[发明专利]一种提高热模拟试验机上焊接热模拟试验准确性的方法

说明书

本发明公开一种提高热模拟试验机上焊接热模拟试验准确性的方法，本方法在模拟焊接热影响区试验过程中，通过特定公式对焊接线能量进行计算，对焊接时的实际板厚和模拟的影响板厚进行规定，充分的考虑到了模拟焊接过程和实际焊接过程的差异，排除了模拟焊接试验线能量和板厚参数设定的缺陷，提高了实验的结果的准确性、针对性，使模拟实验结果能够更好的用于实际焊接过程的理论指导，提高热模拟试验机的模拟效果。

技术领域

本发明属于热模拟物理试验领域，具体涉及一种提高Gleeble3800热模拟试验机上焊接热模拟试验准确性的方法。

背景技术

焊接热模拟试验法是利用特定的装置在试样上造成与实际焊接时相同或相近的热循环，使得试样的显微组织与所研究的焊接热影响特定部位的组织相同或相似。但这一组织区域大小要比实际焊接热影响要放大许多倍，从而可以制备足够尺寸的试样，对其各种性能进行定量实验。

实际焊接中线能量的控制主要决定于三大工艺参数：焊接速度，焊接电流和电弧电压，可通过计算得到理论值，但目前还无法定量的测定焊接线能量，工程技术上也只能由焊接规范来控制。焊接热模拟实验中，焊接线能量是一个具体的定量的控制参数，可通过设备控制程序直接作用在试样上；实际焊接线能量是通过电流、电压和焊接行走速度得出的计算值，热模拟实验线能量参数直接使用实际焊接的线能量的虽然简单，但采用这种方法进行焊接热模拟实验，热模拟试验的试验结果与实际焊接冲击试验和组织观察结果不具有直接的对应性关系，有时甚至与理论出现不相符的现象，无法达到使用热模拟技术研究实际焊接过程的目的。Welding Technology上发表的《焊接热模拟技术及其应用》讨论了焊接热模拟技术的应用情况及局限性，但并未给出实验的改进的方法，《现在焊接》上发表的《Gleeble焊接热模拟HAZ编程及应用》给出了不同的计算模型的编程方法，没有对模拟过程和实际焊接结果的吻合性做出改进。因此，需要找出原因所在，进一步优化和提高试验方法及试验精度，通过分析焊接热模拟试验与实际焊接接头热影响区的相互联系，改进模拟焊接过程的试验方法，使模拟焊接过程能更好的反映实际焊接过程，使焊接热模拟的试验结果能够有一定的针对性的指导实验室焊接工艺，减小成本、缩短周期的达到目标。

发明内容

模拟实验中发现，将实际焊接的线能量和板厚参数，直接代入Gleeble热模拟试验机的HAZ模块中的雷卡林二维模型进行模拟实验时，出现模拟组织类型和晶粒大小不相符的现象。本发明的目的就在于，在不增加任何设备的基础上，通过调节试验参数，提供一种提高Gleeble3800试验机上焊接热模拟试验准确性的方法，以提高试验结果的准确性，操作方法简单。

本发明具体采用如下技术方案：

一种提高热模拟试验机上焊接热模拟试验准确性的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：打开Gleeble3800热模拟试验机的DSI软件进入HAZ模块中，选择雷卡林二维模型，设置模拟预热温度、加热速度、峰值温度、焊接线能量和板厚参数；

采用如下公式将实际焊接线能量Q转换成模拟焊接线能量：

Q’＝η′ηQ＝η′ηUI//v

其中，Q’为金属实际吸收的能量，η为电弧的输入功率和输出功率的比值，η’为金属吸收的热与电弧热的比值；根据上式的计算结果，设定DSI软件HAZ模块中的焊接线能参数；U为实际焊接的输入电压、I为实际焊接的输入电流、v为实际焊接的速度；

多道次焊接时，采用如下公式计算模拟焊接热影响区的每道次的厚度：

其中，δ₀为焊接作用的每层板厚，δ为焊接板的厚度，n为焊接的层数且n≥2，t为焊接边部修正系数；根据上式的计算结果，设定热模拟试验机的DSI软件的HAZ模块中的板厚参数；