[发明专利]一种钎焊接头钎缝力学参数测试方法

说明书

一种钎焊接头钎缝力学参数测试方法，属于钎焊制造工艺技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤（1），制备钎焊棒料（3）；步骤（2），制备均质棒料（4），并使均质棒料（4）与钎焊棒料（3）的形状和尺寸均相同；步骤（3），对钎焊棒料（3）和均质棒料（4）进行拉伸试验；步骤（4），计算均质棒料（4）母材的弹性模量；步骤（5），计算钎缝（2）处的弹性模量，绘制钎缝（2）的强化曲线。本钎焊接头钎缝力学参数测试方法能够准确的测定钎焊接头钎缝区力学性能，通过常规力学拉伸实验即可获得，与压痕法测试钎缝力学性能相比可操作性强，费用较低，并且可以测定钎焊接头钎缝在高温下的力学性能，应用更为广泛。

技术领域

一种钎焊接头钎缝力学参数测试方法，属于钎焊制造工艺技术领域。

背景技术

钎焊是一种成熟的焊接技术。相比其他焊接方式，钎焊过程工件受热均匀，焊后工件内部的残余应力水平低，对于不同种类、形状特殊、结构复杂的工件，钎焊能保证较高的尺寸精度和较佳的综合性能，而且钎焊通常在真空钎焊炉中进行，生产效率高，易于实现自动化生产。所以，自上世纪四十年代开始，钎焊逐渐发展成为一种极有前途的焊接技术，在世界工业发达国家得到迅速的发展和广泛的应用，是近年来最活跃，最具发展潜力的专业领域之一。

与其他焊接技术相比，钎焊通常采用比母材熔点低的金属材料作钎料。钎焊温度通常高于钎料熔化温度而小于母材的熔化温度，所以，钎焊过程中母材并不熔化，而是利用钎料的润湿性能使钎料溶化并充满母材间隙，并与母材相互扩散来实现连接。

钎焊接头包括母材、钎缝和扩散区三个区域，由于扩散区极小通常可以忽略不计。通常情况下，钎缝区宽度仅为100um左右，常规的拉伸力学性能实验是将钎焊构件加工成棒状试样或板状试样，通过拉伸试验得到的应力应变曲线，仅能得到钎焊接头的弹性模量和抗拉强度。由于钎缝区宽度和标距下母材宽度相比极小，钎缝区的弹性模量和塑性强化阶段被母材所掩盖，不能有效获得钎缝区的弹性模量和塑性强化阶段。而在有限元建模和力学分析中需要比较准确的钎缝区力学性能参数，所以获得准确的钎焊接头钎缝力学参数至关重要。

为了测定钎缝区的弹塑性参数，前人是将BNI2钎料融化为棒状试样或板状标准拉伸试样，然而在力学测试过程中发现，其没有明显的塑性阶段，其断裂呈现脆断的特性。这是因为，由于B元素的加入，BNI2钎料在再次凝固的过程中发生了枝晶偏析，产生了脆性相，从而降低钎料棒状试样的抗拉强度和产生脆性断裂的特征。因此通过将BNI2钎料融化为标准试样的方法无法获得钎料在强化阶段的特性。有人通过压痕法测试BNI2钎焊接头的力学性能，说明其存在明显的塑性阶段，然而由于温度的限制，压痕法无法测定600℃或更高温度下的力学性能。研究人员在研究钎焊接头过程中，通常采用理想弹塑性模型来模拟钎焊过程，其产生的残余应力已经使得钎缝区达到屈服。这与钎焊接头仍能承受一定的载荷相悖。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够准确测定钎焊接头钎缝区力学性能、操作简单的钎焊接头钎缝力学参数测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该钎焊接头钎缝力学参数测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1），采用钎焊工艺制备钎焊试样，并将钎焊试样切割成用于拉伸试验的钎焊棒料（3）；

步骤（2），制备均质棒料，并使均质棒料与钎焊棒料的形状和尺寸均相同；

步骤（3），恒温条件下分别对钎焊棒料和均质棒料施加相同的载荷进行拉伸试验，并分别获取钎焊棒料和均质棒料的载荷-位移曲线，绘制钎焊棒料拉伸时的力学性能曲线；

步骤（4），根据均质棒料的载荷-位移曲线，计算均质棒料母材的弹性模量；

步骤（5），根据钎焊棒料的载荷-位移曲线以及均质棒料母材的弹性模量，计算钎缝处的弹性模量，根据均质棒料母材的弹性模量以及钎焊棒料的力学性能曲线，绘制钎缝的强化曲线。