高強(qiáng)度螺栓拉力試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)操作步驟

高強(qiáng)度螺栓拉力試驗(yàn)需嚴(yán)格遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（如 GB/T 1231《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》、GB/T 228.1《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第 1 部分：室溫試驗(yàn)方法》） ，操作步驟圍繞 “A全、J準(zhǔn)、規(guī)范" 展開，結(jié)合試驗(yàn)機(jī)的核心系統(tǒng)（夾持、加載、測(cè)量、控制），可分為試驗(yàn)前準(zhǔn)備、試件安裝、參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)運(yùn)行、數(shù)據(jù)處理、設(shè)備收尾6 大階段，具體流程如下：

一、試驗(yàn)前準(zhǔn)備階段：確保設(shè)備與試件符合測(cè)試條件

此階段是保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，需排查設(shè)備狀態(tài)、確認(rèn)試件合規(guī)性、優(yōu)化測(cè)試環(huán)境。

1、試件準(zhǔn)備與檢查

1.1按測(cè)試需求選取3-5 件同規(guī)格、同批次的高強(qiáng)度螺栓（如 M20×80、性能等級(jí) 10.9 級(jí)），確保螺栓無表面裂紋、螺紋損傷、銹蝕等缺陷（外觀缺陷會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，影響抗拉強(qiáng)度判定）。1.2測(cè)量并記錄試件關(guān)鍵參數(shù)：（1）螺栓公稱直徑 d（如 M20 的公稱直徑為 20mm）；（2）Y效螺紋段原始標(biāo)距 L?（根據(jù)螺栓長(zhǎng)度確定，通常取 50mm 或 100mm，需用卡尺J確測(cè)量，精度至 0.01mm）；（3）計(jì)算螺栓橫截面積 A（按公式 A=π×(d?)2/4，d?為螺紋小徑，需查對(duì)應(yīng)螺紋標(biāo)準(zhǔn)，如 M20 的小徑 d?=17.294mm）

2、設(shè)備狀態(tài)檢查

2.1精度校準(zhǔn)確認(rèn)：查看力值傳感器、引伸計(jì)的校準(zhǔn)證書，確保在Y效期內(nèi)（通常校準(zhǔn)周期為 1 年，由國(guó)家認(rèn)可的計(jì)量機(jī)構(gòu)出具），若超期需先校準(zhǔn)再使用。2.2核心部件檢查：（1）夾持系統(tǒng)：清潔上下夾具夾持面，檢查螺紋套（與螺栓規(guī)格匹配）是否磨損，楔形夾具的F滑齒是否完好；（2）加載系統(tǒng)：液壓機(jī)型檢查液壓油位（需在油標(biāo)刻度線之間）、油液清潔度（無渾濁、雜質(zhì)），電動(dòng)機(jī)型檢查滾珠絲杠導(dǎo)軌是否潤(rùn)滑；（3）A全系統(tǒng)：測(cè)試急停按鈕（按下后設(shè)備立即斷電停機(jī)）、A全防護(hù)罩（關(guān)閉后才能啟動(dòng)試驗(yàn)）、過載保護(hù)功能（可通過軟件模擬過載，確認(rèn)是否觸發(fā)停機(jī)）。

3、環(huán)境條件確認(rèn)

測(cè)試環(huán)境需滿足：溫度（10-35℃）、相對(duì)濕度（40%-80%），無強(qiáng)烈振動(dòng)（如附近無大型沖壓設(shè)備）、無腐蝕性氣體，避免環(huán)境因素導(dǎo)致傳感器漂移或試件性能變化。

二、試件安裝階段：保證力線對(duì)中，避免偏載

此階段是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，力線對(duì)中偏差≤1% ，否則會(huì)導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度測(cè)量值偏差（偏載可能使結(jié)果偏高 10% 以上）。

1、夾具與試件匹配

根據(jù)螺栓結(jié)構(gòu)選擇夾具：若為帶頭部螺栓（如大六角頭），上夾具選用楔形夾具（夾緊螺栓頭部，確保頭部不打滑），下夾具選用與螺栓規(guī)格匹配的螺紋套夾具（將螺栓螺紋端擰入螺紋套，擰入深度≥2 倍公稱直徑，避免螺紋受力不足導(dǎo)致斷裂）；若為全螺紋螺栓，上下夾具均用螺紋套。

2、試件安裝步驟

2.1啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)電源，升起移動(dòng)橫梁（液壓機(jī)型通過油缸頂起，電動(dòng)機(jī)型通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠），預(yù)留足夠安裝空間；2.2將螺栓頭部放入上夾具，手動(dòng)或通過液壓夾緊上夾具（夾緊力以螺栓不松動(dòng)為宜，避免過度夾緊壓傷頭部）；2.3調(diào)整下夾具高度，將螺栓螺紋端擰入下夾具螺紋套，確保螺栓軸線與上夾具中心線對(duì)齊；2.4若試驗(yàn)機(jī)帶球面調(diào)心座，微調(diào)調(diào)心座角度，觀察螺栓是否垂直（可通過直角尺輔助判斷），Z終保證力線與螺栓軸線重合。

3、引伸計(jì)安裝

3.1選擇與螺栓原始標(biāo)距匹配的引伸計(jì)（如標(biāo)距 50mm 對(duì)應(yīng) 50mm 量程引伸計(jì)），清潔引伸計(jì)夾持爪和螺栓Y效螺紋段（無油污、雜質(zhì)）；3.2將引伸計(jì)的兩個(gè)夾持爪分別固定在螺栓Y效螺紋段的兩端（避開頭部和螺紋套夾持區(qū)），夾持力度適中（過松會(huì)打滑，過緊會(huì)壓傷試件）；3.3打開引伸計(jì)電源，檢查數(shù)據(jù)是否歸零（若有偏移，通過軟件清零），確保引伸計(jì)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常通信。

三、試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置階段：匹配標(biāo)準(zhǔn)要求，定義測(cè)試邏輯

通過控制系統(tǒng)軟件設(shè)置參數(shù)，確保加載方式、數(shù)據(jù)采集頻率符合標(biāo)準(zhǔn)，避免因參數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致試驗(yàn)無效。

1、軟件啟動(dòng)與試件信息錄入

打開試驗(yàn)機(jī)控制軟件（如 “W能材料測(cè)試系統(tǒng) V3.0"），新建試驗(yàn)任務(wù)，錄入試件信息：螺栓規(guī)格（M20）、性能等級(jí)（10.9 級(jí)）、材質(zhì)（42CrMo）、原始標(biāo)距（L?=50mm）、橫截面積（A=238.7mm2）、試驗(yàn)人員等。

2、加載參數(shù)設(shè)置

2.1加載方式：按 GB/T 228.1 要求，選擇 “位移控制加載"（彈性階段加載速度 2-5mm/min，屈服后可提高至 5-10mm/min），或 “力控制加載"（彈性階段應(yīng)力速率 20-60MPa/s）；2.2停機(jī)條件：設(shè)置 “斷裂停機(jī)"（螺栓斷裂后自動(dòng)卸載），或 “Z大載荷后停機(jī)"（當(dāng)載荷達(dá)到Z大值后，繼續(xù)加載至螺栓伸長(zhǎng)率 10% 后停機(jī)，適用于不易斷裂的試件）；2.3數(shù)據(jù)采集頻率：設(shè)置為 100-500Hz（確保捕捉屈服點(diǎn)、Z大載荷等關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，避免遺漏）。

3、曲線與結(jié)果設(shè)置

3.1選擇需實(shí)時(shí)顯示的曲線：“力 - 位移曲線"（直觀判斷屈服階段）、“力 - 時(shí)間曲線"（監(jiān)控加載穩(wěn)定性）、“應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線"（計(jì)算彈性模量）；3.2設(shè)置自動(dòng)計(jì)算參數(shù)：抗拉強(qiáng)度（σ_b = Z大載荷 F_b/A）、屈服強(qiáng)度（σ_s = 屈服載荷 F_s/A，若為無明顯屈服，取 σ_0.2 = 規(guī)定非比例延伸率 0.2% 對(duì)應(yīng)的應(yīng)力）、斷后延伸率（A=(斷后標(biāo)距 L_u-L?)/L?×Y00%）。

四、試驗(yàn)運(yùn)行與監(jiān)控階段：實(shí)時(shí)觀察狀態(tài)，確保A全與數(shù)據(jù)Y啟動(dòng)試驗(yàn)后需全程監(jiān)控，及時(shí)處理異常情況，避免設(shè)備損壞或數(shù)據(jù)無效。

1、試驗(yàn)啟動(dòng)前確認(rèn)

1.1檢查所有人員已遠(yuǎn)離測(cè)試區(qū)域（螺栓斷裂時(shí)可能產(chǎn)生碎片），關(guān)閉A全防護(hù)罩；1.2再次核對(duì)參數(shù)（加載速度、停機(jī)條件、試件信息），點(diǎn)擊軟件 “預(yù)加載"（施加小載荷，如 5% 額定載荷，確認(rèn)力值傳感器、引伸計(jì)數(shù)據(jù)正常，無異常波動(dòng)）。

2、正式試驗(yàn)運(yùn)行

點(diǎn)擊 “開始試驗(yàn)"，試驗(yàn)機(jī)按設(shè)定參數(shù)加載，實(shí)時(shí)觀察軟件曲線：2.1彈性階段：力 - 位移曲線呈線性增長(zhǎng)，若出現(xiàn)非線性波動(dòng)，可能是夾具打滑或引伸計(jì)松動(dòng)，需立即停機(jī)檢查；2.2屈服階段：力值增長(zhǎng)放緩或保持不變，位移持續(xù)增加，軟件自動(dòng)識(shí)別屈服點(diǎn)并記錄屈服載荷 F_s；2.3強(qiáng)化與斷裂階段：屈服后力值再次增長(zhǎng)至Z大值 F_b（抗拉載荷），隨后載荷下降，螺栓開始頸縮，Z終斷裂，設(shè)備自動(dòng)卸載。

3、異常情況處理

3.1若出現(xiàn) “過載報(bào)警"（載荷超過量程 110%），立即按下急停按鈕，檢查螺栓是否偏載或參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤；3.2若引伸計(jì)數(shù)據(jù)歸零或波動(dòng)過大，停機(jī)檢查引伸計(jì)夾持狀態(tài)，重新安裝后需重新開始試驗(yàn)；3.3若螺栓在夾具處斷裂（非Y效螺紋段），說明夾具安裝不當(dāng)（如螺紋套擰入深度不足），需調(diào)整夾具后重新測(cè)試。

五、數(shù)據(jù)處理與報(bào)告生成階段：驗(yàn)證數(shù)據(jù)Y效性，輸出規(guī)范報(bào)告

試驗(yàn)結(jié)束后需核對(duì)數(shù)據(jù)、分析斷口，確保結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，避免無效數(shù)據(jù)輸出。

1、數(shù)據(jù)初步核對(duì)

1.1軟件自動(dòng)生成試驗(yàn)數(shù)據(jù)：屈服載荷 F_s、Z大載荷 F_b、斷后標(biāo)距 L_u（需手動(dòng)測(cè)量，用卡尺量取斷裂后試件的標(biāo)距長(zhǎng)度）、延伸率 A、抗拉強(qiáng)度 σ_b；1.2驗(yàn)證數(shù)據(jù)合理性：如 10.9 級(jí) M20 螺栓的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值≥1040MPa，若測(cè)試值遠(yuǎn)低于此（如 800MPa），需排查試件是否為不合格品或試驗(yàn)過程是否存在偏載；若遠(yuǎn)高于此（如 1300MPa），需檢查力值傳感器是否校準(zhǔn)。

2、斷口分析

2.1觀察螺栓斷口：正常斷口應(yīng)為 “杯錐形" 或 “平斷口"，斷口位置在Y效螺紋段，且無明顯夾雜、裂紋等缺陷；2.2若斷口在夾具夾持區(qū)（如頭部與桿部過渡處），說明力線不對(duì)中或夾具夾緊力不足，試驗(yàn)數(shù)據(jù)無效，需重新測(cè)試。

3、報(bào)告生成與保存

3.1軟件自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告，包含：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試件信息、加載曲線、原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果、斷口照片（可選）；3.2審核報(bào)告無誤后，保存為 PDF 或 Excel 格式，按編號(hào)歸檔（如 “20240509-M20-10.9 級(jí) - 001"），便于后續(xù)追溯。

六、設(shè)備收尾階段：維護(hù)設(shè)備，確保下次使用

試驗(yàn)結(jié)束后需清潔、潤(rùn)滑設(shè)備，關(guān)閉電源，避免部件損壞。

1、試件與引伸計(jì)拆除

待設(shè)備W全卸載后，打開A全防護(hù)罩，先拆除引伸計(jì)（輕拿輕放，避免碰撞夾持爪），再松開上下夾具，取出斷裂的螺栓試件（若溫度較高，需戴手套，避免T傷）。

2、設(shè)備清潔與潤(rùn)滑

2.1用抹布清潔上下夾具夾持面（Q除殘留的金屬碎屑、油污），若螺紋套有磨損，需更換同規(guī)格螺紋套；2.2對(duì)電動(dòng)機(jī)型的滾珠絲杠、導(dǎo)軌涂抹潤(rùn)滑油（按設(shè)備說明書選用型號(hào)，如 32 號(hào)液壓油），液壓機(jī)型檢查液壓油位，若不足需補(bǔ)充。

3、電源關(guān)閉與記錄

3.1依次關(guān)閉引伸計(jì)電源、試驗(yàn)機(jī)控制軟件、試驗(yàn)機(jī)總電源，拔掉插頭；3.2填寫設(shè)備運(yùn)行記錄：試驗(yàn)日期、試件批次、測(cè)試數(shù)量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（是否有故障）、維護(hù)情況，便于后續(xù)設(shè)備保養(yǎng)與故障排查。

七、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

1、A全D一：試驗(yàn)全程B須關(guān)閉A全防護(hù)罩，嚴(yán)禁用手觸摸運(yùn)動(dòng)中的橫梁或試件，急停按鈕需處于易觸及位置；

2、精度保障：力值傳感器、引伸計(jì)需定期校準(zhǔn)（每年 1 次），機(jī)架需每 2 年進(jìn)行剛度校驗(yàn)，避免精度下降；

3、標(biāo)準(zhǔn)更新：關(guān)注國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更新（如 GB/T 1231 可能修訂），確保試驗(yàn)方法與ZX標(biāo)準(zhǔn)一致，避免報(bào)告無效。

八、總結(jié)

通過以上步驟，可確保高強(qiáng)度螺栓拉力試驗(yàn)的 “A全性、準(zhǔn)確性、規(guī)范性"，為螺栓的質(zhì)量判定（如出廠檢驗(yàn)、第三方檢測(cè)）提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。要想了解更詳細(xì)的試驗(yàn)操作步驟，可隨時(shí)聯(lián)系河北天棋星子檢測(cè)設(shè)備有限公司工作人員。