利汇可以提供摩擦焊缝检测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种摩擦 焊缝 检测方法,包括以下检测步骤:(一)、将 工件 悬臂安装;(二)、给工件施加一垂直 力 P,并测量该施力点距离固定 位置 的距离a,工件截面直径d,焊缝距离固 定位 置的距离x,工件的悬臂长度L,根据简支梁弯曲 变形 的计算公式:(1) (2)(3)Mmax=P(a-x),(4) (5) 由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出工件能承受的最大力Pmax和最大挠度△fmax, (三)、进行绕曲测试;(四)、进行着色探伤和 超 声波 探伤;(五)、观察待测焊缝是否产生裂纹或折断。本发明的检测方法用挠度△f或 挤压 力P来进行衡量,可实现摩擦焊缝100%的检查,保证摩擦焊缝 质量 的可靠性,可以实现 焊接 零件的批量检测,检测方法简单可靠。,下面是摩擦焊缝检测方法专利的具体信息内容。

1.一种摩擦焊缝检测方法,其特征在于包括以下检测步骤:
(一)、将带摩擦焊缝的工件悬臂安装;
(二)、给带摩擦焊缝的工件施加一垂直于该工件方向上的P,并测量该施力点距离固定位置的距离a,工件截面直径d,焊缝距离固定位置的距离x,工件的悬臂长度L,根据简支梁弯曲变形的计算公式:(1) (2) (3) Mmax=P(a-x),
(4) (5) 其中,E为低强度材料弹性模量,Iz为工件截面极惯性矩,M为
焊缝处弯矩,W为抗弯截面系数,[σb]为低强度材料许用抗拉强度,σmax为焊缝表面允许的最大强度,由公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出带摩擦焊缝的工件能承受的最大力Pmax和最大挠度△fmax,
(三)、对带摩擦焊缝的工件进行绕曲测试;
(四)、对待测焊缝进行着色探伤和声波探伤;
(五)、观察待测焊缝是否产生裂纹或折断。
2.根据权利要求1所述的摩擦焊缝检测方法,其特征在于,所述步骤(二)中取[σb]为焊缝中低强度材料的许用抗拉强度σb的60%~75%。
3.根据权利要求2所述的摩擦焊缝检测方法,其特征在于,所述步骤(三)以挠度△f为依据进行绕曲测试,具体包括以下步骤:
(1)将工件悬臂安装在普通车床上,将机床主轴的转速设定为50~80r/min;
(2)将百分表安装在与工件外圆面贴靠的位置,测量挠度△f;
(3)向工件施加一垂直力P,该垂直力P小于所述步骤(二)中计算出的最大力Pmax,使百分表显示一挠度值△f,该挠度值△f小于所述步骤(二)中计算出的最大挠度△fmax;
(4)在保持挠度△f恒定的情况下,将工件旋转至少7圈。
4.根据权利要求3所述的摩擦焊缝检测方法,其特征在于:所述绕曲测试的步骤(4)中将工件旋转至少7圈之后,在垂直力P撤回、百分表回零的情况下将工件反转至少2圈。
5.根据权利要求2所述的摩擦焊缝检测方法,其特征在于,所述步骤(三)以垂直力P为依据进行绕曲测试,具体包括以下步骤:
(1)将工件悬臂安装在专用绕曲试验机上;
(2)向工件施加恒定的垂直力P,该垂直力P小于所述步骤(二)中计算出的最大力Pmax;
(3)在垂直力P恒定的情况下,将工件旋转至少7圈。
6.根据权利要求5所述的摩擦焊缝检测方法,其特征在于,所述绕曲测试的步骤(3)中将工件旋转至少7圈之后,在垂直力P撤回、百分表回零的情况下将工件反转至少2圈。

说明书全文

摩擦焊缝检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种摩擦焊缝检测方法,属于无损检测技术领域。

背景技术

[0002] 双金属摩擦焊气,阀杆部采用氏体耐热(如40Cr10Si2Mo,45Cr9Si2),阀盘部采用镍基高温合金(如N80A、Inconel 751),通过摩擦焊连接在一起,阀杆端面通过淬火实现高硬度,阀杆部通过硬铬实现耐磨,阀盘部采用镍基高温合金承受热疲劳、耐磨损和高温冲蚀等不同的工作条件。在一般的摩擦焊气阀设计中,只要求摩擦焊缝的抗拉强度,对探伤灵敏度的要求不明确,无法保证摩擦焊缝质量的可靠性。
[0003] 因此,急需一种有效的检测方法对摩擦焊缝进行检测,以保证摩擦焊缝的焊接质量,提高焊接产品的安全性。

发明内容

[0004] 有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种根据摩擦焊缝的缺陷具有二维、弥散和近表面分布的特征,对摩擦焊缝的检查采用高聚焦性能的无损检测技术,主要以声波检测和着色渗透探伤为主,再配合冲击试验,旋转绕曲试验,弯曲试验,弯曲疲劳试验,金相组织,显微硬度等的检查,以保证摩擦焊缝的焊接质量。
[0005] 本发明技术方案如下:
[0006] 一种摩擦焊缝检测方法,其特征在于包括以下检测步骤:
[0007] (一)、将带摩擦焊缝的工件悬臂安装;
[0008] (二)、给带摩擦焊缝的工件施加一垂直该工件方向上的P,并测量该施力点距离固定位置的距离a,工件截面直径d,焊缝距离固定位置的距离x,工件的悬臂长度L,根据简支梁弯曲变形的计算公式:(1) (2) (3) Mmax=P(a-x),(4) (5) 其中,E为低强度材料弹性模量,Iz为工件截面极惯性矩,M为焊缝处弯矩,W为抗弯截面系数,[σb]为低强度材料许用抗拉强度,σmax为焊缝表面允许的最大强度,由公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出带摩擦焊缝的工件能承受的最大力Pmax和最大挠度△fmax,
[0009] (三)、对带摩擦焊缝的工件进行绕曲测试;
[0010] (四)、对待测焊缝进行着色探伤和超声波探伤;
[0011] (五)、观察待测焊缝是否产生裂纹或折断。
[0012] 作为优选,所述步骤(二)中取[σb]为焊缝中低强度材料的许用抗拉强度σb的60%~75%。
[0013] 作为优选,所述步骤(三)以挠度△f为依据进行绕曲测试,具体包括以下步骤:
[0014] (1)将工件悬臂安装在普通车床上,将机床主轴的转速设定为50~80r/min;
[0015] (2)将百分表安装在与工件外圆面贴靠的位置,以测量挠度△f;
[0016] (3)向工件施加一垂直力P,该垂直力P小于步骤(二)中计算出的最大力Pmax,使百分表显示一挠度值△f,该挠度值△f小于步骤(二)中计算出的最大挠度△fmax;
[0017] (4)在保持挠度△f恒定的情况下,将工件旋转至少7圈。
[0018] 作为优选,所述绕曲测试的步骤(4)中将工件旋转至少7圈之后,在垂直力P撤回、百分表回零的情况下将工件反转至少2圈。
[0019] 作为优选,所述步骤(三)以垂直力P为依据进行绕曲测试,具体包括以下步骤:
[0020] (1)将工件悬臂安装在专用绕曲试验机上;
[0021] (2)向工件施加恒定的垂直力P,该垂直力P小于所述步骤(二)中计算出的最大力Pmax;
[0022] (3)在垂直力P恒定的情况下,将工件旋转至少7圈。
[0023] 作为优选,所述绕曲测试的步骤(3)中将工件旋转至少7圈之后,在垂直力P撤回、百分表回零的情况下将工件反转至少2圈。
[0024] 有益效果:
[0025] 本发明的检测方法可以实现双金属摩擦焊杆部100%的旋转绕曲测试检测,绕曲测试的目的是检查焊缝表面存在裂纹和未熔合等缺陷,有缺陷的焊缝会产生折断现象,或将缺陷进一步扩大化,便于后序进行着色渗透探伤和超声波探伤检查,主要是检查焊缝外圆表面承受拉应力的能力。该检测可以用挠度△f或挤压力P来进行衡量,可实现摩擦焊缝100%的检查,保证摩擦焊缝质量的可靠性,可以实现焊接零件的批量检测,检测方法简单可靠,广泛应用于汽车、农机、电力、纺织机械、石油地质、航空航天、建筑等行业零配件摩擦焊件的检测。
附图说明
[0026] 图1是本发明在检测过程中的安装结构示意图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
[0028] 如附图1所示的摩擦焊缝检测方法,包括以下检测步骤:
[0029] (一)、如图将带摩擦焊缝的工件1进行悬臂安装;
[0030] (二)、通过钢质滚轮5给带摩擦焊缝的工件1施加一垂直于该工件方向上的挤压力P,并测量该施力点距离固定位置的距离a(m),工件截面直径d(m),焊缝2距离固定位置的距离x(m),工件的悬臂长度L(m),根据简支梁弯曲变形的计算公式:(1)(2) (3) Mmax=P(a-x),(4) (5) 其中,E为低强度材料
弹性模量(Pa),Iz为工件截面极惯性矩(m4),M为焊缝处弯矩(N.m),W为抗弯截面系数(m3),[σb]为低强度材料许用抗拉强度(Pa),σmax为焊缝表面允许的最大强度(Pa),由公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)计算出带摩擦焊缝的工件能承受的最大力Pmax(N)和最大绕度△fmax(m),[0031] 该步骤中取[σb]为焊缝中低强度材料的许用抗拉强度σb的60%~75%。
[0032] (三)、对带摩擦焊缝的工件进行绕曲测试;
[0033] 进行绕曲测试的第一实施例为所述步骤(三)以挠度△f为依据进行绕曲测试,具体包括以下步骤:
[0034] (1)将工件1通过三爪卡盘3悬臂安装在普通车床上,将机床主轴的转速设定为50~80r/min;
[0035] (2)将百分表4安装在与工件1外圆面贴靠的位置,以测量挠度△f;
[0036] (3)通过钢质滚轮5向工件施加一垂直力P,该垂直力P小于步骤(二)中计算出的最大力Pmax,使百分表4显示一挠度值△f,该挠度值△f小于步骤(二)中计算出的最大挠度△fmax;
[0037] (4)在保持挠度△f恒定的情况下,将工件旋转至少7圈;在垂直力P撤回、百分表4回零的情况下将气阀反转至少2圈。
[0038] (四)、对待测焊缝进行着色探伤和超声波探伤;
[0039] (五)、观察待测焊缝是否产生裂纹或折断,有缺陷的焊缝会产生裂纹或折断。
[0040] 本发明的第二实施例与上一个实施例的不同之处在于:所述步骤(三)以垂直力P为依据进行绕曲测试,具体包括以下步骤:
[0041] (1)将工件1通过三爪卡盘3悬臂安装在专用绕曲试验机上,将机床主轴的转速设定为50~80r/min;
[0042] (2)通过钢质滚轮5向工件1施加恒定的垂直力P,该垂直力P小于步骤(二)中计算出的最大力Pmax,;
[0043] (3)在垂直力P恒定的情况下,将工件旋转至少7圈;在垂直力P撤回、百分表4回零的情况下将工件反转至少2圈。其他步骤与上述实施例相同。
[0044] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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