专利名称：一种简易管子管板拉伸试验工装及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种简易管子管板拉伸试验工装及其加工工艺。
背景技术：
在化工废热锅炉、过热器等设备制造中，会涉及到管子管板的焊接。管子管板焊接结构的机械性能考察会采用拉脱力试验。常规的拉脱力试验夹具大多采用数控切割机切割成型，材料浪费多，加工程序多、成本高、适用性单一。
发明内容
本发明所要解决的问题是现有夹具试验材料浪费多，加工程序多的问题。为了达到上目的，本发明提供了一种简易管子管板拉伸试验工装，其特征在于，包括底部的圆柱形部件，圆柱形部件上方设有长方形部件一，长方形部件一上方的两端分别设有一个支撑板，支撑板的竖直截面的上下两端为尖角焊接坡口，每块支撑板上设有一个长方形部件二。优选地，所述的圆柱形部件的顶部为圆锥形焊接坡口。本发明还提供了上述简易管子管板拉伸试验工装的加工工艺，其特征在于，具体步骤如下第一步将板材分别加工成2块长方形部件一、2块支撑板的形状，将圆钢加工成圆柱形部件的形状；第二步将长方形部件一的两端分别焊上支撑板，然后在支撑板上再焊接一个长方形部件一；第三步在其中一根长方形部件一上与圆柱形部件圆锥形的一端接触的地方开槽，将圆柱形部件圆锥形的一端插入槽内，并焊接固定；第四步将第三步得到的工装进行热处理先加热至400°C，然后以不大于100°C/h的速度加热至600 640°C，保温2小时后，以不大于100°C /h的速度降温至400°C以下，
出炉空冷至常温；第五步将另一根，即外侧的长方形部件一加工成两个长方形部件二，最后进行表面处理即得到简易管子管板拉伸试验工装。本发明适用于锅炉、化工、军工、核电设备中，板的厚度10 60mm，管子规格Φ 10 60_、壁厚5 15_的管子管板拉脱力试验。采用本发明，通过调整圆钢的尺寸可以和大多数拉伸试验机进行匹配来完成拉脱力试验，操作灵活，工作效率高；并且制造简便，成本低廉。
图1为本发明提供的简易管子管板拉伸试验工装的结构示意图；图2为长方形部件一的主视图3为图2的侧视图；图4为支撑板的主视图；图5为图4的侧视图；图6为圆柱形部件的结构示意图；图7、图8为实施例中第二步依次得到的工装的结构示意图；图9为实施例中第三步得到的工装的结构示意图；
图10为图9中I部分的局部放大图；图11为实施例中第步热处理工艺的温度变化图；图12为本发明在使用过程中的示意图。图中1、长方形部件二；2、支撑板；3、长方形部件一；4、圆柱形部件；5、待测件；α、圆柱体部件圆锥形一端的尖角；β、槽的夹角。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例如图1所示，为本发明提供的简易管子管板拉伸试验工装的结构示意图，包括底部的圆柱形部件4，圆柱形部件4上方设有长方形部件一 3，长方形部件一 3上方的两端分别设有一个支撑板2，支撑板2的竖直截面的上下两端为尖角，每块支撑板2上设有一个长方形部件二 I。圆柱形部件4的顶部为圆锥形。上述试验工装的加工工艺具体步骤如下第一步将Q345R(GB 713)材料板(河北钢铁集团舞阳钢铁有限责任公司)手工气割成两个长方形部件一 3，如图2-3所示；第二步将Q345R(GB 713)材料板(河北钢铁集团舞阳钢铁有限责任公司)手工气割成两个支撑板2，如图4-5所示，支撑板2竖直截面的上下两端为尖角；第三步将35CrMo (GB/T 3077)圆钢(江阴兴澄特种钢铁有限公司)(圆钢手工气割成圆柱形部件4，如图6所示，圆柱形部件4的一端为圆锥形，该圆锥形的尖角α为90° ;第四步在一根长方形部件一 3的两端各焊上一块支撑板2，如图7所示，将支撑板2与长方形部件一 3装配电焊牢固后，用Φ3. 2mm J507 (GB/T5117E5015)焊条(上海大西洋焊接材料有限责任公司)进行双面打底焊，然后用Φ5.0_ J507(GB/T5117E5015)焊条(上海大西洋焊接材料有限责任公司)焊妥，为了减少焊接变形，应采用内外壁交替焊的焊接方式；第五步在第四步得到的工装的支撑板2的另一侧焊上另一根长方形部件一 3，如图8所示，要求两根长方形部件一 3平行，然后用Φ3. 2mm J507 (GB/T5117E5015)焊条(上海大西洋焊接材料有限责任公司)进行双面打底焊，再用Φ5. 0mmJ507(GB/T5117E5015)焊条(上海大西洋焊接材料有限责任公司)焊妥，为了减小焊接变形，支撑板2与两根长方形部件一 3之间的四条焊缝的每一条焊道应该交替施焊，而不要对其中一条焊缝进行连续焊接；
第六步在第五步得到的工装的一侧，即其中一根长方形部件一 3的表面开一道槽，槽的夹角β为90。，将圆柱形部件4插入槽内焊接固定，如图9-10所示，再进行点焊，点焊牢固后，用Φ3. 2mm R307 (GB/T5118E5515-B2)焊条(上�：附悠鞑挠邢薰�)进行打底焊，再用Φ5·0πιπι R307(GB/T5118E5515-B2)焊条(上�：附悠鞑挠邢薰�)焊妥；第七步将第六步得到的工装进行热处理热处理工艺如图11所示，先加热至400°C，然后以不大于100°C /h的速度加热至620±20°C，保温2小时后，以不大于100°C /h的速度降温至400°C以下，出炉空冷至常温；
第八步对外侧的长方形部件一 3进行机加工，加工成两段长方形部件二 1，并将其表面的氧化皮及毛刺应用机械方式打磨干净平整；第九步最后，在工装表面图上防锈油，即得到如图1所示的简易管子管板拉伸试验工装，该工装与196吨以下的万能试验机配套使用，适用试验对象为锅炉、化工、军工、核电设备中，板的厚度为10 60mm以及管子规格为Φ 10 60mm、壁厚5 15mm的管子管板拉脱力试验。可通过调整上述焊接及装配步骤的顺序，防止工装在过程中的变形。上述加工过程中的焊接工艺参数如表I所示表I
牌号―规格电源类型及极性1 接电流(A)焊接电压(V)
R307/ Φ3.290 130
-DCEP- 20 30
J507 Φ5.0190-220试验时，先将待测件5就位于工装中，将待测件5置于长方形部件一 3、长方形部件二1、两根支撑板2之间，待测件的长度应大于两个长方形部件二 I之间的距离。如图12所示，然后将工装(连同待测件5)固定在100吨液压万能试验机上，如图12所示中的4夹在试验机的下夹具上，待测件5夹在试验机的上夹具上，接着启动液压万能试验机，使下夹具下降至待测件5与工装上方I刚好接触，此时上下夹具同时夹紧，启动试验机油泵，开始进行拉伸试验，直至待测件5管子拉断为止，记录其抗拉力。
权利要求
1.一种简易管子管板拉伸试验工装，其特征在于，包括底部的圆柱形部件(4)，圆柱形部件(4)上方设有长方形部件一(3)，长方形部件一(3)上方的两端分别设有一个支撑板(2)，支撑板(2)的竖直截面的上下两端为尖角焊接坡口，每块支撑板(2)上设有一个长方形部件二(I)。
2.根据权利要求1所述的一种简易管子管板拉伸试验工装，其特征在于，所述的圆柱形部件(4)的顶部为圆锥形焊接坡口。
3.权利要求1所述的一种简易管子管板拉伸试验工装的加工工艺，其特征在于，具体步骤如下 第一步将板材分别加工成2块长方形部件一(3)、2块支撑板(2)的形状，将圆钢加工成圆柱形部件(4)的形状； 第二步将长方形部件一(3)的两端分别焊上支撑板(2)，然后在支撑板(2)上再焊接一个长方形部件一(3)； 第三步在其中一根长方形部件一(3)上与圆柱形部件(4)圆锥形的一端接触的地方开槽，将圆柱形部件(4)圆锥形的一端插入槽内，并焊接固定； 第四步将第三步得到的工装进行热处理先加热至400°C，然后以不大于100°C /h的速度加热至600 640°C，保温2小时后，以不大于100°C /h的速度降温至400°C以下，出炉空冷至常温； 第五步将另一根，即外侧的长方形部件一(3)加工成两个长方形部件二(1)，最后进行表面处理即得到简易管子管板拉伸试验工装。
全文摘要
本发明公开了一种简易管子管板拉伸试验工装及其加工工艺。所述的试验工装其特征在于，包括底部的圆柱形部件，圆柱形部件上方设有长方形部件一，长方形部件一上方的两端分别设有一个支撑板，支撑板的竖直截面的上下两端为尖角，每块支撑板上设有一个长方形部件二。加工工艺为将板材分别加工成长方形部件一、支撑板的形状，将圆钢加工成圆柱形部件的形状；将各部件焊接固定后，对其进行热处理，最后进行后处理即可。采用本发明，通过调整圆钢的尺寸可以和大多数拉伸试验机进行匹配来完成拉脱力试验，操作灵活，工作效率高；并且制造简便，成本低廉。
文档编号G01N3/62GK103018097SQ20121052916
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者毛洁, 钱荣生, 王建平, 黄斌 申请人:上海锅炉厂有限公司
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