一种焊接热影响区的相关试样制备方法技术

本申请涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种焊接热影响区的相关试样制备方法，包括如下步骤：按照预设尺寸加工待加热试样；在加工完成后的所述待加热试样上安装热电偶；采用热模拟试验机通过所述热电偶对所述待加热试样进行加热，而后切割得到焊接热影响区试样；对所述焊接热影响区试样进行硬度测试；对硬度测试后的区域进行微观组织观察。对于现有技术中焊接热影响区的获得需要依靠实际焊接，成本高、效率低、变量不可控的问题，本申请提出一种低成本、快速制备并分析热影响区的方法，该方法不需要实际焊接，人为变量较少，能够降低成本，提高效率，此外基于此，还可制备出焊接热影响区蠕变试样。蠕变试样。蠕变试样。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接热影响区的相关试样制备方法


[0001]本申请涉及焊接
，尤其是涉及一种焊接热影响区的相关试样制备方法。

技术介绍

[0002]目前，焊接热影响区是在焊接过程中产生的微观组织和力学性能极不均匀的一个区域，在服役过程中往往造成焊接接头的早期失效，因此，热影响区的微观组织和力学性能研究是一个研发人员和工程技术人员共同关注的焦点。
[0003]因而需要研究出一种快速、准确制备焊接热影响区相关试样的方法。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种焊接热影响区的相关试样制备方法，在一定程度上解决了现有技术中存在的需要研究出一种快速、准确制备焊接热影响区相关试样的方法的技术问题。
[0005]本申请提供了一种焊接热影响区的相关试样制备方法，包括如下步骤：按照预设尺寸加工待加热试样；在加工完成后的所述待加热试样上安装热电偶；采用热模拟试验机通过所述热电偶对所述待加热试样进行加热，而后切割得到焊接热影响区试样；对所述焊接热影响区试样进行硬度测试；对硬度测试后的区域进行微观组织观察；所述在加工完成后的所述待加热试样上安装热电偶包括如下步骤：在加工完成后的所述待加热试样上安装两个所述热电偶，且两个所述热电偶与所述待加热试样的安装点均位于所述待加热试样的沿其宽度方向的中心线上，两个所述热电偶与所述待加热试样的安装点对称设置于所述待加热试样的沿其长度方向的中心线的两侧。
[0006]进一步地，所述对所述焊接热影响区试样进行硬度测试包括如下步骤：对热电偶的安装点所在平面进行打磨、抛光，而后进行硬度测试；其中，测量三组硬度测试点，且三组硬度测试点包括沿着两个热电偶的安装点的连线的方向顺次间隔设置的A组硬度测试点、B组硬度测试点以及C组硬度测试点，其中所述B组硬度测试点经过两个热电偶的安装点的连线的中垂线，所述A组硬度测试点位于其中一个热电偶的安装点的外侧，所述C组硬度测试点位于其中另一个热电偶的安装点的外侧；每组硬度测试点均包括n个硬度测试点，对所述n个硬度测试点沿着垂直于两个热电偶的安装点的连线的方向，从焊接热影响区试样的一侧部向另一侧部按顺序编号为1、2、3
…
i
…
n，且所述A组硬度测试点、所述B组硬度测试点、所述C组硬度测试点的第i点的硬度值分别为Ai、Bi、Ci。
[0007]进一步地，任意相邻的所述硬度测试点之间的距离均大于硬度压痕对角线距离的3倍；
两个所述热电偶之间的距离为1mm~2mm；沿着两个热电偶的安装点的连线的方向，相邻的两组硬度测试点之间的距离均为1mm，且所述A组硬度测试点和所述C组硬度测试点分别与相对应的所述焊接热影响区试样的两侧部之间的距离为4.5mm；同一组内任意相邻的两个所述硬度测试点之间的距离为0.2mm，且任一组内与两个热电偶的安装点的连线之间的距离为d=0.2
×
(i
‑
1) mm处的平均硬度值为1/3
×
(Ai+Bi+Ci)。
[0008]进一步地，所述切割得到焊接热影响区试样包括如下步骤：将加热后的待测试样，以两个热电偶的安装点的连线为中心线切割得到长、宽、高分别为(20~30)mm
×
11mm
×
11mm的焊接热影响区试样，并且拆除与热电偶的连接。
[0009]进一步地，所述对硬度测试后的区域进行微观组织观察包括如下步骤：对所述焊接热影响区试样的硬度测量面进行化学腐蚀，而后采用金相显微镜划分焊接热影响区，最后采用扫描电子显微镜观察焊接热影响区的各区域的微观组织。
[0010]进一步地，所述按照预设尺寸加工待加热试样包括如下步骤：将样品切割成80mm
×
11mm
×
11mm的钢条，加工表面的粗糙度在Ra0.8以下，而后使用酒精进行超声波清洗，以去除表面油污；和/或焊接模拟加热前，根据预设的焊接要求，在热模拟试验机中输入峰值温度、保温时间、预热温度、热输入、加热速率、焊接热循环参数、所述待加热试样的密度、所述待加热试样的比热容和所述待加热试样的热导率，而后对所述待加热试样进行加热。
[0011]本申请还提供了一种焊接热影响区的相关试样制备方法，包括如下步骤：按照预设尺寸加工待加热试样；在加工完成后的所述待加热试样上安装热电偶；采用热模拟试验机通过所述热电偶对所述待加热试样进行加热，而后得到焊接热影响区试样；对所述焊接热影响区试样进行热处理；将热处理后的试样进行蠕变处理。
[0012]进一步地，所述对所述焊接热影响区试样进行热处理包括如下步骤：将所述焊接热影响区试样封入真空的玻璃管内，而后在所述玻璃管中充50MPa
‑
100MPa的氩气进行保护；将装有所述焊接热影响区试样的玻璃管放入电阻炉中，按照预设的焊后热处理工艺进行焊后热处理；焊后热处理完成冷却至室温后，敲碎所述玻璃管，得到焊后热处理试样。
[0013]进一步地，蠕变处理后所获得的蠕变试样的长度方向的中心线与焊后热处理试样的长度方向的中心线相重合。
[0014]与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供的焊接热影响区的相关试样制备方法例如一种低成本、快速制备并分析热影响区的方法，相对于现有技术中焊接热影响区的获得需要依靠实际焊接，成本高、效率低、变量不可控的问题，本方法不需要实际焊接，人为变量较少，能够降低成本，提高效率。
[0015]本申请提供的焊接热影响区的相关试样制备方法例如一种新型焊接热影响区蠕变试样的制备方法，相对于现有技术中焊接热影响区蠕变试样制备过程繁琐、焊接过程中人为因素影响大的问题，本方法不需要实际焊接，降低焊接过程中人为因素的影响，试样尺寸小节约原料，缩短试样制备周期，提高研发效率。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请实施例一和实施例二中制备的热影响区的示意图；图2为本申请实施例一和实施例二中热影响区硬度测试点分布示意图（菱形块为硬度压痕示意图，箭头方向为硬度点测试顺序方向）；图3为本申请实施例一中热影响区平均硬度分布曲线，其中误差棒为标准差；图4为本申请实施例一中热影响区金相照片，虚线为各子区域分界线；图5为本申请实施例一中热影响区各子区域的扫描电镜照片，其中(a)为粗晶区中A7与B7中心位置的微观组织，(b)为细晶区中A28与B28中心位置的微观组织，(c)为临界区中A41与B41中心位置的微观组织，(d)为母材中A45与B45中心位置的微观组织；图6为本申请实施例二中蠕变试样；图7为本申请实施例二中蠕变2000h各测试点平均硬度值曲线，其中误差棒为对应点的标准差；图8为本申请实施例二中蠕变2000h扫描电镜照片，其中(a)为粗晶区；(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接热影响区的相关试样制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照预设尺寸加工待加热试样；在加工完成后的所述待加热试样上安装热电偶；采用热模拟试验机通过所述热电偶对所述待加热试样进行加热，而后切割得到焊接热影响区试样；对所述焊接热影响区试样进行硬度测试；对硬度测试后的区域进行微观组织观察；其中，所述在加工完成后的所述待加热试样上安装热电偶包括如下步骤：在加工完成后的所述待加热试样上安装两个所述热电偶，且两个所述热电偶与所述待加热试样的安装点均位于所述待加热试样的沿其宽度方向的中心线上，两个所述热电偶与所述待加热试样的安装点对称设置于所述待加热试样的沿其长度方向的中心线的两侧。2.根据权利要求1所述的焊接热影响区的相关试样制备方法，其特征在于，所述对所述焊接热影响区试样进行硬度测试包括如下步骤：对热电偶的安装点所在平面进行打磨、抛光，而后进行硬度测试；其中，测量三组硬度测试点，且三组硬度测试点包括沿着两个热电偶的安装点的连线的方向顺次间隔设置的A组硬度测试点、B组硬度测试点以及C组硬度测试点，其中所述B组硬度测试点经过两个热电偶的安装点的连线的中垂线，所述A组硬度测试点位于其中一个热电偶的安装点的外侧，所述C组硬度测试点位于其中另一个热电偶的安装点的外侧；每组硬度测试点均包括n个硬度测试点，对所述n个硬度测试点沿着垂直于两个热电偶的安装点的连线的方向，从焊接热影响区试样的一侧部向另一侧部按顺序编号为1、2、3
…
i
…
n，且所述A组硬度测试点、所述B组硬度测试点、所述C组硬度测试点的第i点的硬度值分别为Ai、Bi、Ci。3.根据权利要求2所述的焊接热影响区的相关试样制备方法，其特征在于，任意相邻的所述硬度测试点之间的距离均大于硬度压痕对角线距离的3倍；两个所述热电偶之间的距离为1mm~2mm；沿着两个热电偶的安装点的连线的方向，相邻的两组硬度测试点之间的距离均为1mm，且所述A组硬度测试点和所述C组硬度测试点分别与相对应的所述焊接热影响区试样的两侧部之间的距离为4.5mm；同一组内任意相邻的两个所述硬度测试点之间的距离为0.2mm，且任一组内与两个热电偶的安装点的连线之间的距离为d=0.2
×
(i
‑
1) mm处的平均硬度值为1/3
×
(Ai+Bi+Ci)。4.根据权利要求1所述的焊接热影响区的相关试样制备方法，其特征在于，所述切割得到焊接热影响区试样包括如下步骤：将加热后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，谷征满，钟明，王占军，申洋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：