[發明專利]測試堆焊層與母材金屬結合強度的提拉試驗方法及試件

在審

• 申請號: 201710519282.X
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107290217A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 任振安;劉武慕;黃飛;鄭思強;邱小明;孫大千
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N1/28;G01N21/84
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 朱世林

1.一種測試堆焊層與母材金屬結合強度的提拉試驗方法，具體步驟是：

1)采用電弧焊接方法，根據試驗條件要求制備堆焊試板，或從實際生產焊接結構中取樣得到堆焊試板，經過機械加工或切割加工方法制備T型提拉試件坯料；

2)按照試驗目的加工T型提拉試件；

3)將T型提拉試件裝配到專用提拉夾具上，在提拉夾具上部設計并機械加工出上提端，用拉伸試驗機上面的夾緊裝置將提拉夾具上提端對中夾緊；

4)用拉伸試驗機下面的夾緊裝置將提拉試件下拉端對中夾緊，根據堆焊層與母材金屬類型及塑性，以合適的加載速度每分鐘1-5mm進行提拉試驗，至T型提拉試件沿堆焊層與母材金屬的結合面斷裂；

5)測試得到的最高強度值為堆焊層與母材金屬的結合強度；

6)同組T型提拉試件最少為2個，進行提拉試驗獲得的堆焊層金屬與母材金屬的結合強度數據，根據采用的誤差要求進行判斷，超過誤差要求的要做補充試驗；

7)提拉試驗后，可以用顯微鏡對斷裂的T型提拉試件進行原位觀察，確定斷裂位置和斷裂路徑，并對斷口進行觀察記錄，分析總結試驗參數變化對堆焊層與母材金屬結合性能的影響規律。

2.一種用于權利要求1所述的提拉試驗方法的提拉試件，其特征是：

1)所述提拉試件呈“T”字形，分為上下兩部分，上部分為堆焊層金屬，下部分為母材金屬，中間的豎直部分為堆焊層底部金屬，高度約2-5mm，堆焊層金屬與母材金屬的結合面為熔合線；

2)為了測試堆焊層金屬與母材金屬的結合性能，需要將T型提拉試件坯料磨平、拋光、腐蝕后觀察，確定熔合線位置并做出標記，然后采用機械加工或切割方法將堆焊層與母材金屬結合面加工成小尺寸截面，使得結合面位置為T型提拉試件的最薄弱處，目的是進行提拉試驗時，保證T型提拉試件在堆焊層與母材金屬的結合面位置斷裂；

3)堆焊層金屬與母材金屬結合面的小尺寸截面形狀為正方形或長方形，截面尺寸的設計原則是，在提拉試驗過程中，T型提拉試件的上面橫條堆焊層金屬與下面豎直母材金屬在結合面區域變形和斷裂，試件的其它部位不得出現明顯變形；

4)在提拉試驗過程中，T型提拉試件上面橫條部分兩側的底面分別與提拉夾具兩個支撐端接觸，拉伸試驗機通過夾緊裝置帶動提拉夾具的上提端，再通過兩個支撐端和T型提拉試件上面的橫條堆焊層金屬，對結合面區域施加向上提升力；

5)T型提拉試件下面的豎直部分主要為母材金屬，設計并機械加工成T型提拉試件的下拉端，提拉試驗過程中被拉伸試驗機下方的夾持裝置對中夾緊，通過母材金屬對T型提拉試件的結合面區域施加向下拉伸力；

6)將滿足要求的T型提拉試件在提拉試驗前進行合適的磨平、拋光和腐蝕處理，在提拉試驗后，可以用顯微鏡原位觀察T型提拉試件的斷裂位置和斷裂路徑，并對斷口進行觀察記錄，有利于分析研究試驗參數變化對堆焊層金屬與母材金屬結合性能的影響規律。