刘俊
焊接接头是一个比较狭窄的区域，而在这狭窄的区域内却存在着组织的层状结构分布，这就导致了该区域内性能的梯度分布。在以往的焊接技术研究中，都粗略地将整个焊接接头作为同一组织来研究，一般采用常规的拉伸试验、弯曲试验和缺口冲击试验对焊接接头的力学性能进行定性评定。这种方法只能粗略判断出接头性能的强度指标，而对它的塑性指标却无能为力。为了定量评定焊接接头的强度指标和塑性指标，为焊接工艺参数的改进提供有力的数据，开展了微型剪切试验。 试验系统中的剪切刀具为平直刀口采用强度高，硬度较大，高淬透性和耐磨性的r12MoV材料，微型剪切试验的夹具，在剪切时要能稳固地夹持住试样。一个试验点剪切完后，必须能控制试样在夹具中前后移动，并且移动的距离能直接测量，即剪切间距可大可小。微型剪切试样是一种(1.5±0.02)mm×(1.5±0.02)mm见方的条形试样。数据采集系统为包括
Sintech30/G试验机和与之相配的计算机系统。微型剪切试验过程为：将加工好的剪切试样用
4％的硝酸酒精腐蚀以显示焊缝和热影响区；用工具显微镜测量接头各区域的长度，选好试验起始点，母材的剪切间距应比焊缝和热影响区的大，具体大多少应由焊接种类决定；调整与试验装置相连接的计算机系统中软件参数，使得每剪切一点就能直接得到该点的剪切强度、剪切屈服强度和截面压入率；试样放在剪切夹具中，拧紧螺母，开机进行剪切；一点剪切完后，松动螺母，旋转螺旋测微头将试样向前移动一个剪切间距，再次剪切；试样剪切完后，将每一剪切点所得的剪切强度、剪切屈服强度和截面压入率输入到Graftool软件中，进行数据处理，就得到整个焊接接头的性能梯度曲线。45#钢电子束焊焊接接头的微型剪切试验结果见表1。 此试验系统适用于焊接接头的性能测试，也可用于任何非均质材料任意狭窄区域内的机械性能评定。目前，利用多试样变起点法，此试验系统的剪切间距可达0.1mm。 表 1 45#钢电子束焊焊接接头的微型剪切试验数据| 坐标/mm |
t 0.2/MPa |
t b/MPa |
a /% |
剪切区域 |
坐标 /mm |
t 0.2/MPa |
t b/MPa |
a /% |
剪切区域 |
|
- 3.00 |
419 |
241 |
24.86 |
母材 |
-0.50 |
822 |
559 |
26.36 |
焊缝 |
|
- 2.75 |
430 |
232 |
18.18 |
母材 |
-0.25 |
836 |
565 |
15.85 |
焊缝 |
|
- 2.50 |
408 |
222 |
20.01 |
母材 |
0.00 |
924 |
608 |
10.98 |
焊缝 |
|
- 2.25 |
428 |
230 |
20.98 |
母材 |
0.25 |
588 |
309 |
19.41 |
焊缝 |
|
- 2.00 |
420 |
235 |
21.70 |
母材 |
0.50 |
751 |
508 |
16.22 |
焊缝 |
|
- 1.75 |
457 |
320 |
15.01 |
热影响区 |
0.75 |
554 |
425 |
16.32 |
焊缝 |
|
- 1.50 |
416 |
246 |
18.84 |
热影响区 |
1.00 |
475 |
291 |
21.16 |
热影响区 |
|
- 1.25 |
475 |
260 |
18.71 |
热影响区 |
1.25 |
420 |
234 |
20.70 |
热影响区 |
|
- 1.00 |
538 |
414 |
12.71 |
热影响区 |
1.50 |
431 |
241 |
21.80 |
热影响区 |
|
- 0.75 |
858 |
791 |
12.85 |
焊缝 |
1.75 |
428 |
249 |
20.73 |
热影响区 |
