雙孔微剪切試驗(yàn)評(píng)價(jià)焊接接頭局部韌性的研究.pdf

1、焊接接頭是由焊縫，熱影響區(qū)和母材組成的組織不均勻體，不同區(qū)域的韌性有一定差異。其中，焊接熱影響區(qū)是整個(gè)接頭最薄弱的環(huán)節(jié)，其寬度僅有零點(diǎn)幾個(gè)毫米，在這狹小區(qū)域內(nèi)的韌性又可分為粗晶區(qū)韌性和細(xì)晶區(qū)韌性。這些微小區(qū)域的性能對(duì)接頭整體性能的提高起著不可缺少的作用，而常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn)又很難準(zhǔn)確對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　本文采用一種新型的檢測焊接接頭局部力學(xué)性能的方法—雙孔微剪切試驗(yàn)，對(duì)焊接接頭的局部韌性進(jìn)行評(píng)價(jià)。得到了以下主要研究結(jié)果：
　

2、　(1)針對(duì)雙孔微剪切試驗(yàn)評(píng)價(jià)焊接接頭局部力學(xué)性能的要求，研制了一種操作簡單、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測、便于現(xiàn)場測量的試驗(yàn)裝置。它由裝置固定單元、驅(qū)動(dòng)加載剪切單元、位移-載荷檢測單元、電路控制單元四部分組成。
　　(2)利用該試驗(yàn)裝置，通過改變剪切厚度、剪切間距和加載速率三個(gè)參數(shù)，對(duì)鐵素體不銹鋼進(jìn)行了多次剪切試驗(yàn)，分別得到了三個(gè)參數(shù)與剪應(yīng)力的關(guān)系曲線。結(jié)果表明：當(dāng)剪切間隙大于0.27mm，剪切厚度在0.1~0.53mm之間，最大剪應(yīng)力和屈

3、服剪應(yīng)力值穩(wěn)定，波動(dòng)性小。另外，加載速率對(duì)剪應(yīng)力的影響作用較小。
　　(3)為了和沖擊試驗(yàn)作對(duì)比，首先，以X70管線鋼為研究對(duì)象，借助熱模擬試驗(yàn)技術(shù)和超窄間隙焊接方法，得到了不同熱輸入下焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的組織，即不同韌性的試樣，并測試了其沖擊功。然后，利用設(shè)計(jì)的低溫雙孔微剪切試驗(yàn)裝置對(duì)熱模擬試樣進(jìn)行了系列溫度下的剪切試驗(yàn)，得到了其剪切載荷-位移曲線，求出了對(duì)應(yīng)的剪切功。最后，將剪切功和沖擊功進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：僅在室溫下，剪

4、切功與沖擊功并沒有規(guī)律性。而溫度—剪切功曲線，與溫度—沖擊功曲線類似，有上下平臺(tái)和明顯的韌脆轉(zhuǎn)變區(qū)，但前者曲線上的韌脆轉(zhuǎn)變溫度TDHM要遠(yuǎn)低于后者曲線上的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 TCVN(50％FATT)，通過分析得到了二者之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　(4)通過對(duì)剪切斷口形貌進(jìn)行分析，剪切斷口主要包括滑移帶和撕裂帶兩部分，隨著溫度下降，滑移帶面積逐漸減小，撕裂帶面積逐漸增加，韌脆轉(zhuǎn)變溫度TDHM對(duì)應(yīng)的滑移帶面積為60%，撕裂帶面積為40%，即