CN101819113B - 侧面弯曲试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对板材焊接后进行机械性能评价的侧面弯曲试验方法。提供一种能够检验金属材料侧面弯曲性能的侧面弯曲试验方法。先用焊接钢板制成试样，再在试样侧面作原始标点并记录下该标距L0，然后将该试样立放在组合夹具的试样槽内作侧面弯曲试验，最后测量试样弯曲后的弯曲面长度L，并计算弯曲延伸率，所述万能试验机上进行侧面弯曲过程是按下述方法进行的，先在试验机上安装组合夹具并调整其试样槽间距及支座间距，然后将试样立放在试样槽内，使试样焊缝中心正对加载负荷中心，选择弯心直径对试样加载，待试样弯曲到规定角度后测量试样的弯曲长度L，按延伸率计算公式＝(L-L0)/L0×100％，计算金属材料的侧面弯曲延伸率。

Description

侧面弯曲试验方法

技术领域

本发明涉及一种金属材料侧面弯曲试验的方法，特别涉及一种评价金属材料焊接后，焊缝和热影响区变形性能，检验金属材料的扩口、滚压成形和扩张工艺等性能的侧面弯曲试验方法。

背景技术

实际工业生产过程中，弯曲试验检验的内容都是在要求的弯心直径和弯曲角度下对试样进行简单的正面三点弯曲试验，弯曲变形后观察试样是否有肉眼可见的裂纹，没有裂纹则说明该试样根据标准弯曲检验是合格的，否则判定为按实验标准检验不合格。为了更深入地了解钢材的物理性能，比如研究金属材料焊缝处和热影响区的塑性变形能力，以及金属材料的扩口、滚压成形和扩张工艺性能等等，这时我们就需要用进行侧面弯曲试验专用的试验装置进行侧面弯曲试验。但是，目前除了发明人在2008年5月5日提出一个在该侧面弯曲试验中使用的《组合夹具》，专利号：200820112153.8的装置外，还没有更好的方法来测试上述重要的力学性能，而且所述的《组合夹具》也只是一种装置，并没有涉及到试验方法。为了更好的反映金属材料由于弯曲试验所反映出来的其它一些重要的力学性能，并应用到实际工作和生活中，急需一种对金属材料进行侧面弯曲试验的方法，使今后弯曲试验所检验和反映的内容更全面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够检验金属材料侧面弯曲性能的侧面弯曲试验方法。

解决上述技术问题的技术方案是：侧面弯曲试验方法，先将焊接后的试件钢板加工成试验规定宽度的试样，再在该试样侧面上标距原始标点并测量、记录下该原始标距L0，然后将该试样立放在，位于万能侧面弯曲试验机上的，侧面弯曲组合夹具试样槽内，作侧面弯曲试验，最后测量试样弯曲后的弯曲面长度L，并计算该试样的弯曲延伸率，所述万能侧面弯曲试验机上进行侧面弯曲过程是按下述方法进行的，先在万能侧面弯曲试验机上安装侧面弯曲组合夹具并调整其试样槽间距以及支座间距，然后将所述试样立放在调整合格的试样槽内，使试样的焊缝中心位置正对加载负荷的中心位置，然后选择弯心直径对试样加载，直到试样的弯曲角度≥150°，或者加载过程中试样出现肉眼可以观察到的裂纹时停止加载，最后测量试样弯曲后的弯曲长度L。

进一步的是，调整合格的试样槽间距比试样厚度大1～2mm；在试样立放到该试样槽内后，其厚度方向的两侧面与试样槽两侧壁之间具有0.5-1mm的间隙。

上术方案的优选方式是，侧面弯曲组合夹具两支座的间距为50～110mm。

进一步的是，对试样进行加载的弯心直径为5mm。

进一步的是，在试样侧面作原始标点的标点间距为10mm。

进一步的是，弯曲变形延伸率的计算方法＝(L-L0)/L0×100％。

进一步的是，测量弯曲面的长度为L时，如果弯曲面上有裂纹，应减去该裂纹沿弯曲面上的长度。

本发明的有益效果是：通过将焊接鑫属材料制成试样后，在万能侧面弯曲试验机上作侧面弯曲试验，然后计算出试验钢板焊缝区以及热影响区的侧面弯曲延伸率，使以前只能作平面弯曲检验金属材料性能的局限得到了扩展，进而使弯曲试验所能检验和反映的金属钢材的性能更加全面。

具体实施方式

侧面弯曲试验方法的原理是：金属材料在滚压成形时坯料将产生纵向和横向的塑性变形，内侧产生压缩变形，环形坯料中间段受压缩变形，而在两端区段则受不同程度的拉伸变形，致使板件用钢的每个局部在成形过程中都会产生纵向和横向的复合塑性变形。常规的金属弯曲试验属于平面弯曲，试样是平放于弯曲试验装置上，试样与弯曲试验装置接触面较大；侧面弯曲，要求试样立放在弯曲试验装置上，试样与弯曲试验装置的接触面就是金属材料的厚度，因而试样与弯曲试验装置接触面较小。某些金属材料焊接后会使焊缝处和热影响区附近的塑性略低于母材，而强度略高于母材，侧面弯曲试验方法就是一种模拟滚压成形时金属材料的横向塑性变形形式，因此采用侧面弯曲的方法来检验这些类型的金属材料的焊缝处和热影响区的横向变形性能，是评价这类用金属材料焊接后的横向变形性能的最好方法。

试验前，先将焊接成形的金属钢板加工成20mm宽的试样，根据试验板材的厚度，也可以是25mm、30mm或者相应的其它宽度。然后在试样的侧面即厚度方向，打标距原始标点，为了试验后侧量更方便、更准确，该标距点选为5mm一个标点，并测量、记录下该原始标距，以便与试验后的延伸距离相比较。当然也可以选为10mm、15mm或者其它距离，本发明只是一个最优选的举例，同时也是为了减小测量次数，又能保证测量的准确性。接着将侧面弯曲夹具安装到万能侧面弯曲试验机的工作台上，并根据试样的厚度调整夹具上的试样槽间距，为了使试样在承受荷载时不受外力的拘束或者受载荷变形不受外力的拘束，同时又能保证试样不会出现大的变形，影响测量弯曲面的延伸，试样槽间距应比试样厚度大1～2mm，使试样立放入该槽中后，其厚度方向的两侧面与试样槽两侧壁之间具有0.5-1mm的间隙，从而保证试样承受荷载后不受拘束，可以自由滑动，同时试样在厚度方向又受到试样槽侧壁的支撑而不会产生较大的变形，所述的试样槽的间距，在试样厚度较大时，也可以更大，比如3mm、4mm，只要能减小试样受载后的变形即可；然后再根据试样宽度调整夹具两支座的间距，通常的间距为50～110mm，根据试样高度、厚度以及所选弯心直径，该间距至少应大于50mm。上述步骤完成后，再将试样立放到试样槽中，调整试样，使其焊缝正对加载负荷的中心位置，然后选择10mm弯心直径对试样加载，所述的弯心直径根据试样的宽度以及试样板材的厚度，也可以选用其它尺寸，如20mm、30mm均可；当试样的弯曲角度≥150°，或者加载过程中试样出现肉眼可以观察到的裂纹时停止加载，最后测量试样弯曲后的弯曲长度L，在测量该弯曲长度L时，如此试样在弯曲过程中出现裂纹，则测出的L应减去裂纹沿弯曲面上的长度，否则计算的结果不是真实的延伸率，测出弯曲长度L后，再根据弯曲延伸率计算公式＝(L-L0)/L0×100％，计算该试样的弯曲延伸率，再与相应厚度钢板要求的弯曲延伸率进行比较，即可评价该试样代表的钢板的弯曲延伸率性能，使用所述的试验方法，弥补了以前对钢板只能作平面弯曲试验，无法作侧面弯曲性能试验来评价钢板机械性能的缺陷，使弯曲试验所能检验和反映的金属材料的性能更加全面。

实施例

用厚度为3mm的钢板焊接后加工成宽度为20mm的侧面弯曲试样3～5件，在试样的侧表面上打原始标点，标点间距为10mm。原始标距采用定标距L0＝50mm。将这些试样立放在侧面弯曲组合夹具的试样槽里，调准试样焊缝中心为加载负荷位置，选择弯心直径为10mm。负荷加载到钢板试样的弯曲角度≥150°时停止加载。测量其弯曲变形后的钢板试样弯曲面的长度L等于67.8mm，按侧面弯曲延伸率计算公式＝(L-L0)/L0×100％，计算得到侧面弯曲延伸率等于35.6％，且没有出现肉眼可见的裂纹，该3mm厚度的试验钢板延伸率要求值为≥35％，因此该钢材的侧面弯曲延伸率达到了常规延伸率要求的指标，说明该3mm厚度的试验钢板具有良好的焊接性能和焊后变形性能。

Claims (7)

1.侧面弯曲试验方法，先将焊接后的试件钢板加工成试验规定宽度的试样，再在该试样侧面上标距原始标点并测量、记录下该原始标距L0，然后将该试样立放在位于万能试验机上的侧面弯曲组合夹具试样槽内作侧面弯曲试验，最后测量试样弯曲后的弯曲面长度L，并计算该试样的弯曲延伸率，其特征在于：所述万能试验机上进行侧面弯曲过程是按下述方法进行的，先在万能试验机上安装侧面弯曲组合夹具并调整其试样槽间距以及支座间距，然后将所述试样立放在调整合格的试样槽内，使试样的焊缝中心位置正对加载负荷的中心位置，然后选择弯心直径对试样加载，直到试样的弯曲角度≥150°，或者加载过程中试样出现肉眼可以观察到的裂纹时停止加载，最后测量试样弯曲后的弯曲长度L。

2.根据权利要求1所述的侧面弯曲试验方法，其特征在于：调整合格的试样槽间距比试样厚度大1～2mm；在试样立放到该试样槽内后，其厚度方向的两侧面与试样槽两侧壁之间具有0.5-1mm的间隙。

3.根据权利要求2所述的侧面弯曲试验方法，其特征在于：侧面弯曲组合夹具两支座的间距为50～110mm。

4.根据权利要求1所述的侧面弯曲试验方法，其特征在于：对试样进行加载的弯心直径为10mm。

5.根据权利要求1所述的侧面弯曲试验方法，其特征在于：在试样侧面作原始标点的标点间距为5mm。

6.根据权利要求1所述的侧面弯曲试验方法，其特征在于：弯曲变形延伸率的计算方法＝(L-L0)/L0×100％。

7.根据权利要求1所述的侧面弯曲试验方法，其特征在于：测量弯曲面的长度L时，当弯曲面上有裂纹，应减去该裂纹沿试样弯曲面的长度。