[發(fā)明專利]一種激光焊接搭接焊件剪切力學(xué)性能測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710008331.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN106840874A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉衛(wèi)華;何婷;朱琳;仲瑩瑩;張翔羽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天科工防御技術(shù)研究試驗(yàn)中心
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 李弘,楊紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種激光焊接搭接焊件剪切力學(xué)性能測(cè)試方法。

背景技術(shù)

焊接也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光焊接已經(jīng)成為焊接領(lǐng)域的新技術(shù)。激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一，它是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，激光焊接現(xiàn)已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。

在焊接領(lǐng)域?qū)Π宀牡暮附邮墙?jīng)常遇到的情況，根據(jù)接觸方式的不同，板材焊接接頭通常可以分為對(duì)接、搭接、端接、角接等等多種形式，根據(jù)形狀和位置的不同，搭接接頭的焊縫可以分為點(diǎn)焊縫、角焊縫和丁字焊縫等幾種形式。

目前，激光焊接技術(shù)是提高材料利用率、充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)減重效率、提高焊接質(zhì)量有效途徑之一，很多結(jié)構(gòu)件是用激光焊接方法制造的。在激光焊件的使用中，由于焊接接頭在制造過程中受各種因素的影響，其質(zhì)量不可能完美無缺，不可避免地會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷，例如氣孔降低焊縫的強(qiáng)度，這些焊接缺陷可在不同程度上影響結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全使用。因此，焊接接頭的力學(xué)性能檢測(cè)就成為焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中質(zhì)量保證和控制的重要環(huán)節(jié)。

但是，目前針對(duì)板材激光焊接搭接接頭的抗剪切力學(xué)性能還沒有一種公開的檢測(cè)方法，這就使得激光焊接搭接焊件的力學(xué)性能難以得到有效保障。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種激光焊接搭接焊件剪切力學(xué)性能測(cè)試方法，該方法能夠?qū)Π宀募す夂附哟罱雍讣目辜羟辛W(xué)性能進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、有效的檢測(cè)，從而及時(shí)檢測(cè)激光焊接焊件的焊接質(zhì)量，保障焊件在使用中的可靠性。

基于上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種激光焊接搭接焊件剪切力學(xué)性能測(cè)試方法，該方法用于對(duì)激光焊接焊件的抗剪切力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，其中焊件包含通過搭接焊接連接在一起的第一板材和第二板材，第一板材的搭接面和第二板材的搭接面位于同一個(gè)平面內(nèi)，該方法包含如下過程：

預(yù)處理，根據(jù)焊件進(jìn)行剪切測(cè)試及焊縫貼合面熔寬測(cè)量的數(shù)量、尺寸、加工余量以及舍棄區(qū)長(zhǎng)度計(jì)算確定第一板材和第二板材尺寸并將其加工成形，采用激光焊接工藝將第一板材和第二板材焊接成搭接焊件，進(jìn)行焊縫貼合面熔寬測(cè)量的數(shù)量一般取2件；

加工制備，對(duì)焊件裁剪制備成進(jìn)行剪切測(cè)試的焊件，使得裁剪后的第一板材和第二板材為全等矩形，裁剪后的焊件沿長(zhǎng)度方向從一端到另一端分別為第一板材夾持端、第一板材過渡區(qū)、第一板材和第二板材的連接部、第二板材過渡區(qū)以及第二板材夾持端，第一板材過渡區(qū)和第二板材過渡區(qū)、第一板材夾持端和第二板材夾持端的長(zhǎng)度均相同，連接部中的焊縫與裁剪后焊件的長(zhǎng)度方向垂直；對(duì)丁字焊件裁剪制備成進(jìn)行焊縫貼合面熔寬測(cè)量的焊件，連接部中的焊縫與裁剪后焊件的長(zhǎng)度方向垂直；

平衡處理，在第一板材夾持端處設(shè)置與第一板材等厚的第一墊板，在第二板材夾持端處設(shè)置與第二板材等厚的第二墊板，第一墊板與第一板材分位于所述平面的兩側(cè)，第二墊板與第二板材也分位于所述平面的兩側(cè)；

焊縫貼合面熔寬測(cè)試，對(duì)裁剪后的丁字焊件進(jìn)行研磨、拋光、侵蝕等方式處理，并使用光學(xué)儀器測(cè)量記錄焊縫對(duì)應(yīng)貼合面熔寬，焊縫貼合面熔寬結(jié)果取2件對(duì)應(yīng)焊縫貼合面熔寬的算術(shù)平均值，結(jié)果數(shù)值修約到0.001毫米；

拉伸測(cè)試，使用夾持裝置分別夾住第一板材夾持端和第二板材夾持端，沿裁剪后焊件的長(zhǎng)度方向施加拉伸力直至焊件斷裂，記錄試驗(yàn)過程中的最大拉伸力值；

結(jié)果分析，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算確定焊件的抗剪切力學(xué)性能。

具體地，焊件為點(diǎn)焊焊件、角焊縫搭接焊件或丁字焊件。

具體地，角焊縫搭接焊件或丁字焊件中的第一板材和第二板材以與同一塊襯板搭接焊接的方式連接。

具體地，角焊縫搭接焊件或丁字焊件中的第一板材和第二板材部分重疊，并以在重疊區(qū)域內(nèi)角焊縫搭接焊接或丁字焊接的方式連接。

具體地，對(duì)于角焊縫搭接焊件或丁字焊件寬度方向兩側(cè)邊緣舍棄區(qū)長(zhǎng)度規(guī)定為：板材厚度ts≤5毫米時(shí)，舍棄區(qū)長(zhǎng)度一般為12毫米，板材厚度5毫米＜ts≤8毫米時(shí)，舍棄區(qū)長(zhǎng)度一般為22毫米。

具體地，第一板材和第二板材尺寸根據(jù)焊件進(jìn)行剪切測(cè)試及焊縫貼合面熔寬測(cè)量的數(shù)量、尺寸、加工余量以及舍棄區(qū)長(zhǎng)度等計(jì)算確定。

具體地，丁字焊件焊縫貼合面熔寬測(cè)量需使用裁剪后的焊件經(jīng)研磨、拋光、侵蝕等方式處理，并使用光學(xué)儀器測(cè)量記錄焊縫對(duì)應(yīng)貼合面熔寬。