[发明专利]一种焊接连续冷却转变曲线的测量方法

说明书

本发明涉及一种焊接连续冷却转变曲线的测量方法，包括：1)采用膨胀法测得材料的临界点；2)选定焊接热循环模型，绘制一系列冷却曲线图；3)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；4)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；5)将步骤3)与步骤4)中的2条曲线进行对比，偏折点即为相变点；6)将相变点标定在步骤2)的冷却速度曲线图中，将相同相变类型的相变起始点和结束点连接成线，即得到焊接连续冷却转变曲线。本发明能够准确地得到不同焊接工艺参数下的相变情况，测定出焊接连续冷却转变曲线，从而优化焊接工艺过程。

技术领域

本发明涉及物理模拟试验技术领域，尤其涉及一种焊接连续冷却转变曲线的测量方法。

背景技术

焊接热影响区是焊接接头性能最薄弱的环节，通过对焊接热影响区连续冷却曲线(SH-CCT)图的测定，可准确地反映出热影响区组织在连续冷却条件下的变化规律，从而为正确制定焊接工艺，以及避免热影响区缺陷的产生,提供有参考价值的理论依据。

目前，普遍采用的测定焊接热影响区连续冷却曲线图的方法是：将样品加热到热影响区温度，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”，通过模拟焊接工艺条件加热试样，采用CCT膨胀仪测定临界点Ac1和Ac3，并测定不同冷速下的膨胀曲线，利用切线法确定不同冷速下的相变点温度，采用金相法并辅以硬度法分析确定室温组织，最后绘制成完整的SH-CCT曲线。然而，实际焊接热循环曲线中的冷却段，温度随着时间的变化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。研究人员基于实际的焊接工艺过程，建立了相应的焊接热循环模型。由于冷却速度对材料的相变温度和最终的室温组织有着直接的关系，若仍采用恒定的冷却速度测定焊接热影响区连续冷却曲线的相变点，势必导致较大偏差，影响正确焊接工艺制定。

若要通过SH-CCT图来制定焊接工艺，还需结合焊接工艺参数如温度从800℃冷却至500℃的冷却时间t_8/5，或焊接输入线能量来确定冷却工艺过程，而不能采用恒定的冷却速度。因此，本发明提出一种建立相应SH-CCT图的方法以达到合理制定焊接工艺的目的。

发明内容

本发明提供了一种焊接连续冷却转变曲线的测量方法，根据焊接工艺的特征参数，确定连续冷却过程，直接获取焊接工艺特征参数与相变参数间的关系，准确地得到不同焊接工艺参数下的相变情况，测定出焊接连续冷却转变曲线，从而优化焊接工艺过程。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焊接连续冷却转变曲线的测量方法，包括如下步骤：

1)采用膨胀法测得材料的临界点，包括相变开始温度Ar3，相变结束温度Ar1；

2)选定焊接热循环模型，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…为与焊接工艺参数和材料相关的常数；

确定开始冷却温度T₀，且T₀＞Ar3，即确定出连续冷却过程的起始点；T₀确定方法如下：