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原文传递考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法

专利名称：	考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法
摘要：	本发明涉及一种考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，采用先切取零件再进行焊接的试样获取形式，并通过改变退火热处理条件定量调控引入的焊接残余应力大小，通过测试能够获得不同焊接残余应力对断裂韧性的影响。先切取再焊接的试样获取方式能够很好地在试样上还原焊接残余应力和焊接接头状态，能够避免试样切取过程中残余应力的松弛和再分配造成焊接残余应力变化不可控，通过调整裂纹和焊接接头的相对位置，可以实现对焊接接头不同类型和不同位置裂纹断裂韧性的测试。通过调整退火热处理条件能够按照研究需要准确调控试样中焊接残余应力的大小，进而可以实现不同焊接残余应力影响下断裂韧性的准确测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	福州大学
发明人：	张朱武;丁明超;张世伟;郭丽萍;朱礼洁
专利状态：	有效
申请日期：	2022-10-14T00:00:00+0800
发布日期：	2022-11-29T00:00:00+0800
申请号：	CN202211256246.6
公开号：	CN115406782A
代理机构：	福州元创专利商标代理有限公司
代理人：	陈鼎桂;蔡学俊
分类号：	G01N3/32;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/32
申请人地址：	350108 福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学
主权项：	1.一种考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1:根据待测需求，确定试样大小、裂纹类型，并由此确定裂纹和焊缝的相对位置；步骤S2:以焊缝的相对位置为界，将试样分为两部分，并在构件中分别切取这两部分零件；步骤S3：对切取得到的两部分零件进行焊接，组成待测试样；步骤S4:对待测试样进行不同变量状态的退火热处理；步骤S5：采用无损检测方法或无损检测与数值模拟相结合的方法获得待测试样的焊接残余应力; 步骤S6：根据研究裂纹和待测试样尺寸计算加载次数和载荷大小，然后对试样进行循环加载，获取符合要求的预制疲劳裂纹；步骤S7：测量待测试样尺寸，根据尺寸计算加载载荷，采用单试样卸载柔度法进行测试并记录力和相关位移数据，然后进行数据处理计算断裂韧性值。 2.根据权利要求1所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述裂纹类型包括纵向裂纹和横向裂纹。 3.根据权利要求2所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，当裂纹类型为纵向裂纹时，分为三种情况确定焊缝位置：（1）焊缝位于定于试样中心，此时测试的为焊材断裂韧性；（2）焊缝位置适当偏移试样中心，使得裂纹位于热影响区，此时测试的为热影响区的断裂韧性；（3）焊缝位置偏移试样中心的程度增大，使得裂纹位于热影响区外的母材区域，此时测试的为母材的断裂韧性。 4.根据权利要求2所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，当裂纹类型为横向裂纹，分为三种情况确定焊缝位置：（1）预制试样裂纹时控制裂纹尖端位于焊接接头中心，此时测试的为焊材断裂韧性；（2）预制试样裂纹时控制裂纹尖端位于热影响区，此时测试的为热影响区的断裂韧性；（2）预制试样裂纹时控制裂纹尖端位于热影响区外的母材区域，此时测试的为母材的断裂韧性。 5.根据权利要求1所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述步骤S3焊接过程需要按照试样的实际焊接工艺要求进行焊接，先进行坡口加工和打磨，然后在固定夹具上组对，再依次进行定位焊、填充、盖料操作，以保证在试样上还原焊接残余应力和焊接接头状态。 6.根据权利要求1所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：先通过有限元数值计算模拟退火热处理过程，获得热处理效果，由此制定不同的退火热处理方案，然后根据制定的方案对试样进行不同退火热处理。 7.根据权利要求6所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，通过改变保温温度、保温时间、升温降温速率的方式，制定不同的退火热处理方案。 8.根据权利要求1所述的考虑焊接残余应力对断裂韧性影响的断裂韧性测试方法，其特征在于，所述步骤S7具体为：按测试需要确定进行部分卸载和再加载的时间间隔，进行N次部分卸载和再加载操作使裂纹稳定扩展，获得载荷曲线；对载荷曲线进行数据处理，计算每个部分卸载和再加载循环的裂纹扩展量和对应的断裂参数，拟合得到阻力曲线，再确定断裂韧性值。