CN102865948A - 一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法，在薄板对接焊的焊接接头形成的平面应力场条件下，沿焊缝纵向或横向用线切割方法切条，将引起焊接应力释放，焊接前在焊接件测量面刻划精密标线，利用显微镜分别测量焊接前、焊接后和切条后的标线间距，根据标距增量求出相应的应变增量，再利用应变增量求解残余应力，本发明直观简便，测量结果具有较好的重复性、再现性和可比性，适用于铝合金薄板对接焊在试验条件下的焊接残余应力测定。

Description

一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法

技术领域

本发明涉及一种金属材料焊接残余应力测定方法，尤其是一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法。

背景技术

现有技术中与本发明最接近的现有技术为GB/T24179-2009金属材料残余应力测定压痕应变法。压痕应变法采用压痕试验机、应变片和应变仪等仪器进行测量应变量，然后利用胡克定律计算出焊接残余应力。该法多适用于焊接接头某一位置表面残余应力测定，并且在应变片粘贴、标定曲线、有限元分析等方面存在很多技术难点。而本发明通过显微镜观察样件刻线间距在焊接前后与切条后的变化量，然后利用胡克定律计算出焊接残余应力。因此与压痕应变法相比较，显然本法更简单，而且对于铝合金薄板对接焊焊接残余应力的测量也更准确。    

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法，测定铝合金薄板对接焊接头附近的焊接残余应力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法，包括以下步骤:

1）铝板焊接前，用刻线工具在铝板的焊接热影响区内沿着与焊缝平行的方向刻划至少2条线痕宽度不大于0.05mm的标记线，设定焊缝同侧中间距相同的两条标记线为一组，利用测量工具测量每组中2条标记线的间距；

2）铝板焊接后，再次测量出每组中2条标记线的间距；

3）沿标记线垂直方向切下至少1条切条，测量出切条上每组中2条标记线的间距，算出与2）步骤相比对应间距的变化量；

4）利用胡克定律算出焊接残余应力。

进一步，所述步骤1）刻标记线时，每组中2条标记线间距设为50mm。

本发明的有益效果是：

测试方法直观简便，测量结果具有较好的重复性、再现性和可比性，适用于铝合金薄板对接焊在试验条件下的焊残余应力测定。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

附图1为实施例1铝板焊接后的标记线示意图。

具体实施方式

以下将通过一个具体的实施例，对本发明进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本发明的步骤如下：

1）铝板焊接前，用刻线工具在铝板的焊接热影响区内沿着与焊缝平行的方向刻划至少2条线痕宽度不大于0.05mm的标记线，设定焊缝同侧中间距相同的两条标记线为一组，利用测量工具测量每组中2条标记线的间距；

2）铝板焊接后，再次测量出每组中2条标记线的间距；

3）沿标记线垂直方向切下至少1条切条，测量出切条上每组中2条标记线的间距，算出与2）步骤相比对应间距的变化量；

4）利用胡克定律算出焊接残余应力。

利用本发明测定6005A-T6铝合金3mm厚度板材对接焊试件的焊接残余应力如下：

试验件：材料6005A-T6，板材厚度3.0mm，试验件料坯尺寸（长×宽）：750×150（mm）,切取方向为纵向。焊接后试验件尺寸（长×宽）：750×300（mm）焊缝亦为纵向。母材拉伸性能：抗拉强度为317MPa，屈服强度为273MPa，断后伸长率为13.2%，弹性模量E为68760MPa。焊接接头抗拉强度为182MPa，屈服强度为148MPa；

1）铝板焊接前，用专用刻线工具在2块铝板上沿着与焊缝平行的线路刻划13条线痕宽度不大于0.05mm的标记线将铝板15等分，利用19JC型工具显微镜（精度0.0005mm）测量间距约为50 mm的2条刻线的实际间距                                                ；

2）将2块铝板焊接后，利用19JC型工具显微镜（精度0.0005mm）分别测量出每块铝板上各自间距约为50 mm的2条刻线的实际间距

；

3）利用线切割沿标记线垂直方向在左右两块铝板上各切下1条切条，利用19JC型工具显微镜（精度0.0005mm）测量出2条切条上每组标记线的实际间距

，求出与焊接后且未切条前相比每组标记线间距的变化量和应变增量

；

4）利用胡克定律算出焊接残余应力

；

对于本实施例1）步中在刻划间距为50mm的标记线时也可以不等分划线，只要能划出多组间距为50mm的标记线即可；另外标记线的间距也可设定为其他数值比如：40mm、30mm、60mm等。

本实施例中测量数据及计算结果见下表：

  [0013] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法，其特征在于：包括以下步骤:

1）铝板焊接前，用刻线工具在铝板的焊接热影响区内沿着与焊缝平行的方向刻划至少2条线痕宽度不大于0.05mm的标记线，设定焊缝同侧中间距相同的两条标记线为一组，利用测量工具测量每组中2条标记线的间距；

2）铝板焊接后，再次测量出每组中2条标记线的间距；

3）沿标记线垂直方向切下至少1条切条，测量出切条上每组中2条标记线的间距，算出与2）步骤相比对应间距的变化量；

4）利用胡克定律算出焊接残余应力。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金薄板对接焊焊接残余应力测定方法，其特征在于：所述1）步骤在刻标记线时，每组中2条标记线间距为50mm。