[發明專利]一種焊接熱循環冷卻過程中相變溫度的測定方法

在審

• 申請號: 202110955560.2
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113702420A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 趙寶純;王佳驥;黃磊;王英海;馬惠霞;甄文杰
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16;G01N25/02;G01K13/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發明涉及一種焊接熱循環冷卻過程中相變溫度的測定方法，包括：1)根據實際焊接工藝過程及實際焊接過程的溫度曲線，結合材料的各項參數確定焊接熱循環模型；2)進行焊接熱循環工藝模擬，采集試驗材料的溫度和膨脹量，并繪制膨脹量與時間的關系曲線；3)得到假定材料在冷卻過程中未發生相變時，隨著溫度的降低體積逐漸減小的變化曲線；4)對比相變前膨脹曲線與膨脹量與時間關系曲線曲線，偏折點即為相變開始點；5)對比相變后膨脹曲線與膨脹量與時間關系曲線，偏折點即為相變結束點。本發明能夠準確測定鋼鐵材料在焊接冷卻過程中的相變溫度，為掌握鋼鐵材料在焊接過程中的相變特征參數，優化焊接工藝以及研發新鋼種提供基礎。

技術領域

本發明涉及熱處理技術領域，尤其涉及一種焊接熱循環冷卻過程中相變溫度的測定方法。

背景技術

相變研究是研發鋼鐵材料的基礎，也是材料熱加工工藝優化的關鍵，只有全面掌握、研究鋼種在連續冷卻過程中及等溫過程中發生相變的特征參數,才能通過工藝改進獲得性能優異的組織。最為普遍的測量鋼中固態相變的方法之一是熱膨脹法，其是通過測量相變發生時體積變化信號來確定相變點，主要用于測量連續冷卻、加熱及等溫過程中的固態相變，該方法的實驗條件范圍廣，升溫速率和降溫速率均較大，鋼鐵材料中的固態相變類型基本全部涵蓋。

目前，研究鋼鐵材料的相變特征，普遍采用將鋼鐵材料以恒定的加熱速度加熱到一定溫度，并在此溫度下保溫一段時間，然后以恒定的冷卻速度進行冷卻，同時獲取不同冷速下的膨脹量以獲取膨脹曲線，并利用切線法確定不同冷速下的相變點溫度。

申請號為CN201710464662.8的中國專利申請公開了“一種測量抗大變形管線鋼SH-CCT曲線的方法”，其采用的就是上述方法。然而，不是所有的加熱和連續冷卻過程的加熱或冷卻速度都是恒定的；例如焊接熱循環工藝曲線中的冷卻段，溫度隨著時間呈指數衰減的變化趨勢，也就是說，在冷卻過程中，冷卻速度是隨著時間的變化而變化的，研究人員基于實際焊接工藝過程的特點，建立了相應的焊接熱循環模型。由于焊接時的冷卻曲線呈指數衰減的變化趨勢，促使膨脹曲線也呈現相似的變化趨勢；此時難以用切線法分析所得的膨脹曲線來測定相變溫度。

綜上，需要研究一種適合于測定焊接熱循環冷卻過程中相變溫度的方法。

發明內容

本發明提供了一種焊接熱循環冷卻過程中相變溫度的測定方法，能夠準確測定鋼鐵材料在焊接冷卻過程中的相變溫度，為掌握鋼鐵材料在焊接過程中的相變特征參數，優化焊接工藝以及研發新鋼種提供基礎。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種焊接熱循環冷卻過程中相變溫度的測定方法，包括如下步驟：

1)根據實際焊接工藝過程及實際焊接過程的溫度曲線，結合材料的各項參數，包括密度、比熱容、熱導率、焊接能量輸入以及預熱溫度，確定焊接熱循環模型，用公式(1)表示：

T_(y,t)＝f(A,B,C,…,t) (1)

式中，t為時間，T_(y,t)為經過時間t之后的溫度，A，B，C…為與工藝參數和材料相關的常數；

2)采用步驟1)所述焊接熱循環模型進行焊接熱循環工藝模擬，采集試驗材料的溫度和膨脹量，并根據采集的數據繪制膨脹量與時間關系曲線，兩者關系用公式(2)表示：

E_(D,t)＝g(t) (2)

式中，E_(D,t)為膨脹量；