一种电阻式热模拟试验机焊接cct图的测试方法
【专利摘要】一种电阻式热模拟试验机焊接CCT图的测试方法，其步骤：将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tp；停留1秒钟；对试样分三阶段进行线性冷却：自峰值温度Tp冷却至1000℃为第一冷却阶段；自1000℃冷却至800℃为第二冷却阶段；自800℃冷却至室温为第三冷却阶段；根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出相变的开始点和结束点。本发明由于综合考虑了加热速度和多段线性冷却及温度过冲问题，因此测试的焊接CCT图更接近实际焊接热循环过程，测出的相变点更为准确，其适宜于在所有电阻式热模拟试验机上进行焊接CCT的测试。
【专利说明】一种电阻式热模拟试验机焊接CCT图的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种物理模拟试验方法，具体地属于一种电阻式热模拟试验机焊接 CCT图的测试方法。
【背景技术】
[0002] 焊接CCT图是焊接领域中重要的技术资料，它可用于间接地评定钢的焊接性和合 理地确定焊接工艺规范，在焊接生产和焊接研究中具有重要的实用价值和指导意义。
[0003] 目前焊接CCT图测试没有统一标准。现有的测试工艺有的直接利用设备本身提供 的焊接热循环模型来测试，这种工艺虽比较接近实际焊接，但是冷却时属于非线性冷却，无 法根据切线法准确找出相变点；有的虽采用线性冷却，但大多采用一段式冷却，不能反映实 际的焊接热循环过程；有的没有考虑加热速度的影响，实际焊接时，线能量可由大到小进行 选择，线能量越大，加热速度越慢，反之越快。因此，需要建立一种焊接CCT测试工艺，既要 与实际焊接热循环过程接近，又要根据切线法能够准确找出相变点。
[0004] 经检索，有文献公开了一种"匪360钢SH-CCT曲线测定及组织分析"，其焊接CCT 测定方案为：将试样以200°C /s的速度加热到峰值温度1350°C，设定冷却过程中的t8/5分 别为6、10、15、20、30、60、150、300、600、1000和2000s。其测试工艺没有考虑加热速度的变 化、实际焊接热循环过程与温度过冲问题，与实际焊接热循环过程接近度较低，难以准确找 出相变点。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种测试的焊接CCT图更接近实际焊接热循环 过程，测出的相变点更为准确，并适宜于在所有电阻式热模拟试验机上进行焊接CCT图的 测试方法。
[0006] 实现上述目的的措施： 一种电阻式热模拟试验机焊接CCT图的测试方法，其步骤： 1) 将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tp，其加热速度依据?8/5的变化按照以下情况 确定： Α、冷却时间?8/5不超过5s，则加热速度设定为700°C /s ; B、 冷却时间5s < ?8/5 < 25s，则加热速度设定为400°C /s ; C、 冷却时间25s < ?8/5 < 100s，则加热速度设定为200°C /s ; D、 冷却时间100s < ?8/5彡500s，则加热速度设定为100°C /s 其中，当加热速度设定大于200°C /s时，按照以下变速度加热，即： 从室温加热到1000 °C时，按照设定的加热速度加热，1000 °C?峰值温度Tp，按照 100°C /s进行加热； 2) 加热结束后，停留1秒钟； 3) 对试样分三阶段进行线性冷却： A、 阶段的划分：自峰值温度Tp冷却至1000°C为第一冷却阶段；自1000°C冷却至800°C 为第二冷却阶段；自800°C冷却至室温为第三冷却阶段； B、 各冷却阶段的冷却速度按照以下冷却时间确定：冷却速度Vl表示第一冷却速度， v 2表示第二冷却速度，v 3表示第三冷却速度； 当冷却时间为5s<i8/5<25s时，Vl按照l〇〇°C/S进行冷却，v 2按照60°C/s进行 冷却；v 3按照v 3=3〇〇°C / ?8/5进行设定冷却； 当冷却时间为25s < i8/5 < 100s时，ν i按照40°C /s进行冷却，ν 2按照20°C /s进行 冷却；v 3按照v 3=3〇〇°C / ?8/5进行设定冷却； 当冷却时间为100s<i8/5彡500s时，Vl按照8°C/s进行冷却，ν2按照4°C/s进行 冷却；v 3按照v 3=3〇〇°C / ?8/5进行设定冷却； 当冷却时间?8/5彡5s时直接从峰值温度Τρ以300°C /?8/5的冷却速度冷却至室温； 4)根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出相变的开始点和结束点。
[0007] ?8/5-指试样从800°C降至500°C时所用时间，为先设定值。
[0008] 本发明之所以采取加热速度与冷却时间?8/5的匹配结合，是因为实际焊接时，焊接 线能量可在一定范围内进行选择，焊接加热速度并不是一成不变的，线能量越大，加热速度 越慢，反之越小。因此，本发明中加热速度随冷却时间? 8/5的变化设定有所不同。
[0009] 之所以采取三段式线性冷却方式，一方面，因为要想准确测出相转变的开始点和 结束点，必须采取线性冷却方式，另一方面，实际焊接热循环的冷却过程是一个变温过程， 只有经试验发现，采用三段式冷却能与实际焊接热循环过程最接近。
[0010] 之所以当加热速度设定大于200°c /s时，按照变速度加热，是因为加热速度大于 200°C /s时，峰值温度过冲现象较为严重，直接导致温度控制精度下降，此情况下，采用变 速度加热，有效地解决了加热过程中温度过冲现象的发生，使试验温度控制精度大大提高。
[0011] 此工艺方法中，?8/5最长选择为500秒，涵盖了从小线能量到气电立焊等大线能量 焊接所需要的全部线能量范围，因此，适合所有关于电弧焊接CCT图的测试。
[0012] 本发明与现有技术相比，由于综合考虑了加热速度和多段线性冷却及温度过冲问 题，因此测试的焊接CCT图更接近实际焊接热循环过程，测出的相变点更为准确，其适宜于 在所有电阻式热模拟试验机上进行焊接CCT的测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为冷却时间t8/5=3s条件下的本发明与实际焊接热循环工艺曲线图； 图2为冷却时间t8/5=15s条件下的本发明与实际焊接热循环工艺曲线图； 图3为冷却时间t8/5=45s条件下的本发明与实际焊接热循环工艺曲线图； 图4为冷却时间t8/5=200s条件下的本发明与实际焊接热循环工艺曲线图。
【具体实施方式】
[0014] 下面对本发明予以详细描述： 实施例1 一种电阻式热模拟试验机焊接CCT图的测试方法，其步骤： 1)将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tp 1300°C，冷却时间?8/5设为3s，则加热速度 设定为700°C /s ; 由于加热速度设定大于200°C /s，故： 从室温加热到KKKTC时，按照设定的加热速度700°C /s进行加热，之后按照加热速度 100°C /s加热至峰值温度Tpl300°C ; 2) 加热结束后，停留1秒钟； 3) 因设定冷却时间为i8/5=3s，故直接从1300°C以100°C /s的速度冷却至室温； 4) 根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出的相变温度开始点为460°C和结束点为 31(TC。
[0015] 上述模拟工艺与实际焊接热循环对比发现：采用此方法模拟焊接CCT图的测试工 艺与实际焊接热循环过程较接近，由于采用变速度加热，解决了加热过程中温度过冲问题， 保证了试验温度控制精度，测出的相变温度点更准确，有效地揭示了焊接此工艺条件下的 组织转变特点。
[0016] 实施例2 1) 将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tpl300°c，冷却时间?8/5选为15s时，则加热 速度设定为400°C /s ; 由于加热速度设定为大于200°C /s，故： 从室温加热到KKKTC时，按照设定的加热速度400°C /s进行加热，之后按照加热速度 100°C /s加热至峰值温度Tpl300°C ; 2) 加热结束后，停留1秒钟； 3) 对试样分三阶段进行线性冷却： A、 阶段的划分：自峰值温度Tpl300°C冷却至KKKTC为第一冷却阶段；自KKKTC冷却至 800°C为第二冷却阶段；自800°C冷却至室温为第三冷却阶段； B、 各冷却阶段的冷却速度按照以下冷却时间确定：冷却速度Vl表示第一冷却速度， v 2表示第二冷却速度，v 3表示第三冷却速度； 因冷却时间?8/5设定为15s，v i则按照l〇〇°C /s进行冷却，v 2按照60°C /s进行冷却； v 3按照：300°C /15s=20°C /s进行冷却至室温； 4) 根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出的相变温度的开始点为520°C和结束点为 329。。。
[0017] 上述模拟工艺与实际焊接热循环对比发现：采用此方法模拟焊接CCT图的测试工 艺与实际焊接热循环过程很接近(见图1)，由于采用变速度加热，解决了加热过程中温度过 冲问题，保证了试验温度控制精度，测出的相变温度点更准确，有效地揭示了焊接此工艺条 件下的组织转变特点。
[0018] 实施例3 1) 将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tpl300°c，冷却时间?8/5设为45s，则加热速度 设定为200°C /s，即试样以200°C /s的加热速度直接加热到峰值温度Tpl300°C ; 2) 加热结束后，停留1秒钟； 3) 对试样分三阶段进行线性冷却： A、阶段的划分：自峰值温度Tpl300°C冷却至KKKTC为第一冷却阶段；自KKKTC冷却至 800°C为第二冷却阶段；自800°C冷却至室温为第三冷却阶段； B、各冷却阶段的冷却速度按照以下冷却时间确定：冷却速度Vl表示第一冷却速度， v 2表示第二冷却速度，v 3表示第三冷却速度； 因冷却时间?8/5设定为45s，v i则按照40°C /s进行冷却，v 2按照20°C /s进行冷却； v 3按照：300°C /45s=6. 67°C /s进行冷却至室温； 4)根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出的相变温度的开始点为564°C和结束点为 427。。。
[0019] 上述模拟工艺与实际焊接热循环对比发现，采用此方法模拟焊接CCT测试与实际 焊接热循环过程不仅接近(见图2 )，而且测出的相变温度点更准确，有效地揭示了焊接此工 艺条件下的组织转变特点。
[0020] 实施例4 一种电阻式热模拟试验机焊接CCT图的测试方法，其步骤： 1) 将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tpl300°c，冷却时间?8/5选为200s时，则加热 速度设定为l〇〇°C /s，即试样以100°C /s的加热速度直接加热到峰值温度Tpl300°C ; 2) 加热结束后，停留1秒钟； 3) 对试样分三阶段进行线性冷却： A、 阶段的划分：自峰值温度Tpl300°C冷却至1000°C为第一冷却阶段；自1000°C冷却至 800°C为第二冷却阶段；自800°C冷却至室温为第三冷却阶段； B、 各冷却阶段的冷却速度按照以下冷却时间确定：冷却速度Vl表示第一冷却速度， v 2表示第二冷却速度，v 3表示第三冷却速度； 因冷却时间?8/5设定为200s ; v i则按照8°C /s进行冷却，v 2按照4°C /s进行冷却； v 3按照：300°C /200s=l. 5°C /s进行冷却至室温； 4) 根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出的相变温度的开始点为616°C和结束点为 447。。。
[0021] 上述模拟工艺与实际焊接热循环对比发现，采用此方法模拟焊接CCT测试与实际 焊接热循环过程不仅接近，而且测出的相变温度点更准确，有效地揭示了焊接此工艺条件 下的组织转变特点。
[0022] 上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。
【权利要求】
1. 一种电阻式热模拟试验机焊接CCT图的测试方法，其步骤： 1) 将热模拟试样从室温加热到峰值温度Tp，其加热速度依据?8/5的变化按照以下情况 确定： Α、冷却时间?8/5不超过5s，则加热速度设定为700°C /s ; B、 冷却时间5s < ?8/5 < 25s，则加热速度设定为400°C /s ; C、 冷却时间25s < ?8/5 < 100s，则加热速度设定为200°C /s ; D、 冷却时间100s < ?8/5彡500s，则加热速度设定为100°C /s 其中，当加热速度设定大于200°C /s时，按照以下变速度加热，即： 从室温加热到1000 °C时，按照设定的加热速度加热，1000 °C?峰值温度Tp，按照 100°C /s进行加热； 2) 加热结束后，停留1秒钟； 3) 对试样分三阶段进行线性冷却： A、 阶段的划分：自峰值温度Tp冷却至1000°C为第一冷却阶段；自1000°C冷却至800°C 为第二冷却阶段；自800°C冷却至室温为第三冷却阶段； B、 各冷却阶段的冷却速度按照以下冷却时间确定：冷却速度Vl表示第一冷却速度， v 2表示第二冷却速度，v 3表示第三冷却速度； 当冷却时间为5s<i8/5<25s时，Vl按照l〇〇°C/S进行冷却，v 2按照60°C/s进行 冷却；v 3按照v 3=3〇〇°C / ?8/5进行设定冷却； 当冷却时间为25s < i8/5 < 100s时，ν i按照40°C /s进行冷却，ν 2按照20°C /s进行 冷却；v 3按照v 3=3〇〇°C / ?8/5进行设定冷却； 当冷却时间为100s<i8/5彡500s时，Vl按照8°C/s进行冷却，ν2按照4°C/s进行 冷却；v 3按照v 3=3〇〇°C / ?8/5进行设定冷却； 当冷却时间?8/5彡5s时直接从峰值温度Τρ以300°C /?8/5的冷却速度冷却至室温； 4) 根据切线法，在热膨胀曲线上准确找出相变的开始点和结束点。
【文档编号】G09B25/02GK104123878SQ201410344068
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】刘文艳, 黄治军, 王辉, 袁桂莲, 郑江鹏, 高俊, 牟文广, 曾彤, 王靓 申请人:武汉钢铁(集团)公司