便携式超声残余应力检测仪制造技术

一种便携式超声残余应力检测仪，所述检测仪包括从下至上竖直设置的底座(14)、设置在底座上的外壳(7)和施压机构，所述施压机构包括一端竖直设置在所述外壳内的施压杆(1)和设于所述施压杆(1)径向上的调节组件。本发明专利技术通过调整螺母下表面到顶盖上表面的距离作为手柄下压弹簧的有效距离，确保了每次测试过程对声楔块的下压力相同，所得测试结果稳定。本发明专利技术在待测表面为非理想平面时，能做到声楔块底部与测试表面的有效贴合，降低残余应力测试误差，提高超声残余应力测试仪对金属残余应力的测试精度，本发明专利技术提供的操作方法简便。

Portable ultrasonic residual stress detector

A portable ultrasonic residual stress detector, the detector comprises a base arranged vertically from the bottom (14), is arranged on the base shell (7) and a pressing mechanism, the pressing mechanism comprises a pressing rod is vertically arranged inside the outer shell (1) and arranged on the pressure rod (1) the radial adjusting assembly. By adjusting the distance between the lower surface of the nut and the upper surface of the cap as the effective distance of the pressing spring, the invention ensures the same downward pressure on each wedge during the test process, and the obtained test result is stable. The present invention can effectively fit the bottom of the acoustic wedge with the test surface when the surface is a non ideal plane, and reduce the residual stress test error, and improve the testing accuracy of the ultrasonic residual stress tester for the metal residual stress. The operation method provided by the invention is simple and convenient.

【技术实现步骤摘要】
便携式超声残余应力检测仪
本专利技术涉及一种用于测量金属表面残余应力的工装夹具，具体涉及一种超声残余应力检测仪。
技术介绍
因金属残余应力对金属加工变形和安全服役的影响，金属残余应力的检测受得到了广泛关注。超声残余应力检测技术是一种新兴的无损残余应力检测技术，超声波在金属表面及内部传播速度的不同，反映出构件表面和内部的残余应力的差异。该法包括在声楔块底部与金属接触部位涂抹耦合剂，以确保声楔块底部与金属表面有较高的耦合，使超声波探头发射的声波顺利经声楔块底部传到待测件表面随之吸收超声波信号。为保证高度耦合，将耦合剂涂抹在声楔块底部与金属接触的部位后再向声楔块垂直施压，该法的弊端在于每次用手施压重复性差，残余应力的检测结果误差很大，涂抹的耦合剂导致接触部位光滑，每次手的施压也很难保证手压的稳定性。因此，为保证残余应力测试结果的稳定性，需要提供一种便于定量施压并且确保声楔块底部与测试表面良好接触的工装设备。
技术实现思路
为满足现有技术的缺陷，提供一种便携手持式的夹具，每次残余应力测试过程对声楔块施加相同压力，并且保证声楔块底部与测试表面良好接触，从而解决双手直接按压声楔块进行测试的不便和重复性差问题。本专利技术通过以下技术方案实现。一种便携式超声残余应力检测仪，所述检测仪包括从下至上竖直设置的底座(14)、设置在底座上的外壳(7)和施压机构，所述施压机构包括一端竖直设置在所述外壳内的施压杆(1)和设于所述施压杆(1)径向上的调节组件。优选的，所述外壳内同一轴线上设置的上下滑块和设于所述上下滑块间的弹簧(8)；所述下滑块(9)下端同轴线依次设置有下端为凹槽的万向节座和一端与所述凹槽配合的万向节球头(11)；所述上滑块(6)上端设有与施压杆(1)配合的凹槽；所述下滑块下端设有与万向节座上端配合的凹槽。优选的，所述外壳(7)上下端分别设有外延凸台；所述外延凸台分别设有垂直于所述凸台台面的通孔，所述上外延凸台上侧设有由固定件一(4)固定的顶盖(5)；所述顶盖中心设有施压杆(1)贯通的通孔；所述顶盖(5)与所述调节组件下方的调节件二(3)间的距离大于零；所述下外延凸台与所述底座通过固定件二(12)固定。优选的，所述底座(14)包括从上至下竖直设置的与所述万向节球头(11)同轴线设置的截面为十字形固定座架(13)和凸台状声楔块(16)；所述十字形突出部分的上端嵌入所述万向节球头(11)下端的凹槽；所述十字形下端的突出部分内设有嵌设固定件三(17)的凹槽；所述十字形水平方向的突出部设于所述凸台状声楔块(16)上端；所述声楔块(16)两边斜面上分别设有与垂直方向成30～45°角的内设有超声波探头(15)的凹槽；所述超声波探头(15)轴向所对应的底座上表面上设置有圆形通孔。优选的，所述施压杆(1)为按质量百分比计的下述组份材料制成：25.5％～27.0％Cr、14.5％～16.0％Co，3.0％～3.5％Mo，0.5％～0.8％Ti，其余为Fe。优选的，所述调节件一和调节件二为螺母；所述固定件一和固定件二为内六角螺钉；所述固定件三为平头螺钉。所述调节件一和调节件二为按质量百分比计的下述组份材料制成：C：3.6～3.9％、Si：2.5～2.8％、Mn：0.5～0.7％、Ni：0.9～1.5、Bi：0.08～0.1％、S：＜0.025％、P：＜0.05％、其余为Fe。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：本专利技术提供的技术方案通过调整螺母下表面至顶盖上表面间的距离作为手柄下压弹簧的有效距离，该距离的确定确保了每次测试过程对声楔块下压力恒定相同，使得检测结果稳定。本专利技术的技术方案由于涂抹在声楔块底部与待测表面间的耦合剂膜层厚度相同，进而确保下压手柄在弹簧压力作用下万向节球头在万向节座内转动，实现了待测表面为非理想平面时声楔块底部与测试表面间的有效贴合，大大降低了残余应力测试误差，提高超声残余应力测试仪对金属残余应力的测试精度。本专利技术提供的操作方法简单，能确保超声残余应力测试仪的测试准确性和便携性。附图说明：图1为便携式超声残余应力检测仪示意图；图2为便携式超声残余应力检测仪内部结构示意图；图3为便携式超声残余应力检测仪俯视图；图4为便携式超声残余应力检测仪A-A截面示意图；图5为便携式超声残余应力检测仪工作状态示意图；图6为便携式超声残余应力检测仪自由状态示意图。图中，1为施压杆；2为调节件一；3为调节件二；4为固定件一；5为顶盖；6为上滑块；7为外壳；8为弹簧；9为下滑块；10为万向节座；11为万向节球头；12为固定件二；13为固定架；14为底座；15为超声波探头；16为声楔块；17为固定件三；18待测试样。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明，但本专利技术并不限于这些实施例。如图1所示为本专利技术提供的便携式超声残余应力检测仪示意图。根据功能划分，该专利技术由两部分组成，分别为定压力施加部分和自适应接触部分。如图2所示为本专利技术提供的便携式超声残余应力检测仪的剖面图。定压力施加部分包括施压杆1、调节件一2、调节件二3、上滑块6、弹簧8、下滑块9、万向节座10、万向节球头11等。调节件一2、调节件二3与施压杆1上的螺栓构成螺纹副，施压杆1底部与上滑块6螺纹连接，上滑块6和下滑块9放置于外壳7内，弹簧8放置在上滑块6和下滑块9之间，施压杆1向下滑移带动上滑块6在外壳7内向下移动，从而压缩弹簧8，下滑块9与万向节座10相连接，从而弹簧压缩产生的下压力施加在万向节座10上，万向节球头11与万向节座10形成万向节，万向节球头11能够在万向节座10内自由活动。自适应接触部分包括固定座13、声楔块16、固定件三17等。固定架13上端与万向节球头11下端螺纹连接，下端穿过声楔块16中间的通孔，并由固定件三17连接固定。在万向节座10下压力作用下，声楔块16底部能够自适应与待测平面吻合，实现在非理想平面时声楔块16底部能够与测试表面有效的贴合，声楔块16上斜向上设置有超声波探头15。如图3所示为便携式超声残余应力检测仪的俯视图。如图4所示为便携式超声残余应力检测仪A-A截面示意图。如图5所示为便携式超声残余应力检测仪工作状态示意图。首先调整调节件二3，确定调节件二3下表面到顶盖5上表面的距离，该距离为施压杆1下压弹簧8的有效距离，反向旋紧调节件一2，固定该距离。然后对声楔块16底部涂抹耦合剂，手持外壳7，将本专利技术放置于待测试样18表面上，底座14与待测表面接触，下压施压杆1使得调节件二3下表面与顶盖5上表面接触，在弹簧8压力作用下万向节球头11在万向节座10内转动，声楔块16底部自适应待测平面，实现待测表面为非理想平面时声楔块16底部能够与测试表面有效的贴合。然后松开施压杆1，弹簧8回弹，声楔块16卸载,避免声楔块16在压力作用下的变形引起两个超声波探头15之间距离的改变，此时两个超声波探头15发射和接收超声波信号，通过残余应力存在对超声波传输速度的改变，进而求解获得待测结构表面的残余应力。如图6所示为便携式超声残余应力检测仪自由状态示意图。残余应力测试完毕后，拿起外壳7，声楔块16底部与待测表面分离，本专利技术恢复至自由状态，为下一次对待测表面进行超声残余应力测试做准备。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式超声残余应力检测仪，所述检测仪包括从下至上竖直设置的底座(14)、设置在底座上的外壳(7)和施压机构，其特征在于，所述施压机构包括一端竖直设置在所述外壳内的施压杆(1)和设于所述施压杆(1)径向上的调节组件。

【技术特征摘要】
1.一种便携式超声残余应力检测仪，所述检测仪包括从下至上竖直设置的底座(14)、设置在底座上的外壳(7)和施压机构，其特征在于，所述施压机构包括一端竖直设置在所述外壳内的施压杆(1)和设于所述施压杆(1)径向上的调节组件。2.如权利要求1所述的便携式超声残余应力检测仪，其特征在于，所述外壳内同一轴线上设置的上下滑块和设于所述上下滑块间的弹簧(8)；所述下滑块(9)下端同轴线依次设置有下端为凹槽的万向节座和一端与所述凹槽配合的万向节球头(11)；所述上滑块(6)上端设有与施压杆(1)配合的凹槽；所述下滑块下端设有与万向节座上端配合的凹槽。3.如权利要求1所述的便携式超声残余应力检测仪，其特征在于，所述外壳(7)上下端分别设有外延凸台；所述外延凸台分别设有垂直于所述凸台台面的通孔，所述上外延凸台上侧设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军强，刘成，杨中玉，曹海龙，牛关梅，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11