[發明專利]一種焊接連續冷卻轉變曲線的測量方法

在審

• 申請號: 202110955586.7
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113702421A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 趙寶純;黃磊;韓嚴法;楊鈺;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
• 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連續冷卻轉變曲線的測量方法，包括：1)采用膨脹法測得材料的臨界點；2)選定焊接熱循環模型，繪制一系列冷卻曲線圖；3)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；4)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；5)將步驟3)與步驟4)中的2條曲線進行對比，偏折點即為相變點；6)將相變點標定在步驟2)的冷卻速度曲線圖中，將相同相變類型的相變起始點和結束點連接成線，即得到焊接連續冷卻轉變曲線。本發明能夠準確地得到不同焊接工藝參數下的相變情況，測定出焊接連續冷卻轉變曲線，從而優化焊接工藝過程。

技術領域

本發明涉及物理模擬試驗技術領域，尤其涉及一種焊接連續冷卻轉變曲線的測量方法。

背景技術

焊接熱影響區是焊接接頭性能最薄弱的環節，通過對焊接熱影響區連續冷卻曲線(SH-CCT)圖的測定，可準確地反映出熱影響區組織在連續冷卻條件下的變化規律，從而為正確制定焊接工藝，以及避免熱影響區缺陷的產生,提供有參考價值的理論依據。

目前，普遍采用的測定焊接熱影響區連續冷卻曲線圖的方法是：將樣品加熱到熱影響區溫度，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”，通過模擬焊接工藝條件加熱試樣，采用CCT膨脹儀測定臨界點Ac1和Ac3，并測定不同冷速下的膨脹曲線，利用切線法確定不同冷速下的相變點溫度，采用金相法并輔以硬度法分析確定室溫組織，最后繪制成完整的SH-CCT曲線。然而，實際焊接熱循環曲線中的冷卻段，溫度隨著時間的變化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。研究人員基于實際的焊接工藝過程，建立了相應的焊接熱循環模型。由于冷卻速度對材料的相變溫度和最終的室溫組織有著直接的關系，若仍采用恒定的冷卻速度測定焊接熱影響區連續冷卻曲線的相變點，勢必導致較大偏差，影響正確焊接工藝制定。

若要通過SH-CCT圖來制定焊接工藝，還需結合焊接工藝參數如溫度從800℃冷卻至500℃的冷卻時間t_8/5，或焊接輸入線能量來確定冷卻工藝過程，而不能采用恒定的冷卻速度。因此，本發明提出一種建立相應SH-CCT圖的方法以達到合理制定焊接工藝的目的。

發明內容

本發明提供了一種焊接連續冷卻轉變曲線的測量方法，根據焊接工藝的特征參數，確定連續冷卻過程，直接獲取焊接工藝特征參數與相變參數間的關系，準確地得到不同焊接工藝參數下的相變情況，測定出焊接連續冷卻轉變曲線，從而優化焊接工藝過程。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種焊接連續冷卻轉變曲線的測量方法，包括如下步驟：

1)采用膨脹法測得材料的臨界點，包括相變開始溫度Ar3，相變結束溫度Ar1；

2)選定焊接熱循環模型，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…為與焊接工藝參數和材料相關的常數；

確定開始冷卻溫度T₀，且T₀＞Ar3，即確定出連續冷卻過程的起始點；T₀確定方法如下：