金屬材料沖擊試驗(yàn)機(jī)的操作步驟是怎樣的？

金屬材料沖擊試驗(yàn)機(jī)的操作步驟需嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、安全操作、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確三大原則，核心是確保擺錘沖擊能量精準(zhǔn)、試樣定位準(zhǔn)確，以獲得可靠的沖擊性能數(shù)據(jù)。具體分為操作前準(zhǔn)備、試樣制備與安裝、設(shè)備參數(shù)設(shè)置、測試執(zhí)行、結(jié)果處理、設(shè)備收尾六個核心步驟：

一、操作前準(zhǔn)備（安全與設(shè)備檢查）

安全防護(hù)檢查

檢查設(shè)備安全防護(hù)罩是否安裝牢固，確保無松動、破損，防止試樣斷裂碎片和擺錘意外傷人。

確認(rèn)急停按鈕、擺錘限位保護(hù)裝置靈敏有效，測試區(qū)域清理干凈，無無關(guān)雜物和人員，預(yù)留安全操作空間。

操作人員需佩戴防護(hù)眼鏡、安全帽，長發(fā)盤起，避免衣物卷入設(shè)備運(yùn)動部件。

設(shè)備狀態(tài)檢查

檢查擺錘懸掛軸承是否潤滑充足，擺動是否順暢，有無卡頓、異響；刀刃是否完好，無缺口、磨損或變形。

電動提升機(jī)型需檢查電源、線路連接是否正常，提升機(jī)構(gòu)運(yùn)行是否平穩(wěn)；手動提升機(jī)型需檢查提升手柄、鎖扣機(jī)構(gòu)是否可靠。

進(jìn)行能量校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊塊驗(yàn)證設(shè)備能量測量精度，確保誤差在 ±1% 范圍內(nèi)，若偏差過大需重新校準(zhǔn)角度編碼器。

工具與試樣準(zhǔn)備

準(zhǔn)備符合 GB/T 229 標(biāo)準(zhǔn)的試樣，通常為 10mm×10mm×50mm 的標(biāo)準(zhǔn)試樣，缺口類型為 V 型或 U 型，確保試樣表面無銹蝕、裂紋，缺口尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

準(zhǔn)備卡尺、記號筆、試樣盒等工具，用于測量試樣尺寸、標(biāo)記試樣信息；低溫測試需準(zhǔn)備低溫箱、保溫容器、測溫儀等。

檢查并安裝適配的擺錘刀刃（V 型或 U 型），確保刀刃安裝牢固，與試樣缺口位置匹配。

二、試樣制備與安裝

試樣預(yù)處理

常溫測試：將試樣置于室溫環(huán)境下恒溫 2 小時以上，確保試樣溫度與環(huán)境溫度一致。

低溫測試：將試樣放入低溫箱中，按標(biāo)準(zhǔn)要求冷卻至設(shè)定溫度（如 - 40℃、-60℃），保溫時間不少于 30 分鐘，確保試樣溫度均勻。

測量試樣尺寸：用卡尺測量試樣的寬度、厚度，記錄數(shù)據(jù)，用于后續(xù)沖擊韌性計(jì)算（沖擊韌性 = 沖擊吸收功 / 試樣截面積）。

試樣安裝與定位

打開設(shè)備防護(hù)罩，調(diào)整試樣支座間距，確保與試樣長度匹配（標(biāo)準(zhǔn)試樣支座間距為 40mm）。

將試樣平穩(wěn)放置在支座上，缺口朝向擺錘沖擊方向，通過缺口對中裝置調(diào)整試樣位置，確保刀刃精準(zhǔn)對準(zhǔn)缺口底部，避免沖擊位置偏差。

啟動夾緊裝置（手動或液壓），將試樣牢固夾緊，確保沖擊過程中試樣無松動、無位移，夾緊力適中，避免損傷試樣。

關(guān)閉設(shè)備防護(hù)罩，確保防護(hù)罩閉合，避免測試過程中碎片飛濺。

三、設(shè)備參數(shù)設(shè)置

基本參數(shù)輸入：在控制系統(tǒng)（觸摸屏或計(jì)算機(jī)）中輸入試樣信息，包括材料牌號、試樣尺寸、缺口類型（V 型 / U 型）、測試溫度、試樣編號等。

沖擊能量選擇：根據(jù)試樣預(yù)期沖擊吸收功，選擇對應(yīng)能量的擺錘（如 300J 擺錘適用于普通鋼材），確保擺錘能量大于試樣預(yù)期吸收功的 1.2 倍。

測試參數(shù)設(shè)置：設(shè)置擺錘預(yù)揚(yáng)角（通常為 150° 或 160°），確保沖擊速度符合標(biāo)準(zhǔn)要求（5.2-5.4m/s）；若為低溫測試，輸入測試溫度和保溫時間。

保護(hù)參數(shù)設(shè)置：設(shè)定擺錘提升限位、沖擊后擺錘回落保護(hù)等參數(shù)，防止設(shè)備誤操作導(dǎo)致安全事故。

參數(shù)確認(rèn)：核對所有輸入?yún)?shù)，確保擺錘能量、試樣信息、測試溫度等設(shè)置符合測試標(biāo)準(zhǔn)要求，避免參數(shù)錯誤導(dǎo)致測試無效。

四、測試執(zhí)行與過程監(jiān)控

擺錘提升與鎖定：啟動擺錘提升機(jī)構(gòu)，將擺錘提升至設(shè)定預(yù)揚(yáng)角，系統(tǒng)自動鎖定擺錘，確保擺錘位置準(zhǔn)確。

手動提升機(jī)型需通過手柄將擺錘提升至規(guī)定角度，機(jī)械鎖扣自動鎖定，確認(rèn)鎖定可靠后再進(jìn)行下一步。

啟動測試：確認(rèn)試樣安裝牢固、防護(hù)罩閉合、參數(shù)設(shè)置無誤后，按下啟動按鈕，系統(tǒng)自動釋放擺錘。

擺錘在重力作用下自由下擺，以標(biāo)準(zhǔn)速度沖擊試樣，使試樣在瞬間承受沖擊載荷并斷裂。

沖擊過程中，操作人員需站在設(shè)備側(cè)面（非正前方），觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，禁止觸碰設(shè)備或防護(hù)罩。

數(shù)據(jù)采集與自動停機(jī)：擺錘沖擊試樣后，繼續(xù)擺動至一定高度，角度編碼器實(shí)時測量擺錘擺動角度，系統(tǒng)自動計(jì)算試樣吸收的沖擊能量。

當(dāng)擺錘回落至安全位置后，設(shè)備自動停機(jī)，完成一次測試。

若試樣未斷裂或沖擊能量異常，設(shè)備會發(fā)出報警提示，需停機(jī)檢查試樣安裝或設(shè)備狀態(tài)。

五、結(jié)果處理與記錄

試樣與設(shè)備檢查：待設(shè)備停機(jī)后，打開防護(hù)罩，取出斷裂的試樣，檢查試樣斷口形貌（韌性斷裂 / 脆性斷裂），記錄斷口特征。

檢查擺錘刀刃是否有損傷，若出現(xiàn)缺口或變形，需及時打磨或更換。

數(shù)據(jù)讀取與計(jì)算：控制系統(tǒng)自動顯示沖擊吸收功（AKV 或 AKU），根據(jù)試樣截面積計(jì)算沖擊韌性值，同時生成沖擊能量 - 時間曲線（部分機(jī)型）。

若試樣斷裂后吸收功超過擺錘能量的 80%，需更換更大能量的擺錘重新測試，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

結(jié)果判定與記錄：將測試得到的沖擊吸收功與國家標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)要求對比，判定試樣是否合格。

例如：Q355 鋼的 V 型缺口沖擊吸收功常溫下需≥34J，若測試結(jié)果≥34J 則判定為合格。

填寫測試記錄表，記錄試樣信息、測試參數(shù)、沖擊吸收功、沖擊韌性、斷口特征、測試結(jié)果等內(nèi)容，簽字確認(rèn)后存檔。

報告生成：通過控制系統(tǒng)生成正式測試報告，包含測試數(shù)據(jù)、曲線、判定結(jié)果、操作人員、測試日期等信息，支持 PDF、Excel 格式導(dǎo)出或打印，用于質(zhì)量驗(yàn)收、研發(fā)分析等。

六、設(shè)備收尾與維護(hù)

設(shè)備清潔：用干凈抹布擦拭主機(jī)、擺錘、試樣支座和刀刃，清除金屬碎屑和油污；用毛刷清理設(shè)備縫隙內(nèi)的雜物。

部件歸位：將擺錘回落至初始位置，關(guān)閉夾緊裝置，取下刀刃（如需）清潔后妥善存放；將工具、剩余試樣整理歸位。

設(shè)備停機(jī)：關(guān)閉設(shè)備電源，斷開總開關(guān)；低溫測試需關(guān)閉低溫箱電源，清理保溫容器。

日常維護(hù)：對擺錘懸掛軸承、提升機(jī)構(gòu)的活動部件涂抹少量鋰基潤滑脂，減少機(jī)械磨損；檢查設(shè)備安全裝置是否靈敏有效。

七、關(guān)鍵注意事項(xiàng)

嚴(yán)禁在防護(hù)罩未關(guān)閉的情況下啟動測試，避免碎片飛濺或擺錘傷人。

擺錘提升后，禁止在擺錘下方停留或放置物品，防止擺錘意外釋放造成安全事故。

低溫測試時，操作人員需佩戴防凍手套，避免直接接觸低溫試樣導(dǎo)致凍傷。

測試過程中若出現(xiàn)設(shè)備異常（如擺錘卡頓、能量數(shù)據(jù)異常），需立即按下急停按鈕停機(jī)，聯(lián)系專業(yè)技術(shù)人員檢修，嚴(yán)禁擅自拆卸設(shè)備。

定期對設(shè)備進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)，確保沖擊能量、角度測量的準(zhǔn)確性，校準(zhǔn)記錄需存檔備案。