[發明專利]一種釬焊接頭釬縫力學參數測試方法

有效

• 申請號: 201611178243.X
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106769527B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 張偉亞;蔣文春;譚菊妮;羅云;張玉財;王振波;涂善東
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N1/28
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 張雯

一種釬焊接頭釬縫力學參數測試方法，屬于釬焊制造工藝技術領域。其特征在于：包括如下步驟：步驟（1），制備釬焊棒料（3）；步驟（2），制備均質棒料（4），并使均質棒料（4）與釬焊棒料（3）的形狀和尺寸均相同；步驟（3），對釬焊棒料（3）和均質棒料（4）進行拉伸試驗；步驟（4），計算均質棒料（4）母材的彈性模量；步驟（5），計算釬縫（2）處的彈性模量，繪制釬縫（2）的強化曲線。本釬焊接頭釬縫力學參數測試方法能夠準確的測定釬焊接頭釬縫區力學性能，通過常規力學拉伸實驗即可獲得，與壓痕法測試釬縫力學性能相比可操作性強，費用較低，并且可以測定釬焊接頭釬縫在高溫下的力學性能，應用更為廣泛。

技術領域

一種釬焊接頭釬縫力學參數測試方法，屬于釬焊制造工藝技術領域。

背景技術

釬焊是一種成熟的焊接技術。相比其他焊接方式，釬焊過程工件受熱均勻，焊后工件內部的殘余應力水平低，對于不同種類、形狀特殊、結構復雜的工件，釬焊能保證較高的尺寸精度和較佳的綜合性能，而且釬焊通常在真空釬焊爐中進行，生產效率高，易于實現自動化生產。所以，自上世紀四十年代開始，釬焊逐漸發展成為一種極有前途的焊接技術，在世界工業發達國家得到迅速的發展和廣泛的應用，是近年來最活躍，最具發展潛力的專業領域之一。

與其他焊接技術相比，釬焊通常采用比母材熔點低的金屬材料作釬料。釬焊溫度通常高于釬料熔化溫度而小于母材的熔化溫度，所以，釬焊過程中母材并不熔化，而是利用釬料的潤濕性能使釬料溶化并充滿母材間隙，并與母材相互擴散來實現連接。

釬焊接頭包括母材、釬縫和擴散區三個區域，由于擴散區極小通常可以忽略不計。通常情況下，釬縫區寬度僅為100um左右，常規的拉伸力學性能實驗是將釬焊構件加工成棒狀試樣或板狀試樣，通過拉伸試驗得到的應力應變曲線，僅能得到釬焊接頭的彈性模量和抗拉強度。由于釬縫區寬度和標距下母材寬度相比極小，釬縫區的彈性模量和塑性強化階段被母材所掩蓋，不能有效獲得釬縫區的彈性模量和塑性強化階段。而在有限元建模和力學分析中需要比較準確的釬縫區力學性能參數，所以獲得準確的釬焊接頭釬縫力學參數至關重要。

為了測定釬縫區的彈塑性參數，前人是將BNI2釬料融化為棒狀試樣或板狀標準拉伸試樣，然而在力學測試過程中發現，其沒有明顯的塑性階段，其斷裂呈現脆斷的特性。這是因為，由于B元素的加入，BNI2釬料在再次凝固的過程中發生了枝晶偏析，產生了脆性相，從而降低釬料棒狀試樣的抗拉強度和產生脆性斷裂的特征。因此通過將BNI2釬料融化為標準試樣的方法無法獲得釬料在強化階段的特性。有人通過壓痕法測試BNI2釬焊接頭的力學性能，說明其存在明顯的塑性階段，然而由于溫度的限制，壓痕法無法測定600℃或更高溫度下的力學性能。研究人員在研究釬焊接頭過程中，通常采用理想彈塑性模型來模擬釬焊過程，其產生的殘余應力已經使得釬縫區達到屈服。這與釬焊接頭仍能承受一定的載荷相悖。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種能夠準確測定釬焊接頭釬縫區力學性能、操作簡單的釬焊接頭釬縫力學參數測試方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該釬焊接頭釬縫力學參數測試方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟（1），采用釬焊工藝制備釬焊試樣，并將釬焊試樣切割成用于拉伸試驗的釬焊棒料（3）；

步驟（2），制備均質棒料，并使均質棒料與釬焊棒料的形狀和尺寸均相同；

步驟（3），恒溫條件下分別對釬焊棒料和均質棒料施加相同的載荷進行拉伸試驗，并分別獲取釬焊棒料和均質棒料的載荷-位移曲線，繪制釬焊棒料拉伸時的力學性能曲線；

步驟（4），根據均質棒料的載荷-位移曲線，計算均質棒料母材的彈性模量；

步驟（5），根據釬焊棒料的載荷-位移曲線以及均質棒料母材的彈性模量，計算釬縫處的彈性模量，根據均質棒料母材的彈性模量以及釬焊棒料的力學性能曲線，繪制釬縫的強化曲線。