检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样制造技术

本实用新型专利技术涉及一种检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样，属于界面力学性能测试技术领域。所述圆盘试样是由两块尺寸相同的半圆形板材通过爆炸焊接形成的圆形复合板，在圆形复合板中心处沿爆炸焊界面方向加工有长条形切口，长条形切口是贯穿圆形复合板厚度方向的通孔。所述圆盘试样能够确保在动态加载过程中的失效主要发生在爆炸焊接界面处，结合霍普金森压杆实验装置技术和超高速数字摄相机可以实现复合板材爆炸焊接界面不同工艺参数及在不同应用环境条件下的动静态拉伸力学性能的测试及其失效机理研究，为获得良好的爆炸焊接复合板及降低产品的废品率、提高产品的质量和寿命有着重要的参考价值。品的质量和寿命有着重要的参考价值。品的质量和寿命有着重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】
检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样


[0001]本技术涉及一种检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样，属于界面力学性能测试


技术介绍

[0002]随着科技发展，爆炸焊接复合材料已被广泛应用于航空航天、石油、化工、造船、机械、电子、电力等工业工程领域。其中，爆炸焊接是可以把物理和化学性能相同、相近及相差悬殊的金属进行组合，甚至可以把不能或难于制成的产品进行组合到一起的有效手段。爆炸焊接的焊接质量主要以爆炸焊接不同板材复合界面的抗拉、抗剪、抗弯曲强度，复合板界面的结晶脆化程度，以及复合板的硬度、抗腐蚀能力的变化等来衡量。
[0003]目前对爆炸焊接复合板的复合界面的力学性能研究主要在静态力学方面，迫于爆炸焊接复合板的尺寸限制没有合适的实验方法研究动态力学性能，所以还很少见关于双金属爆炸焊接复合板材在不同的应用环境下焊接界面动静态拉伸力学性能的研究。在工业的生产应用当中，焊接界面强度是衡量焊接质量的一个重要标准，则有必要研究爆炸焊接界面的动态力学性能和动态加载条件下的断裂行为及损伤演化机理。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样，通过对巴西圆盘进行改进在其表面中心加工长条形切口，结合霍普金森压杆实验装置技术(SHPB)和超高速数字摄相机(DIC)对爆炸焊接界面的动态加载过程进行监测，能够实现对爆炸焊接界面动静态拉伸力学行为的研究，提高了爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能研究水平和应用范围。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样，所述圆盘试样是由两块尺寸相同的半圆形板材通过爆炸焊接形成的圆形复合板，在圆形复合板中心处沿爆炸焊界面方向加工有长条形切口，长条形切口是贯穿圆形复合板厚度方向的通孔。
[0007]长条形切口的尺寸可以根据圆盘试样中板材的性能进行相应的调整，主要是确保圆盘试样在动静态拉伸的过程中使拉伸作用力主要集中在爆炸焊接界面处，从而能够在爆炸焊接界面处发生断裂失效；另外，两块板材的材质可以相同，也可以不相同。
[0008]进一步地，所述圆盘试样的直径记为D，则长条形切口的长度(即沿爆炸焊接界面方向加工的切口尺寸)为(0.3～0.5)D，长条形切口的宽度(即沿与爆炸焊接界面方向相垂直方向加工的切口尺寸)为0.2mm～1mm。
[0009]进一步地，所述圆盘试样的厚度记为H，则H小于等于霍普金森压杆实验装置中入射杆的直径，更优选H＝5mm～10mm。
[0010]进一步地，D＝10mm～20mm。
[0011]利用霍普金森压杆实验装置对经过不同温度下热处理的圆盘试样进行不同应变
率下的加载测试，并利用超高速数字摄相机对动态加载及其失效过程进行监测，其中入射杆以及透射杆对于圆盘试样的施力点对应位于爆炸焊接界面的两端；通过对监测所获得的数据进行后续处理，可以实现对爆炸焊接复合板不同热处理后界面动静态拉伸力学性能及其失效机理的评估。
[0012]有益效果：
[0013]本技术所涉及的圆盘试样，能够确保在动态加载过程中的失效主要发生在爆炸焊接界面处，而且结合霍普金森压杆实验装置技术和超高速数字摄相机，能够实现复合板材爆炸焊接界面不同工艺参数及在不同应用环境条件下的动静态拉伸力学性能的测试及其失效机理研究，为获得良好的爆炸焊接复合板及降低产品的废品率、提高产品的质量和寿命有着重要的参考价值。
附图说明
[0014]图1为实施例1中所述圆盘试样的结构示意图。
[0015]图2为实施例1中所述圆盘试样在动态加载过程中的受力示意图。
[0016]图3是利用霍普金森压杆实验装置技术对测试试样进行动态加载试验的装置结构图。
[0017]其中，1
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子弹，2
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入射杆，3
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应变计Ⅰ，4
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测试试样，5
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应变计Ⅱ，6
‑
透射杆，7
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惠斯通电桥Ⅱ，8
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超高速数字摄相机，9
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惠斯通电桥Ⅰ，10
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光电开关，11
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导线，12
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超动态应变仪，13
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示波器，14
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电脑Ⅰ，15
‑
电脑Ⅱ。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0019]实施例1
[0020]以长
×
宽
×
厚为750mm
×
350mm
×
130mm的大面积钛(TA2)
‑
钢(Q235)爆炸焊接复合板为研究对象，研究其经过不同热处理后的爆炸焊接界面的动静态拉伸力学性能，具体包括以下步骤：
[0021](1)从大面积复合板上切割出两个厚度为5mm以及直径为16mm的圆形小面积复合板，圆形小面积复合板包含两块尺寸相同的钛板和钢板，且爆炸焊接界面位于圆形小面积复合板的对称轴上；
[0022]其中，在一个圆形小面积复合板的中心处沿爆炸焊界面方向加工有长条形切口，该切口是贯穿圆形小面积复合板厚度方向的通孔，切口长度(即沿爆炸焊接界面方向加工的切口尺寸)为6mm，切口宽度(即沿与爆炸焊接界面方向相垂直方向加工的切口尺寸)为0.2mm，则形成半圆盘试样，如图1所示；另一个圆形小面积复合板上不做其他处理，即未加工长条形切口，作为对比试样；
[0023](2)先对测试试样4(包含圆盘试样以及对比试样)进行退火处理(退火温度500℃～1000℃)，然后对测试试样4进行抛光处理使其表面光洁度达到0.4～0.6，之后用酒精清洗晾干备用；
[0024](3)将测试试样4放置在霍普金森压杆实验装置的入射杆2和透射杆6之间，通过改变子弹1的长度和加载速率实现对测试试样4不同应变率的加载，结合超高速数字摄相机8对动态加载及其失效过程进行监测，其中入射杆2以及透射杆6对于测试试样4的施力点对应位于爆炸焊接界面的两端，如图2所示；
[0025]如图3所示，所述霍普金森压杆实验装置包括子弹1、入射杆2、应变片Ⅰ3、应变片Ⅱ5、透射杆6、惠斯通电桥Ⅱ7、超高速数字摄相机8、惠斯通电桥Ⅰ9、光电开关10、示波器13、超动态应变仪12、电脑Ⅰ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样，其特征在于：所述圆盘试样是由两块尺寸相同的半圆形板材通过爆炸焊接形成的圆形复合板，在圆形复合板中心处沿爆炸焊界面方向加工有长条形切口，长条形切口是贯穿圆形复合板厚度方向的通孔。2.根据权利要求1所述的检测爆炸焊接界面动静态拉伸力学性能用的圆盘试样，其特征在于：所述圆盘试样的直径记为D，则长条形切口的长度为(0.3～0.5)D，长条形切口的宽度为0.2mm～1mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏万，周强，刘睿，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：新型
国别省市：