一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具制造技术

本实用新型专利技术请求保护一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，其包括上夹具体和下夹具体，其中上夹具体包括上连接杆、上连接头、上夹头体座和2个非标型压紧螺栓，下夹具体包括下连接杆、下连接头、下夹头体座和2个非标型压紧螺栓，其中上连接杆、下连接杆一端通过螺纹分别与上连接头、下连接头相连；所述上连接头和下连接头均设置有凹槽，每个凹槽的两外侧面上设置有通孔，通孔使使上夹头体座、下夹头体座分别置于所述凹槽中，两根连接螺钉分别穿过上连接头和下连接头，及与之对应的上夹头体座、下夹头体座上对应的定位孔。本实用新型专利技术结构简便、拆装快速、对试样加工要求较低、可靠性、稳定性强、易于功能扩展、维护维修便利、制造等优势。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，适用于测定各类金属板材电阻点焊焊点在不同位向加载条件下的力学性能参数。
技术介绍
点焊工艺是目前以汽车为代表的诸多工业制造领域内应用最为广泛的连接技术手段之一，在工业产品实际服役过程中，焊点常常将同时承受沿结合面分布的剪切撕裂力及沿焊点轴向分布的正向拉力，实际体现为这两种载荷力的合力。因此，研究在复杂应力加载条件下焊点的力学性能变化具有重大意义。目前，针对焊点在不同加载模式条件下的力学性能的测试方法及其对应的工装夹具分为两种形式：最为常见一种仅针对单一的剪切拉伸试样，通常不采用专用夹具，或仅为确保拉伸过程中试样两端受力共线，在试样两端采用机械或焊接贴片的方式简单处理即可。另一种仅针对单一正向拉伸需要，采用参照ISOISO14272Y2000设计的试验夹具。此种夹具基于“十字”型试样结构，测试过程中采用上、下夹头体分别夹持试样上、下两片，彼此间呈“十字”型分布。通过拉伸试验机加载，促使焊点处受力并最终实现断裂失效。采用上述两种方式，均只能针对焊点在单一的剪切或轴向加载模式条件下的力学性能进行测试，而无法测得在两种载荷同时存在的条件下焊点力学性能的变化，因此迫切需要研制一种专门的测试夹具。对现有相关技术的文献检索结果表明：CN101614637公开了“一种测量焊点拉伸强度的装置和试验方法”，介绍了一种基于盒状试样设计的单一正向拉伸方法，可满足焊点所在拉伸表面变形均匀性要求；CN201569604U公开了“圆柱
形岩石试样变角度剪切试验辅助装置”，介绍了一种简易的、可适用于各种直径的圆柱形岩石试样体变角度剪切力学性能测试用的低成本辅助模具装置；CN201477012U公开了“变角度剪切试验夹具”介绍了一种基于双V形试样结构的变角度力学性能测试夹具，适用于对各类工业化材料性能的批量化测试；CN2669173公开了“钢筋焊接网焊点剪切试验夹具”，介绍了一种适用于针对建筑钢筋焊接网焊点剪切性能测试的专用夹具；CN203011783U公开了“剪切力测试装置”，介绍了一种适用于电子产品线路板焊点剪切力测试的夹具装置；CN202649056U公开了“用于测量焊点剪切强度的试验装置”，介绍了一种可实现单纯剪切拉伸，并可通过结构优化，确保焊点在拉伸过程中保持纯剪切状态的夹具；CN201298006公开了“多角度路面结构层剪切试验模具”，介绍了一种能通过变换装配角度，实现对道路结构层试样在不同尺寸和角度耦合条件下的抗剪切性能的测试。CN203011766U公开了一种“点焊试样拉伸试验辅助定位夹紧装置”，提出了一种基于“U”型试样设计实现板材焊点变角度力学性能测试的方法，但该方法仅适用于一般普通钢材，针对目前在汽车领域广泛使用的各类先进高强钢、超高强度钢、热成形钢等，难以满足试样加工要求。综上所述，以上方法及其夹具或是仅能实现对焊点在单一剪切、正向拉伸等状态条件下力学性能的测试，或是仅能满足对某些特殊结构、材质的试样变角度力学性能的测试需求，测试夹具的装夹结构与金属薄板点焊试样不相匹配，无法达到测试目的，尤其无法满足各类高强钢板点焊性能测试需求。因此，必须设计出专门的、通用的针对各类金属薄板电阻点焊焊点变角度力学性能测试的试验夹具。
技术实现思路
针对以上现有的不足，提出了一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具。本技术的技术方案如下：一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，其包括上夹具体和下夹具体，其中上夹具体包括上连接杆、上连接头、上夹头体座和2个非标型压紧螺栓，下夹具体包括下连接杆、下连接头、下夹头体座和2个非标型压紧螺栓，其中上连接杆、下连接杆
一端通过螺纹分别与上连接头、下连接头相连；所述上连接头和下连接头均设置有凹槽，每个凹槽的两外侧面上设置有通孔，通孔使使上夹头体座、下夹头体座分别置于所述凹槽中，两根连接螺钉分别穿过上连接头和下连接头，及与之对应的上夹头体座、下夹头体座上对应的定位孔。进一步的，所述定位孔均匀的分布在上夹头体座、下夹头体座上，且设置在上夹头体座上的定位孔个数为6个，设置在下夹头体座上的定位孔个数为6个。进一步的，所述上夹头体座为半圆型定位面板，所述上夹头体座与试样固定底座面板通过焊接，其中，半圆型定位面板圆面与其对应的试样固定底座面板长轴方向垂直，下夹头体座的半圆型定位面板圆面与其对应的试样固定底座面板长轴方向平行；上夹头体座、下夹头体座、试样固定底座上长轴方向两侧各设计了1个通孔，为安装试样所用。进一步的，所述试样由呈十字型放置的上下两件试片通过点焊组成，其中上下端片体长轴方向两端同样各设计一个通孔，试样装夹过程中，上夹头体座、下夹头体座、试样固定底座间呈90°以与试样相匹配；测试过程中试样的上下两部分分别连接上夹头体座、下夹头体座。进一步的，所述上夹头体座、下夹头体座上的定位孔的尺寸规格、间距、数量、孔心到上夹头体座、下夹头体座半圆型定位面板直径外圆面距离一致。进一步的，所述试样在焊前，对样片进行表面清理，去除残留油渍或污垢，焊前将两片样件进行重叠，参照ISO ISO14272Y2000标准，焊接样件规格统一为150mm×50mm，在样件长度方向两端指定位置处加工出固定直径大小的通孔。进一步的，所述定位孔可形成的加载角度包括30°、60°、90°，当加载角度为30°时，在上、下夹头体座上分别选取30°加载角度所对应的两个定位孔作为装配孔；当加载角度为60°时，在上、下夹头体座上分别选取60°加载角度所对应的两个定位孔11作为装配孔；当加载角度为90°时，在上、下夹头体座上分
别选取90°加载角度所对应的两个定位孔作为装配孔。本技术的优点及有益效果如下：本技术在现有常见的轴向拉伸夹具基础上进行改进，采用上、下圆状对称分布的夹具整体结构设计。针对上、下夹具，均采用棒状连接杆，满足一般材料性能试验机的装夹特点，并通过螺纹，与连接头相连接；针对连接头，采用凹槽式设计，通过螺钉、螺母，与夹头体座相连，既满足测试对夹具刚性的要求，又兼顾了夹具拆装维护、维修的便利性。为满足测试及可加工性要求，设计上、下夹头体座均由圆型定位面板与试样固定面板两部分通过焊接组成；基于“十字”型试样结构特征，采用与之相匹配的装夹结构设计，设计上、下夹头体座试样固定面板的长度方向与圆型定位面板分别呈90°、0°位向布局。测试过程中焊接样片上、下部分通过螺钉/非标型压紧螺栓、螺母，分别与上、下夹头体试样固定面板实现相连。为不影响装配及避免角度测试过程中上、下夹具体间出现干涉，在试样装配部位处附近设计一定的凹槽及过渡结构，确保试样装夹及测试顺利进行。为满足变角度加载测试需求，在上、下夹头体座半圆型定位面板上设计了一系列的沿圆心对称分布的定位孔，测试过程中仅通过变换连接头与夹头体座间的定位孔，即可实现对焊点在变角度加载条件下力学性能的测试。本技术通过采用改进的点焊力学性能测试夹具，可实现针对不同角度加载模式条件下焊点的力学性能的测试。本试验夹具具有结构简便、拆装快速、对试样加工要求较低、可靠性、稳定性强、易于功能扩展、维护维修便利、制造等优势。附图说明图1金属板材电阻点焊焊点变角度加载(30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，其特征在于，包括上夹具体和下夹具体，其中上夹具体包括上连接杆(1)、上连接头(3)、上夹头体座(5)和2个非标型压紧螺栓(9)；下夹具体包括下连接杆(2)、下连接头(4)、下夹头体座(6)和2个非标型压紧螺栓(9)，其中上连接杆(1)、下连接杆(2)一端通过螺纹分别与上连接头(3)、下连接头(4)相连；所述上连接头(3)和下连接头(4)均设置有凹槽，每个凹槽的两外侧面上设置有通孔，通孔使上夹头体座(5)、下夹头体座(6)分别置于所述凹槽中，两根连接螺钉分别穿过上连接头(3)和下连接头(4)，及与之对应的上夹头体座(5)、下夹头体座(6)上对应的定位孔(11)。

【技术特征摘要】
1.一种金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，其特征在于，包括上夹具体和下夹具体，其中上夹具体包括上连接杆(1)、上连接头(3)、上夹头体座(5)和2个非标型压紧螺栓(9)；下夹具体包括下连接杆(2)、下连接头(4)、下夹头体座(6)和2个非标型压紧螺栓(9)，其中上连接杆(1)、下连接杆(2)一端通过螺纹分别与上连接头(3)、下连接头(4)相连；所述上连接头(3)和下连接头(4)均设置有凹槽，每个凹槽的两外侧面上设置有通孔，通孔使上夹头体座(5)、下夹头体座(6)分别置于所述凹槽中，两根连接螺钉分别穿过上连接头(3)和下连接头(4)，及与之对应的上夹头体座(5)、下夹头体座(6)上对应的定位孔(11)。2.根据权利要求1所述的金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，其特征在于，所述定位孔(11)均匀的分布在上夹头体座(5)、下夹头体座(6)上，且设置在上夹头体座(5)上的定位孔(11)个数为6个，设置在下夹头体座(6)上的定位孔(11)个数为6个。3.根据权利要求1所述的金属板材电阻点焊焊点变角度加载力学性能试验夹具，其特征在于，所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯毅，周佳，万鑫铭，李阳，赵清江，金庆生，白乐，王小宁，高丽，王光耀，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50