劉俊
焊接接頭是一個(gè)比較狹窄的區域，而在這狹窄的區域內卻存在著(zhù)組織的層狀結構分布，這就導致了該區域內性能的梯度分布。在以往的焊接技術(shù)研究中，都粗略地將整個(gè)焊接接頭作為同一組織來(lái)研究，一般采用常規的拉伸試驗、彎曲試驗和缺口沖擊試驗對焊接接頭的力學(xué)性能進(jìn)行定性評定。這種方法只能粗略判斷出接頭性能的強度指標，而對它的塑性指標卻無(wú)能為力。為了定量評定焊接接頭的強度指標和塑性指標，為焊接工藝參數的改進(jìn)提供有力的數據，開(kāi)展了微型剪切試驗。 試驗系統中的剪切刀具為平直刀口采用強度高，硬度較大，高淬透性和耐磨性的r12MoV材料，微型剪切試驗的夾具，在剪切時(shí)要能穩固地夾持住試樣。一個(gè)試驗點(diǎn)剪切完后，必須能控制試樣在夾具中前后移動(dòng)，并且移動(dòng)的距離能直接測量，即剪切間距可大可小。微型剪切試樣是一種(1.5±0.02)mm×(1.5±0.02)mm見(jiàn)方的條形試樣。數據采集系統為包括
Sintech30/G試驗機和與之相配的計算機系統。微型剪切試驗過(guò)程為：將加工好的剪切試樣用
4％的硝酸酒精腐蝕以顯示焊縫和熱影響區；用工具顯微鏡測量接頭各區域的長(cháng)度，選好試驗起始點(diǎn)，母材的剪切間距應比焊縫和熱影響區的大，具體大多少應由焊接種類(lèi)決定；調整與試驗裝置相連接的計算機系統中軟件參數，使得每剪切一點(diǎn)就能直接得到該點(diǎn)的剪切強度、剪切屈服強度和截面壓入率；試樣放在剪切夾具中，擰緊螺母，開(kāi)機進(jìn)行剪切；一點(diǎn)剪切完后，松動(dòng)螺母，旋轉螺旋測微頭將試樣向前移動(dòng)一個(gè)剪切間距，再次剪切；試樣剪切完后，將每一剪切點(diǎn)所得的剪切強度、剪切屈服強度和截面壓入率輸入到Graftool軟件中，進(jìn)行數據處理，就得到整個(gè)焊接接頭的性能梯度曲線(xiàn)。45#鋼電子束焊焊接接頭的微型剪切試驗結果見(jiàn)表1。 此試驗系統適用于焊接接頭的性能測試，也可用于任何非均質(zhì)材料任意狹窄區域內的機械性能評定。目前，利用多試樣變起點(diǎn)法，此試驗系統的剪切間距可達0.1mm。 表 1 45#鋼電子束焊焊接接頭的微型剪切試驗數據| 坐標/mm |
t 0.2/MPa |
t b/MPa |
a /% |
剪切區域 |
坐標 /mm |
t 0.2/MPa |
t b/MPa |
a /% |
剪切區域 |
|
- 3.00 |
419 |
241 |
24.86 |
母材 |
-0.50 |
822 |
559 |
26.36 |
焊縫 |
|
- 2.75 |
430 |
232 |
18.18 |
母材 |
-0.25 |
836 |
565 |
15.85 |
焊縫 |
|
- 2.50 |
408 |
222 |
20.01 |
母材 |
0.00 |
924 |
608 |
10.98 |
焊縫 |
|
- 2.25 |
428 |
230 |
20.98 |
母材 |
0.25 |
588 |
309 |
19.41 |
焊縫 |
|
- 2.00 |
420 |
235 |
21.70 |
母材 |
0.50 |
751 |
508 |
16.22 |
焊縫 |
|
- 1.75 |
457 |
320 |
15.01 |
熱影響區 |
0.75 |
554 |
425 |
16.32 |
焊縫 |
|
- 1.50 |
416 |
246 |
18.84 |
熱影響區 |
1.00 |
475 |
291 |
21.16 |
熱影響區 |
|
- 1.25 |
475 |
260 |
18.71 |
熱影響區 |
1.25 |
420 |
234 |
20.70 |
熱影響區 |
|
- 1.00 |
538 |
414 |
12.71 |
熱影響區 |
1.50 |
431 |
241 |
21.80 |
熱影響區 |
|
- 0.75 |
858 |
791 |
12.85 |
焊縫 |
1.75 |
428 |
249 |
20.73 |
熱影響區 |
