[发明专利]一种焊接热循环冷却过程中相变温度的测定方法

说明书

本发明涉及一种焊接热循环冷却过程中相变温度的测定方法，包括：1)根据实际焊接工艺过程及实际焊接过程的温度曲线，结合材料的各项参数确定焊接热循环模型；2)进行焊接热循环工艺模拟，采集试验材料的温度和膨胀量，并绘制膨胀量与时间的关系曲线；3)得到假定材料在冷却过程中未发生相变时，随着温度的降低体积逐渐减小的变化曲线；4)对比相变前膨胀曲线与膨胀量与时间关系曲线曲线，偏折点即为相变开始点；5)对比相变后膨胀曲线与膨胀量与时间关系曲线，偏折点即为相变结束点。本发明能够准确测定钢铁材料在焊接冷却过程中的相变温度，为掌握钢铁材料在焊接过程中的相变特征参数，优化焊接工艺以及研发新钢种提供基础。

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种焊接热循环冷却过程中相变温度的测定方法。

背景技术

相变研究是研发钢铁材料的基础，也是材料热加工工艺优化的关键，只有全面掌握、研究钢种在连续冷却过程中及等温过程中发生相变的特征参数,才能通过工艺改进获得性能优异的组织。最为普遍的测量钢中固态相变的方法之一是热膨胀法，其是通过测量相变发生时体积变化信号来确定相变点，主要用于测量连续冷却、加热及等温过程中的固态相变，该方法的实验条件范围广，升温速率和降温速率均较大，钢铁材料中的固态相变类型基本全部涵盖。

目前，研究钢铁材料的相变特征，普遍采用将钢铁材料以恒定的加热速度加热到一定温度，并在此温度下保温一段时间，然后以恒定的冷却速度进行冷却，同时获取不同冷速下的膨胀量以获取膨胀曲线，并利用切线法确定不同冷速下的相变点温度。

申请号为CN201710464662.8的中国专利申请公开了“一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线的方法”，其采用的就是上述方法。然而，不是所有的加热和连续冷却过程的加热或冷却速度都是恒定的；例如焊接热循环工艺曲线中的冷却段，温度随着时间呈指数衰减的变化趋势，也就是说，在冷却过程中，冷却速度是随着时间的变化而变化的，研究人员基于实际焊接工艺过程的特点，建立了相应的焊接热循环模型。由于焊接时的冷却曲线呈指数衰减的变化趋势，促使膨胀曲线也呈现相似的变化趋势；此时难以用切线法分析所得的膨胀曲线来测定相变温度。

综上，需要研究一种适合于测定焊接热循环冷却过程中相变温度的方法。

发明内容

本发明提供了一种焊接热循环冷却过程中相变温度的测定方法，能够准确测定钢铁材料在焊接冷却过程中的相变温度，为掌握钢铁材料在焊接过程中的相变特征参数，优化焊接工艺以及研发新钢种提供基础。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焊接热循环冷却过程中相变温度的测定方法，包括如下步骤：

1)根据实际焊接工艺过程及实际焊接过程的温度曲线，结合材料的各项参数，包括密度、比热容、热导率、焊接能量输入以及预热温度，确定焊接热循环模型，用公式(1)表示：

T_(y,t)＝f(A,B,C,…,t) (1)

式中，t为时间，T_(y,t)为经过时间t之后的温度，A，B，C…为与工艺参数和材料相关的常数；

2)采用步骤1)所述焊接热循环模型进行焊接热循环工艺模拟，采集试验材料的温度和膨胀量，并根据采集的数据绘制膨胀量与时间关系曲线，两者关系用公式(2)表示：

E_(D,t)＝g(t) (2)

式中，E_(D,t)为膨胀量；