应变片点焊对基础材料的影响

应变片点焊对钢材的影响

起重机，桥梁等结构中，由于机械应力的缺口效应，在受到强冲击的情况下，可能会导致结构失效。因此必须要进行应力测试。由于这些应用环境恶劣，无法采用黏贴的方式进行应变片安装，通常采用焊接的方式进行。

工业上通常采用的焊接方法，有金属惰性气体焊(MIG)、金属活性气体焊(MAG)、钨极惰性气体焊(TIG)，都是非常强力的焊接方法，但对基材影响很大。因为其是通过融化的方式使部件连接在一起。

而应变片通过点焊的方式对结构影响非常小。

本文采用 LS31 可焊接应变片 进行了几种实验，结果显示其对基材的影响基体材料的影响非常有限。这些结果同样适用于 HBM 光纤传感器。

典型的应变片点焊结构

HBM Fiber Sensing OL-W 光纤应变片点焊

HBM 可焊接应变片

HBM 还提供可焊接 electrical and 光纤应变片和传感器。

带有 0.5m 电缆的 LS31 (HT) 电阻应变片

OL-WA (光纤直片) 和 OR-WA (光纤应变花)

点焊基础材料试验

以下测试是由“Schweitechnische Lehr-und Versuchsanstalt Mecklenburg-Vorpommern GmbH” 进行的。其证明了应变片点焊对基础材料的微小影响 [1]。

测试说明

HBM 应变片被焊接到 S355G10+M 钢材上 (400 x 200mm, t=80mm)。其采用 Heller C39 型移动式接触焊枪 P05-K 进行焊接，安装的是 HBM LS31 应变片。焊接前，将表面磨光使金属表面完全裸露。

随后按照 DIN EN ISO 15613 标准进行不同的测试：

1. 目视检查剥离试验
2. 显微镜检查
3. 硬度试验

焊接和基础材料检查

• 1. 目视检查和剥离试验(DIN EN ISO 17637)
• 根据 DIN EN ISO 17637 标准剥离试验进行的目视检查显示没有明显缺陷。基材的表面在焊接镜片中没有裂纹。
• 对基材的影响仅限于焊点。
• 2. 显微镜检查(显微照片 DIN ISO ISO 17639)
• 然后是检查焊点的横截面。剥离试验后对材料进行刻蚀，制成光学显微照片。材料则通过显微镜检查(DIN EN ISO 17639)。
• 焊接的横截面约为 0.5-0.8 mm²，深度约为0.05mm，这对基体材料影响很小。热影响区清晰可见
• 3. 硬度试验(DIN EN ISO 9015-2)
• 根据 Vickers 程序进行硬度试验，在横截面上的不同位置进行。
• 1-3: 在应变片基底材料(X8Cr17)
• 4-6: 钢材的热影响区
• 7-9: 钢材料

总结

应变片点焊融化影响通常深度小于 100µm，横截面小于 1mm² 。 SLV [1] 试验结果证实了这一点。

焊点在应变片基底和钢体和基材之间形成坚固连接，从而能够进行应变传递。

点焊后，钢体材料或应变片中无裂纹。

参考文献

Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Mecklenburg-Vorpommern GmbH 公司报告。

[1] 报告 - 编号： PB210-170421-01E REV0 ()按照 Din EN ISO 15613 标准进行在点焊接的评定试验)

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