使用金属拉伸试验机进行材料测试是一项专业性很强的工作,需要注意多方面的问题,以确保测试结果的准确性、设备的安全运行以及操作人员的人身安全。以下是一些关键的注意事项:
一、安全注意事项(重中之重)
1.个人防护装备(PPE):
护目镜/面罩:这是绝对必须的!试样在拉伸过程中可能突然断裂,产生高速飞溅的碎片。即使试样看起来不会断裂,也要始终佩戴。
防护手套:处理试样、夹具或可能锋利的断口时使用(但注意:操作机器按钮、旋钮或在夹持试样时,为避免卷入风险,有时需要摘掉手套)。
安全鞋:防止重物掉落砸伤脚部。
工作服:穿着合身的工作服,避免宽松衣物、首饰、长发等被卷入运动部件。
2.防护装置:
防护罩/防护挡板:试验机通常配有透明的防护罩或挡板。测试开始前务必将其关闭并锁定到位。这是防止飞溅碎片伤人的主要屏障。
紧急停止按钮:熟悉紧急停止按钮的位置,确保其功能正常,并在任何紧急情况下(如试样意外脱落、设备异常、人员危险)能第一时间按下。
3.载荷和能量:
了解设备能力:切勿超过试验机的最大载荷容量。否则可能导致设备性损坏甚至结构失效,非常危险。
能量释放:试样断裂瞬间会突然释放储存的弹性应变能,可能导致设备振动、试样碎片飞溅或夹具回弹。确保防护罩到位,人员保持安全距离。
液压系统:对于液压试验机,注意高压油路。不要在有压力的情况下连接或断开油管。定期检查是否有泄漏。避免皮肤直接接触高压油流(可能造成严重伤害)。
4.夹持与对中:
稳固夹持:确保试样在夹具中夹持牢固、可靠。不正确的夹持可能导致试样在测试中滑脱或飞出,非常危险。
试样对中:试样必须与拉伸轴线精确对中。严重的偏心会导致施加弯曲应力,不仅影响结果准确性,还可能损坏夹具或设备,甚至导致试样非预期断裂。
5.操作环境:
保持工作区域整洁:清除无关物品、油污、水渍等,防止滑倒或绊倒。
照明充足:确保操作区域光线良好,便于观察试样和设备状态。
通风:如果测试涉及高温炉或可能产生有害气体/粉尘的环境箱,确保良好的通风条件。
二、测试准确性与操作规范
1.试样准备:
标准试样:严格按照相关标准(如ASTM,ISO,GB等)加工试样。尺寸、形状、表面粗糙度、过渡圆弧半径等都必须符合要求。
测量精度:使用合格的量具(如游标卡尺、千分尺)精确测量试样的原始标距、平行段长度、宽度、厚度或直径。这是计算应力的基础。
标记标距:使用打点机或划线器清晰准确地标记原始标距。标记应清晰但不至于成为应力集中源导致提前断裂。
试样状态:确保试样无可见缺陷(如划痕、凹坑、锈蚀),且代表待测材料的真实状态。
2.设备状态与校准:
定期校准:确保试验机的测力系统(载荷传感器)、变形测量系统(引伸计)和位移测量系统(横梁位移)都经过有资质的机构定期校准,并在有效期内。这是保证数据准确可靠的根本。
日常检查:开机前检查设备状态,包括:
夹具是否磨损、清洁、活动灵活?
丝杠/导轨是否清洁、润滑良好?
各连接线缆、气管/油管是否完好?
限位开关是否工作正常?
紧急停止按钮功能是否正常?
控制系统、软件运行是否正常?
预热:根据设备要求,可能需要开机预热一段时间,使电子元件和机械部件达到稳定状态。
3.测试过程控制:
正确选择夹具:根据试样类型(棒材、板材、线材等)和尺寸选择合适的夹具(楔形钳口、螺纹接头、平推夹具等),并确保钳口齿形与试样匹配。
精确对中:使用对中工具或在软件辅助下仔细调整试样,使其轴线与拉伸方向严格重合。这是获得准确拉伸性能(尤其是屈服强度)的关键。
正确安装引伸计:
选择量程和精度合适的引伸计。
按照引伸计说明书和测试标准要求,将其牢固、精确地安装在试样的平行段标距上。
确保刀刃或接触点与试样良好接触,无滑动。
设置好引伸计的标距(与试样标记的标距一致)。
引伸计通常用于精确测量弹性模量、屈服强度(Rp0.2)和规定非比例延伸强度等。在试样即将屈服或进入塑性变形阶段后(具体时机按标准),需要小心谨慎地取下引伸计,避免损坏。
设定合适的测试速度:
严格按照测试标准规定的应变速率或横梁位移速度进行测试。
速度对屈服强度、抗拉强度和断后伸长率等结果有显著影响。弹性阶段和塑性阶段的速度要求可能不同。
监控测试过程:测试开始后,操作人员应留在附近,透过防护罩观察试样状态和设备运行情况,留意异常声音或振动。不要依赖自动化。
4.数据记录与处理:
原始数据:确保软件正确记录载荷、位移、变形(来自引伸计)等原始数据。
结果计算:软件通常会根据标准自动计算各项性能指标(如屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率)。操作人员需要理解这些计算原理。
报告:测试报告应清晰、完整,包含试样信息、测试条件(速度、温度、湿度)、设备信息(型号、校准状态)、原始数据曲线(载荷-位移或应力-应变曲线)以及计算结果。报告需符合相关标准或客户要求。
试样保存:通常需要保留断裂后的试样一段时间,以便复检或核查。
三、设备维护与保养
1.日常清洁:测试后及时清理夹具、工作台上的碎屑、油污等。
2.定期润滑:按照设备制造商手册的要求,定期对丝杠、导轨、轴承等运动部件进行润滑。
3.夹具维护:定期检查钳口磨损情况,及时更换过度磨损的钳口。保持钳口齿面清洁。
4.液压系统维护(如适用):定期检查油位、油质,按计划更换液压油和滤芯。检查管路密封性。
5.电子系统:保持设备清洁干燥,避免灰尘、液体进入控制柜。定期备份软件和测试数据。
6.专业维护:按照计划进行由制造商或授权服务商进行的专业维护和预防性保养。
四、人员要求
1.培训:操作人员必须经过严格、系统的培训,包括设备原理、操作规程、安全规范、软件使用、标准理解、数据处理和应急处理等,并经考核合格后方可独立操作。
2.阅读手册:仔细阅读并理解设备操作手册、软件手册和相关测试标准。
3.专注负责:操作过程中保持专注,不得分心或擅离岗位。对测试结果的准确性和安全性负责。
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