金屬材料沖擊試驗機的操作步驟是怎樣的？

金屬材料沖擊試驗機的操作步驟需嚴格遵循標準規范、安全操作、數據準確三大原則，核心是確保擺錘沖擊能量精準、試樣定位準確，以獲得可靠的沖擊性能數據。具體分為操作前準備、試樣制備與安裝、設備參數設置、測試執行、結果處理、設備收尾六個核心步驟：

一、操作前準備（安全與設備檢查）

安全防護檢查

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

確認急停按鈕、擺錘限位保護裝置靈敏有效，測試區域清理干凈，無無關雜物和人員，預留安全操作空間。

操作人員需佩戴防護眼鏡、安全帽，長發盤起，避免衣物卷入設備運動部件。

設備狀態檢查

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。

電動提升機型需檢查電源、線路連接是否正常，提升機構運行是否平穩；手動提升機型需檢查提升手柄、鎖扣機構是否可靠。

進行能量校準：使用標準沖擊塊驗證設備能量測量精度，確保誤差在 ±1% 范圍內，若偏差過大需重新校準角度編碼器。

工具與試樣準備

準備符合 GB/T 229 標準的試樣，通常為 10mm×10mm×50mm 的標準試樣，缺口類型為 V 型或 U 型，確保試樣表面無銹蝕、裂紋，缺口尺寸符合標準要求。

準備卡尺、記號筆、試樣盒等工具，用于測量試樣尺寸、標記試樣信息；低溫測試需準備低溫箱、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

試樣預處理

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

低溫測試：將試樣放入低溫箱中，按標準要求冷卻至設定溫度（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，記錄數據，用于后續沖擊韌性計算（沖擊韌性 = 沖擊吸收功 / 試樣截面積）。

試樣安裝與定位

打開設備防護罩，調整試樣支座間距，確保與試樣長度匹配（標準試樣支座間距為 40mm）。

將試樣平穩放置在支座上，缺口朝向擺錘沖擊方向，通過缺口對中裝置調整試樣位置，確保刀刃精準對準缺口底部，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。

關閉設備防護罩，確保防護罩閉合，避免測試過程中碎片飛濺。

三、設備參數設置

基本參數輸入：在控制系統（觸摸屏或計算機）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：根據試樣預期沖擊吸收功，選擇對應能量的擺錘（如 300J 擺錘適用于普通鋼材），確保擺錘能量大于試樣預期吸收功的 1.2 倍。

測試參數設置：設置擺錘預揚角（通常為 150° 或 160°），確保沖擊速度符合標準要求（5.2-5.4m/s）；若為低溫測試，輸入測試溫度和保溫時間。

保護參數設置：設定擺錘提升限位、沖擊后擺錘回落保護等參數，防止設備誤操作導致安全事故。

參數確認：核對所有輸入參數，確保擺錘能量、試樣信息、測試溫度等設置符合測試標準要求，避免參數錯誤導致測試無效。

四、測試執行與過程監控

擺錘提升與鎖定：啟動擺錘提升機構，將擺錘提升至設定預揚角，系統自動鎖定擺錘，確保擺錘位置準確。

手動提升機型需通過手柄將擺錘提升至規定角度，機械鎖扣自動鎖定，確認鎖定可靠后再進行下一步。

啟動測試：確認試樣安裝牢固、防護罩閉合、參數設置無誤后，按下啟動按鈕，系統自動釋放擺錘。

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

沖擊過程中，操作人員需站在設備側面（非正前方），觀察設備運行狀態，禁止觸碰設備或防護罩。

數據采集與自動停機：擺錘沖擊試樣后，繼續擺動至一定高度，角度編碼器實時測量擺錘擺動角度，系統自動計算試樣吸收的沖擊能量。

當擺錘回落至安全位置后，設備自動停機，完成一次測試。

若試樣未斷裂或沖擊能量異常，設備會發出報警提示，需停機檢查試樣安裝或設備狀態。

五、結果處理與記錄

試樣與設備檢查：待設備停機后，打開防護罩，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，若出現缺口或變形，需及時打磨或更換。

數據讀取與計算：控制系統自動顯示沖擊吸收功（AKV 或 AKU），根據試樣截面積計算沖擊韌性值，同時生成沖擊能量 - 時間曲線（部分機型）。

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，確保數據準確。

結果判定與記錄：將測試得到的沖擊吸收功與國家標準或設計要求對比，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、沖擊吸收功、沖擊韌性、斷口特征、測試結果等內容，簽字確認后存檔。

報告生成：通過控制系統生成正式測試報告，包含測試數據、曲線、判定結果、操作人員、測試日期等信息，支持 PDF、Excel 格式導出或打印，用于質量驗收、研發分析等。

六、設備收尾與維護

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

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

設備停機：關閉設備電源，斷開總開關；低溫測試需關閉低溫箱電源，清理保溫容器。

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

七、關鍵注意事項

嚴禁在防護罩未關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致凍傷。

測試過程中若出現設備異常（如擺錘卡頓、能量數據異常），需立即按下急停按鈕停機，聯系專業技術人員檢修，嚴禁擅自拆卸設備。

定期對設備進行計量校準，確保沖擊能量、角度測量的準確性，校準記錄需存檔備案。