5是本发明扩散焊凸模示意图；
[0028]图6是本发明扩散焊凹模示意图；
[0029]图7是本发明扩散焊焊接装配示意图；
[0030]图8是本发明所获块状试样示意图；
[0031]图9是本发明实施例中凸模尺寸示意图；
[0032]图10是本发明实施例中凹模尺寸示意图；
[0033]图11是本发明实施例中所获塑性段的真应力-应变关系图；
[0034]其中:1.外弧面2.内弧面3.轴向端面4.激光焊焊缝5.外凸弧面6.下凹弧面7.余量平台
[0035]本发明通过将若干弧形片状试样由扩散焊焊接成块状试样的方法，解决了大直径薄壁管压缩性能测试问题。与传统方法相比，本测试方法具有稳定性强、不易发生失稳现象、变形量大、测试精度高以及能进行高温压缩性能测试等优点。
[0036]下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的描述。
五、【具体实施方式】
[0037]本发明是一种用于大直径薄壁管压缩性能的测试方法。现以规格为Φ76.2Xtl.07mm(外径Φ X壁厚t)的CP-3纯钛管为对象，采用本方法进行压缩性能测试，其具体步骤如下:
[0038]步骤1、切取弧形片状试样:
[0039]取待测钛管一段，采用线切割的方法，在钛管上切取约70块弧形片状试样；选择切取的试样上无明显的缺口，且试样内外弧面和各棱边的整齐度较高的试样约60片；按照弧形片状试样的尺寸确定原则，轴向长度13_，周向长度Ilmm ；
[0040]步骤2、磨制试样:
[0041]将弧形片状试样润湿，先用润湿的400#粗砂纸进行打磨，将试样表面及棱边处由于线切割产生的缺口、划痕等磨平；用润湿的1500#细砂纸进行打磨，直至试样表面没有划痕并且各棱边光滑、没有毛刺，使用电吹风吹干试样，并用密封袋密封保存；
[0042]步骤3、酸洗试样:
[0043]从磨制好的弧形片状试样中选择约50片打磨质量较高的试样，将其用Keller试剂酸洗30秒左右去除表面的氧化层，再用酒精清洁。清洁后，迅速使用电吹风吹干，并用密封袋密封保存；
[0044]步骤4、激光焊初步固定试样:
[0045]从酸洗后的弧形片状试样选择40片试样，将每10片沿半径方向叠放到一起，固定好相对位置，形成4个块状试样；在每个块状试样的上下轴向端面各用激光焊的方法焊接得到一条焊缝，实现对片状试样的固定；
[0046]步骤5、扩散焊模具设计:
[0047]根据扩散焊条件及所选CP-3纯钛管的相关材料性能参数，扩散焊模具材料采用高速钢；根据所获弧形片状试样尺寸，设计扩散焊所用的凸模和凹模；其中，凸模为(长15mmX宽14_X高5mm)的长方体，下面为与长方体相接的外凸弧面，半径为37.0mm;凹模为(长20mmX宽15mmX高6mm)的长方体，上面为下凹弧面和余量平台，半径为38.1mm，两侧的余量平台各为3mm，其他详细尺寸如图9、图10所示；
[0048]步骤6、对试样进行扩散焊:
[0049]将凹模放在扩散焊设备内，取I个激光焊后的块状试样，将外弧面向下，置于凹模的下凹弧面内，将凸模的外凸弧面压住试样的内弧面，以此固定试样；根据所选CP-3纯钛管的相关材料性能参数，设定扩散焊参数分别为:扩散焊温度为860°C，压力为lOMPa，压下量为4mm，保温时间Ih ;实际焊接时，将4个激光焊后的块状试样和4套模具均匀放入扩散焊设备，防止设备加压时产生偏载，对试样进行扩散焊焊接，将10片弧形片状试样焊接组成一个块状试样；
[0050]步骤7、扩散焊焊后处理:
[0051]将扩散焊焊后的试样进行磨制，磨制方法与步骤2相同，并用抛光机对试样进行抛光，保证两个轴向端面平整光滑，得到最后的压缩试样；
[0052]步骤8、压缩性能测试
[0053]将最后得到的压缩试样置于热模拟压缩试验机上直接进行轴向压缩试验。
[0054]经过上述操作，所获CP-3纯钛管塑性段的真应力-应变关系如图11所示。
【主权项】
1.一种用于大直径薄壁管压缩性能的测试方法，其特征在于，具体步骤如下: 步骤1、切取弧形片状试样: 取待测管材一段，采用线切割的方法，在管材上切取若干弧形片状试样；注意保证切割过程操作稳定，切取的试样上不能出现明显的缺口，保证试样内外弧面和各棱边的整齐度；弧形片状试样的尺寸确定原则为，轴向长度和周向长度约等于管材厚度的十倍； 步骤2、磨制试样: 将所获的弧形片状试样进行磨制，去除表面氧化皮，获得表面光洁、没有明显划痕的试样，具体操作步骤如下:将试样润湿，先后用润湿的粗砂纸和细砂纸进行磨制，直至试样表面没有划痕并且直边、弧边没有切割时产生的锯齿缺口为止，使用电吹风吹干试样，并用密封袋密封保存； 步骤3、酸洗试样: 将磨制好的试样用Keller试剂酸洗去除表面的氧化层，再用酒精清洁；清洁后，使用电吹风吹干，如果存在表面不够光滑、酸洗过度等缺陷，则返回步骤I重新制样； 步骤4、激光焊初步固定试样: 使用激光焊方法对片状试样进行初步固定，具体方法为:将酸洗后的弧形片状试样若干(10片左右，保证最后所获块状试样周向长度、轴向长度和径向厚度接近)沿半径方向叠放到一起，固定好相对位置，形成块状试样；在块状试样的上下轴向端面各用激光焊的方法焊接出一条焊缝，实现对片状试样的初步固定； 步骤5、扩散焊模具设计: 经过激光焊后，为了能够实现对试样的扩散焊焊接，首先根据所得弧形片状试样的形状尺寸设计扩散焊模具，扩散焊模具包括凸模和凹模； 步骤6、对试样进行扩散焊: 将凹模放在扩散焊设备内，取I个点焊后的块状试样，将外弧面向下，置于凹模的下凹弧面内，将凸模的外凸弧面压住试样的内弧面，以此固定试样；为了防止扩散焊时焊接设备的偏载，实际焊接时需要多个块状试样同时进行扩散焊；根据所选管材的材料型号设定扩散焊参数，如:扩散焊温度、压力、压下量、保温时间等，对试样进行扩散焊焊接，将若干片状试样焊接组成一个块状试样； 步骤7、扩散焊焊后处理: 将扩散焊焊后的试样进行磨制，磨制方法与步骤2相同，并用抛光机对试样进行抛光，保证两个轴向端面平整光滑，得到最后的压缩试样； 步骤8、压缩性能测试: 将最后得到的压缩试样在普通或带保温箱的压缩试验机上直接进行轴向压缩试验。
2.如权利要求1所述一种用于大直径薄壁管压缩性能的测试方法，其特征为，步骤5所述扩散焊模具由凸模和凹模组成，凸模为长方体结构，其中一面是外凸弧面；凹模为其中一面为下凹弧面的长方体结构，下凹弧面两侧有余量平台；凹凸模借助各自弧面将试样夹紧，实现对试样的扩散焊焊接。
【专利摘要】本发明属于材料成形力学性能测试领域，具体涉及一种用于大直径薄壁管压缩性能的测试方法。通过将薄壁管材上切取的弧形片状试样加工成块状试样的方法，解决了采用传统压缩测试方法易出现失稳、起皱、变形量小及无法进行高温压缩性能测试等问题。首先从待测管材上切取弧形片状试样；接着对试样进行磨制、酸洗而获得质量较高的片状试样；然后使用激光焊对片状试样进行初步固定后，设计扩散焊模具实现对块状试样的扩散焊焊接；再对扩散焊焊后的试样进行打磨抛光等后处理，获得适用于大直径薄壁管压缩性能测试的块状试样；最后将处理后的压缩试样直接置于压缩试验机上进行压缩试验，从而获得大直径薄壁管的压缩力学性能。
【IPC分类】G01N1-28, G01N3-08
【公开号】CN104568543
【申请号】CN201410842560
【发明人】李恒, 韩瑞, 杨合, 胡晓, 马俊, 陶智君
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日