[发明专利]一种焊接热裂纹敏感性测试装置及方法

权利要求书

1.一种焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，包括机架，在所述的机架上设有试件固定结构、焊枪运动机构、旋转加载机构和测控系统，所述的试件固定结构，用于固定试件一端，试件另一端悬空；所述的焊枪运动机构，用于驱动焊枪对试件从起弧点开始焊接；所述的旋转加载机构包括加载压头和驱动机构，所述的驱动机构驱动加载压头旋转，对试件悬空端施加外力，且加载过程中加载压头始终垂直于试件表面；所述的测控系统控制焊枪运动机构和旋转加载机构。

2.如权利要求1所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的驱动机构包括第一驱动电机、旋转轴和摆臂，所述第一驱动电机驱动旋转轴转动，所述的摆臂一端固定在旋转轴上，另一端安装加载压头，加载压头围绕旋转轴做圆周运动。

3.如权利要求2所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的旋转加载机构还包括支架，所述支架固定在机架上，所述的旋转轴水平固定在支架下部。

4.如权利要求1所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的试件固定结构包括弯曲模块、压板和紧固件，所述的压板压在试件的一端，紧固件将压板和试件固定在弯曲模块上。

5.如权利要求4所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的弯曲模块中，其安装试件的面为曲面。

6.如权利要求4所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的弯曲模块包括多个，多个弯曲模块具有不同的曲率半径。

7.如权利要求2所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的测控系统包括光电开关，所述的光电开关感知电弧到达的位置，其与所述的第一驱动电机相连。

8.如权利要求1所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的测控系统还包括温度传感器和控制器，所述的温度传感器设置在试件的温度测量点，其与控制器相连。

9.如权利要求1所述的焊接热裂纹敏感性测试装置，其特征在于，所述的焊枪运动机构包括焊枪、焊枪运动模组、焊枪固定装置和第二驱动电机，所述的焊枪通过焊枪固定装置固定在焊枪运动模组上，焊枪运动模组由第二驱动电机驱动。

10.基于权利要求1-9任一所述的焊接热裂纹敏感性测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1）将试件固定在试件固定机构上；

步骤（2）将焊枪运动机构以及旋转式加载机构处于复位状态；

步骤（3）启动焊枪运动机构，焊枪在起弧点建立电弧，并按照一定的焊接速度开始焊接；当电弧运动至温度测量点时，测控系统控制旋转加载机构带动加载压头在试件的悬空端突然施加外力，使试件按弯曲模块的曲率发生强制变形，电弧继续前行，直至到达熄弧点后熄弧；

步骤（4）取下试件，更换不同曲率半径的弯曲模块，重复步骤（1）-步骤（3）；

步骤（5）在焊后测量不同应变时焊缝或近焊缝区的裂纹长度，得到评定热裂纹敏感性指标，其中评定热裂纹敏感性指标包括临界应变量ε_cr、最大裂纹长度L_max、裂纹总长度L_t；

步骤（6）分别测出L_max趋于定值试件上的温度测量点k与裂纹起始点a、裂纹终止点b之间的距离L_ka及L_kb，并根据焊接速度V计算出温度测量点k至裂纹起始点a、裂纹终止点b的时间t_ka及t_kb，进而确定t_a、t_b，其中t_a、t_b对应的温度T_a、T_b即为材料的脆性温度区间，其中t_a为裂纹起始点a对应的时间，t_b为裂纹终止点b对应的时间。