一种焊接热裂纹敏感性测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种焊接热裂纹敏感性测试装置及方法，包括机架，在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，试件固定结构，用于固定试件一端，使得试件另一端悬空；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一个加载压头和驱动装置，所述的加载压头在电弧运动至温度测量点时，对处于焊接状态的试件施加应变载荷，且加载压头加载过程中始终垂直于试件悬空端的表面；所述的测控系统控制焊枪运动机构、旋转加载机构。

权利要求

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εcr、最大裂纹长度Lmax、裂纹总长度Lt；

步骤（6）分别测出Lmax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Lka及Lkb，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tka及tkb，进而确定ta、tb，其中ta、tb对应的温度Ta、Tb即为材料的脆性温度区间，其中ta为裂纹起始点a对应的时间，tb为裂纹终止点b对应的时间。

说明书

一种焊接热裂纹敏感性测试装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种焊接热裂纹敏感性测试装置及方法。

背景技术

[0002] 这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

[0003] 焊接热裂纹是焊接过程中常见的问题，例如铝合金结构件焊接制造过程中，焊接热裂纹是普遍存在的问题，位于焊缝区或近焊缝区特定位置晶界间的低熔点共晶相在热循
环的作用下发生熔化(晶界液化)，如果结构件受到较大的拘束，焊缝金属凝固收缩产生的
焊接应力超过材料本身的塑性变形能力时，就会在晶界液化处形成裂纹。特别是在中厚板
铝合金材料电弧焊接(如MIG焊)过程中，多道填充使近焊缝区经历多次焊接热循环、板厚增
加使结构件具有较高的拘束度，焊接热裂纹问题尤为突出。而不同厂家生产的同种牌号铝
合金型材的合金元素含量及分布状态存在差异，并且供货状态(晶粒尺寸、组织状态、强化
相分布形态)也有所不同，使得铝合金材料具有不同的焊接热裂纹敏感性。因此，快速、准
确、高效地对不同厂家铝合金材料的焊接热裂纹敏感性进行测试，提高铝合金材料的供货
质量，对铝合金的焊接生产具有重要意义。

[0004] 当前焊接热裂纹敏感性试验方法按照拘束产生方式可分为自身拘束和外加拘束两类。鱼骨状裂纹试验法采用鱼骨状试件进行堆焊试验，在自身拘束的作用下产生热裂纹，
焊后测量焊缝区或热影响区的裂纹长度来评价裂纹敏感性。但该方法产生的拘束强度不能
进行定量描述，并且产生的拘束强度不够大，试验时可能不足以在焊缝区或近焊缝区产生
热裂纹。公开号为CN104400244，公开日2015年3月11日，名称为“薄壁钛合金旋压件激光焊
接热裂纹敏感性测试方法”的中国专利提出一种基于自拘束的圆弧形薄壁钛合金焊接热裂
纹敏感性测试方法。该方法以小宽度端具有矩形缺口的薄壁梯形试样为测试样件，通过样
件大宽度端的固定孔将其固定于表面与圆弧面相适应、中间开有矩形凹槽的夹具上，从而
产生外加拘束。采用激光焊接的方法沿着中轴线从小宽度段到大宽度进行焊接，并在焊后
测量焊缝或热影响区的热裂纹长度，从而对材料的热裂纹的敏感性进行评价。但该技术测
试过程中不能对拘束强度进行定量描述；并且是对薄壁圆弧形钛合金激光焊裂纹敏感性测
试，不适用于铝合金平板试样长直焊缝形式裂纹敏感性测试。

[0005] 可调拘束裂纹试验法是对承受外加拘束的试件进行焊接试验，使试件在外加拘束的作用下产生热裂纹，焊后测量焊缝区或热影响区的裂纹长度来评价裂纹敏感性。现有技
术中，公开号为CN101576459，公开日2009年11月11日，名称为“铝合金材料焊接热裂纹倾向
性试验装置”的中国专利是基于可调拘束裂纹试验法提出一种操作简便、灵敏度高的铝合
金热裂纹倾向性试验装置。该方法以圆盘状平板铝合金试件为试验样件，采用钨极氩弧点
焊的方法对试样进行熔透式焊接加热。在点焊结束时刻，位于熔池正下方的顶头对圆周拘
束的样件施加上顶力，使熔池凝固过程受到拉应力作用，从而使焊缝中产生裂纹。通过测量
焊缝中裂纹的长度可以评价材料的热裂纹倾向性。但该技术的不足之处在于：(1)焊接形式
为点焊，不能应用于连续长焊缝形式；(2)不能评定材料产生热裂纹的脆性温度区间(BTR)。

发明内容

[0006] 针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种焊接热裂纹敏感性测试装置，该装置能够测定材料产生裂纹的临界应变量及脆性温度区间(BTR)等裂纹倾向性指
标；进一步的，基于焊接热裂纹敏感性测试装置，本发明的第二发明目的是提供一种焊接热
裂纹敏感性测试方法。

[0007] 为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

[0008] 第一方面，本发明的实施例提供了一种焊接热裂纹敏感性测试装置，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，使得试件另一端悬空；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一个加载压头，所述的加载压头加载过
程中始终垂直于试件悬空端的表面；电弧运动至温度测量点时触发旋转加载机构，通过加
载压头对处于焊接状态的试件施加应变载荷；所述的测控系统控制焊枪运动机构、旋转加
载机构，进而实现对试件应力的加载以及焊接。

[0009] 作为进一步的技术方案，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。

[0010] 作为进一步的技术方案，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。

[0011] 作为进一步的技术方案，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。

[0012] 作为进一步的技术方案，所述的弯曲模块中，其安装试件的面为曲面。

[0013] 作为进一步的技术方案，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。

[0014] 作为进一步的技术方案，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，其与所述的驱动电机相连。

[0015] 作为进一步的技术方案，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。

[0016] 作为进一步的技术方案，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。

[0017] 第二方面，本发明实施例基于前面的焊接热裂纹敏感性测试装置，本发明还提供了一种测试方法，如下：

[0018] 步骤(1)测试样件的准备及固定。将待测试铝合金材料按照尺寸加工成测试样件，并将测试样件通过试件压板通过紧固螺栓固定于弯曲模块上；

[0019] 步骤(2)焊枪运动机构以及应变加载机构的复位。将焊枪运动机构以及旋转式加载机构处于复位状态，为焊枪起弧焊接以及应变载荷的施加做好准备。

[0020] 步骤(3)试件焊接。按下启动测试按键，焊枪在起弧点建立电弧，并按照一定的焊接速度开始焊接。

[0021] 步骤(4)应变载荷的施加。当电弧运动至温度测量点时，控制系统通过光电开关感知位置到达信号，并触发摆锤驱动电机转动，通过摆锤旋臂带动加载压头在测试样件一端
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。

[0022] 步骤(5)取下测试样件，更换不同曲率半径的弯曲模块，重复步骤(1)‑步骤(4)。

[0023] 步骤(6)在焊后测量不同应变时焊缝或近焊缝区的裂纹长度，得到临界应变量εcr、最大裂纹长度Lmax、裂纹总长度Lt等评定热裂纹敏感性指标。

[0024] 步骤(7)脆性温度区间(BTR)的测试。当应变量ε增加到一定数值之后，Lmax趋于定值，分别测出Lmax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
Lka及Lkb，并根据焊接速度V计算出温度测量点k与裂纹起始点a、裂纹终止点b时间tka及tkb，
进而确定ta、tb，其中ta、tb对应的温度Ta、Tb即为材料的脆性温度区间(BTR)。

[0025] 上述本发明的实施例的有益效果如下：

[0026] 本发明在设计焊接热裂纹敏感性测试装置及测控系统的基础上，在焊接过程中，采用旋转式加载机构对固定于弯曲模块的试验样件施加应变载荷，使得加载过程中加载压
头始终垂直于试件表面，以保证试件变形速度均匀、承受应变ε准确；同时通过热电偶传感
器或红外传感器等测温方式测量焊接温度循环；在焊后测量热裂纹的长度，并将裂纹长度、
位置与焊接热循环进行比对，从而得到与铝合金材料裂纹敏感性的相关的评价性指标。

[0027] 本测试装置操作简便、测试数据可靠；除了适用于长直焊缝形式、更加接近实际生产过程之外，产生的拘束强度可调、可以定量描述，能够测定材料产生裂纹的临界应变量及
脆性温度区间(BTR)等裂纹倾向性指标。

附图说明

[0028] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0029] 图1是本发明根据一个或多个实施方式的铝合金材料焊接热裂纹测试装置结构示意图；

[0030] 图2(a)是本发明根据一个或多个实施方式的试件固定机构俯视图；

[0031] 图2(b)是本发明根据一个或多个实施方式的试件固定机构剖面图；

[0032] 图3为本发明根据一个或多个实施方式的焊枪运动机构示意图；

[0033] 图4为本发明根据一个或多个实施方式的旋转式加载机构示意图；

[0034] 图5为本发明根据一个或多个实施方式的测试样件尺寸图；

[0035] 图6为本发明根据一个或多个实施方式的脆性温度区间的测定。

[0036] 图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。1、机架；2、弯曲模块；3、焊缝；4、焊枪运动模组；5、焊枪运动电机；6、摆锤驱动电机；7、焊枪垫板；
8、垂直筋板；9、摆锤旋转轴；10、焊枪压盖；11、摆锤支架；12、加载压头；13、摆锤旋臂；14、焊
枪立板；15、焊枪；16、试件压板；17、测试样件；18、温度测量点；19、机架台面，20、紧固螺栓，
21、起弧点；22、熄弧点。

具体实施方式

[0037] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通
常理解的相同含义。

[0038] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

[0039] 为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描
述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本发明的限制。

[0040] 术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是
电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或
者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上
述术语在本发明的具体含义。

[0041] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种焊接热裂纹敏感性测试方法及装置。

[0042] 本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例以铝合金材料热裂纹感性测试为例，对本实施例中公开的热裂纹敏感性测试装置进行说明，本实施例中公开的热裂
纹敏感性测试装置主要由试件固定机构、焊枪运动机构、旋转式加载机构以及测控系统等
四个部分组成。其中，试件固定机构、焊枪运动机构、旋转式加载机构三部分固定于机架台
面19上；需要说明的是，所述的测控系统可以设置在机架台面上，也可以不设置机架台面
上，具体根据实际情况进行选择，在此不做限定。

[0043] 如图2所示，上述的试件固定机构由具有一定曲率半径的弯曲模块2、试件压板16、紧固螺栓20等部分组成，其中，试件17一端通过试件压板16采用紧固螺栓20固定于弯曲模
块2上，另一端悬空，且悬空端为后续的外力加载位置。

[0044] 具体的，本实施例中所述的试件17的形状如图5所示，为一个长方形的薄板，其一端设有两个螺栓孔，用于实现其在弯曲模块2上的固定。在具体测试时，试件17的一端固定，
另一端悬空，形成了一个类似于悬臂梁的结构。进一步的，在附图5中具体给出了本实施例
中采用的试件17的具体尺寸，其宽为140mm，长为350mm，两个螺栓孔为φ10，且两个螺栓孔
之间的相距70mm，距离长边的距离为35mm。但是需要说明的是，试件的具体尺寸一般根据实
际试验需要进行选择，并不限于本实施例中给出的试件尺寸。

[0045] 进一步的，如图2(a)所示，本实施例中所述的试件压板16也为一个长方形的薄板，在试件压板16上设有四个螺栓孔，中间的两个螺栓孔用于与螺栓配合，实现试件压板16、试
件17、弯曲模块2的连接，外侧的两个螺栓孔用于与螺栓配合，实现试件压板16与弯曲模块2
的连接，需要说明的是，试件压板16的厚度根据实际需要进行设置，在此不做限定。

[0046] 进一步，如图2(b)所示，上述的弯曲模块2其与试件17配合的面为曲面，方便在试件受到外力作用时，使试件按弯曲模块2曲面的曲率发生强制变形。需要说明的是，弯曲模
型2的其他面可以是任意形状，在此不做限定。且上述的弯曲模块2可以事先设计多个，每个
弯曲模块2的曲面对应不同的曲率半径，以可以进行不同应力和不同曲率半径试验。

[0047] 如图3所示，所述的焊枪运动机构由焊枪运动模组4、焊枪运动电机5、焊枪垫板7、垂直筋板8、焊枪压盖10、焊枪立板14、焊枪15等部分组成，焊枪15通过焊枪压盖10、焊枪立
板14、垂直筋板8、焊枪垫板7固定于焊枪运动模组4上；焊枪运动模组4通过焊枪运动电机5
提供驱动力，最终通过焊枪运动模组4将电机的旋转运动转换成焊枪15的直线运动，实现在
试件上的焊接。

[0048] 具体的，本实施例中焊枪压盖10将焊枪15通过焊枪压盖10固定在焊枪立板14上，所述的焊枪立板14与焊枪垫板7垂直，且在焊枪立板14上安装有垂直筋板8；焊枪垫板7水平
安装在焊枪运动模组4上，焊枪运动模组4与焊枪运动电机5相连；焊枪15在焊枪运动电机5
的驱动下对试件17从起弧点21开始焊接，当电弧运动至温度测量点18时触发旋转加载机
构，通过加载压头12对处于焊接状态的试件施加应变载荷，施加的应变量ε按照下面公式计
算：

[0049]

[0050] 式中，t为试件板厚，R为弯曲模块的曲率半径。

[0051] 上述的焊枪运动模组4为现有的结构，其主要是与焊枪运动电机5配合，实现焊枪的运动。在本实施例中，焊枪运动模组4主要是实现焊枪的水平直线运动，因此，本实施例中
焊枪运动模组4可以采用现有滑轨滑块结构。

[0052] 上述的焊枪垫板7、垂直筋板8、焊枪压盖10、焊枪立板14等主要为了实现焊枪在运动模组上的固定，各个部件的结构属于常规结构设计，因此在此不进行赘述了。

[0053] 上述的，焊枪运动机构整体固定在机架台面上，本实施例中，其固定在试件固定机构的一侧，使得焊枪15正好可以在试件17上建立电弧。

[0054] 上述的，焊枪15采用现有的焊枪，在本实施例中不进行赘述了。

[0055] 如图4所示，本实施例中的旋转式加载机构由摆锤支架11、摆锤旋转轴9、加载压头12、摆锤悬臂13、摆锤驱动电机6等部分组成；所述的摆锤支架11为一个龙门架式的结构，其
固定在机架台面19上，其整体高度比焊枪运动机构高，其架设在焊枪运动机构两侧。在摆锤
支架11的下部设有水平设有一个摆锤旋转轴9，且摆锤旋转轴9的高度高于焊枪运动模组4
的高度；摆锤旋转轴9的一端通过轴承安装在摆锤支架11上，另外一端延伸到摆锤支架11
外，与摆锤驱动电机6相连；摆锤悬臂13固定在该摆锤旋转轴9上，摆锤旋转轴9通过摆锤驱
动电机6驱动其旋转，进而带动摆锤悬臂13旋转，摆锤悬臂13进而带动加载压头12旋转。

[0056] 进一步的，所述的摆锤悬臂13为一个门字形，其包括两个竖直臂和一个与两个竖直臂一端相连的水平臂，两个竖直臂另一端固定在摆锤旋转轴9上，摆锤旋转轴9在摆锤驱
动电机6的驱动下旋转，进而带动摆锤悬臂13旋转，摆锤悬臂13的水平臂上安装加载压头
12，在摆锤悬臂13旋转时，加载压头12围绕摆锤旋转轴9做圆周运动，需要说明的是本实施
例中的加载压头12的运动路径非整圆，而是一个圆弧。本实施例中，采用旋转式加载结构，
使得加载过程中加载压头12始终垂直于试件17表面，以保证试件17变形速度均匀、承受应
变ε准确。进一步需要说明的是：加载压头12是对试件17的非固定端进行的加载，且加载力
的大小是可以通过调节加载压头的加载高度来进行调节，具体的通过控制系统控制摆锤旋
转轴9的旋转角度，来实现加载压头12的加载高度调节；以图4所示的方位为准，摆锤驱动电
机6逆时针旋转的角度越大，加载压头12的高度越高，最终在加载时，加载力越大；摆锤驱动
电机6逆时针旋转的角度越小，加载压头12的高度越小，最终在加载时，加载力越小。

[0057] 本实施例中产生应变的加载方式：采用旋转式加载机构对固定于弯曲模块的试验样件施加应变载荷，使得加载过程中加载压头始终垂直于试件17表面，以保证试件17变形
速度均匀、承受应变ε准确。

[0058] 进一步的，所述的测控系统包括可编程逻辑控制器、电机驱动器、光电开关、温度传感器等硬件模块以及配套测控软件，控制总体测试流程、采集并分析测试过程数据，此部
分结构在图中进行了省略；其中温度传感器安装在温度测量点18所在的位置；当电弧运动
至温度测量点18时，通过光电开关感知位置到达信号，并触发摆锤驱动电机6转动，通过摆
锤旋臂13带动加载压头12在测试样件17的悬空端突然施加外力，使试件按弯曲模块2的曲
率发生强制变形，电弧继续前行，直至到达熄弧点22后熄弧。

[0059] 下面对铝合金材料焊接热裂纹敏感性测试装置的测试方法，进行介绍，具体如下：

[0060] 步骤(1)测试样件17的准备及固定。将待测试铝合金材料按照如图5所示的尺寸加工成测试样件17，并将测试样件17通过试件压板16通过紧固螺栓20固定于弯曲模块2上。

[0061] 步骤(2)焊枪运动机构以及应变加载机构的复位。将焊枪运动机构以及旋转式加载机构处于复位状态，为焊枪起弧焊接以及应变载荷的施加做好准备。

[0062] 步骤(3)试件焊接。按下启动测试按键，焊枪15在起弧点21建立电弧，并按照一定的焊接速度开始焊接。

[0063] 步骤(4)应变载荷的施加。当电弧运动至温度测量点18时，控制系统通过光电开关感知位置到达信号，并触发摆锤驱动电机6转动，通过摆锤旋臂13带动加载压头12在测试样
件17的悬空端突然施加外力，使试件按弯曲模块2的曲率发生强制变形，电弧继续前行，直
至到达熄弧点22后熄弧。

[0064] 步骤(5)取下测试样件，更换不同曲率半径的弯曲模块，重复步骤(1)‑步骤(4)。

[0065] 步骤(6)在焊后测量不同应变时焊缝或近焊缝区的裂纹长度，得到临界应变量εcr、最大裂纹长度Lmax、裂纹总长度Lt等评定热裂纹敏感性指标。

[0066] 步骤(7)脆性温度区间(BTR)的测试。当应变量ε增加到一定数值之后，最大裂纹长度Lmax趋于定值；如图6所示，分别测出最大裂纹长度Lmax趋于定值时，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Lka及Lkb，并根据焊接速度V计算出温度测量点k与
裂纹起始点a、裂纹终止点b时间tka及tkb，进而确定ta、tb，其中ta、tb对应的温度Ta、Tb即为材
料的脆性温度区间(BTR)。

[0067] 本实施例中裂纹敏感性测试的方法：通过设计铝合金材料焊接热裂纹敏感性测试装置及测控系统的基础上，在焊接过程中，采用旋转式加载机构对固定于弯曲模块的试验
样件施加应变载荷，同时通过热电偶或红外测温等方式测量焊接温度循环。在焊后测量热
裂纹的长度，并将裂纹长度、位置与焊接热循环进行比对，从而得到与铝合金材料裂纹敏感
性的相关的评价性指标。

[0068] 材料产生裂纹的临界应变量测量方法：按照本实验装置进行裂纹敏感性测量时，在焊后测量不同应变时焊缝或近焊缝区的裂纹长度，得到临界应变量εcr。

[0069] 脆性温度区间测量方法：采用图6所示的思路测量脆性温度区间。当应变量ε增加到一定数值之后，最大裂纹长度Lmax趋于定值。分别测出最大裂纹长度Lmax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Lka及Lkb，并根据焊接速度V计算出
温度测量点k与裂纹起始点a、裂纹终止点b时间tka及tkb，进而确定ta、tb，其中ta、tb对应的温
度Ta、Tb即为材料的脆性温度区间(BTR)。

[0070] 最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这
种实际的关系或者顺序。

[0071] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。