CN102706715A - 一种t型高能束焊接接头剪切强度试片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种T型高能束焊接接头的剪切强度试片及其制作方法，应用于两侧材料壁厚相差较大的T型高能束搭接接头焊缝的抗剪能力测试，剪切强度试片包括两块或三块试片上板和一块试片下板、试片上板材料、厚度一致且在同一平面上，试片上板分别通过两条焊缝高能速焊焊接在试片下板上，且两条焊缝平行；制作方法如下：根据产品中焊缝两侧母材确定试片材料，将上下两侧待焊试片装配到位，在试片上采用相同参数焊接两条平行焊缝，将两焊缝中间位置上侧板材切开，然后按GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》在试件上加工一定数量的力学试片。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接接头试片及其制作方法，具体的说，本发明是一种T型高能束焊接接头剪切强度试片及其制作方法。
背景技术
高能束焊接如激光焊和电子束焊中，T型接头搭接焊缝是一种较常见的接头形式，接头形式如图1所示。实际使用过程中，此类接头多承受剪切力作用，因此接头的抗剪能力是接头性能的主要指标。目前国家标准《焊接接头机械性能试验取样方法》（GB2649-89）、《焊接接头拉伸试验方法》(GB/T2651-2008)中对焊接接头拉伸试片制作及测试方法作了明确规定，其中通常搭接焊缝的抗剪强度测试方法如图2所示。此类方法可测出薄壁件搭接接头的抗剪能力。但在T型高能束接头搭接焊缝中，通常两侧材料壁厚相差较大，按目前标准制作的试片及图2中所示的力学性能测试方法容易产生扭转力，不能有效地的对图1所示的接头形式进行测试。
发明内容
本发明提供了一种T型高能束焊接接头的剪切强度试片及其制作方法，解决了对两侧材料壁厚相差较大的T型高能束搭接接头焊缝的抗剪能力测试问题。
本发明的技术方案如下：
一种T型高能束焊接接头的剪切强度试片，包括：两块或三块试片上板和一块试片下板、试片上板材料、厚度一致且在同一平面上，试片上板分别通过两条焊缝高能速焊焊接在试片下板上，且两条焊缝平行。
进一步的，两条焊缝中心之间距离大于焊缝宽度。
一种T型高能束焊接接头剪切强度试片的制作方法，其具体步骤为：
第一步，根据T型接头上下两侧的材料和厚度确定试件上下两侧的材料和厚度，薄板厚度与T型接头的薄板厚度一致；
第二步，选择厚度较大的作为试件下板，壁厚较小的作为试件上板，将薄板搭在厚板之上，在上板上焊两条平行焊缝使上板与下板焊接在一起，焊缝的参数与T型高能束焊接接头的参数一致；
第三步，在两条平行焊缝中间位置将上板完全切开,使上板一分为二，且每片上板都有一条焊缝与下板相连；
第四步，按GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》在试件上加工一定数量的试片。
进一步的，上板宽度应满足GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》拉伸试片长度尺寸要求。
试片制成后夹持试片上板两端按GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》进行抗拉试验并根据以下公式可得焊缝单位长度抗剪力和抗剪强度。
单位长度抗剪力=最大载荷/焊缝承载长度
抗剪强度=最大载荷/焊缝受力面积
其中，焊缝受力面积为焊缝承载长度与焊缝受力面宽度的乘积。焊缝承载长度为试片上焊缝长度。T型焊缝受力面宽度如图4所示，当图4所示尺寸超过2mm时，可直接用卡尺测量试片断裂处获得受力面焊缝宽度，若该尺寸小于2mm时，通过制作焊缝金相试样，在金相显微镜下测量，金相试片与力学试片在一个焊接试件上截取。
此种方法制成的剪切强度试片，由于在抗拉试验中，施加在试片上板上的拉力在同一平面内，可保证焊缝只受剪切力而不受扭转力，可准确的测试出T型高能束接头搭接焊缝的抗剪能力。
附图说明
图1为常规T型接头搭接焊缝形式图；
图2为常规搭接接头焊缝力学性能测试方法图；
图3为本发明T型接头搭接焊缝剪切强度试片结构示意图；
图4为本发明T型接头焊缝受力面宽度示意图；
图5a)、b）为其它形式T型搭接接头焊缝形式图；
图6a)、b）为本发明T型搭接接头剪切强度试片结构示意图；
1—试片上板；2—试片上板；3—试片下板；4—试片焊缝；1’—接头上板；2’—接头上板；3’—接头下板；4’—接头焊缝；5—焊缝受力面宽度。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
一种T型高能束焊接接头的剪切强度试片，如图3所示,包括两块试片上板1、2和一块试片下板3、两块试片上板材料、厚度一致且在同一平面上，两块试片上板1、2分别通过高能速焊焊接在试片下板3上，且两条焊缝4平行。
一种T型高能束焊接接头剪切强度试片的制作方法，其具体步骤为：
第一步，根据T型接头上下两侧的材料和厚度确定试件上下两侧的材料和厚度，薄板厚度与T型接头的薄板厚度一致；
第二步，选择厚度较大的作为试件下板，壁厚较小的作为试件上板，将薄板搭在厚板之上，在上板上焊两条平行焊缝使上板与下板焊接在一起，焊缝的参数与T型高能束焊接接头的参数一致；
第三步，在两条平行焊缝中间位置将上板完全切开,使上板一分为二，且每片上板都有一条焊缝与下板相连；
第四步，按GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》在试件上加工一定数量的试片。
然后夹持试片上板两端按GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》进行抗拉试验，根据以下公式可得焊缝单位长度抗剪力和抗剪强度。
单位长度抗剪力=最大载荷/焊缝承载长度
抗剪强度=最大载荷/焊缝受力面积
其中，焊缝受力面积为焊缝承载长度与焊缝受力面宽度的乘积。焊缝承载长度为试片上焊缝长度。T型焊缝受力面宽度如图4所示，当图4所示尺寸超过2mm时，可直接用卡尺测量试片断裂处获得受力面焊缝宽度，若该尺寸小于2mm时，通过制作焊缝金相试样，在金相显微镜下测量，金相试片与力学试片在一个焊接试件上截取。
图5所示的三种T型搭接接头焊缝抗剪能力测试均可采用本方法制作试片，若搭接接头为图5a）中上端板材为两块形式，试片如图6a）所示，试片上侧由3块板材，两条焊缝组成。若搭接接头为图5b）形式时，搭接接头角焊缝的试片结构如图6b）所示，此类试片两条焊缝焊后中间不再进行切割。
Claims (3)
1.一种T型高能束焊接接头的剪切强度试片，其特征在于，包括两块或三块试片上板和一块试片下板，试片上板材料、厚度一致且在同一平面上，两块试片上板分别通过两条焊缝高能速焊焊接在试片下板上，且两条焊缝平行。
2.如权利要求1所述的T型高能束焊接接头的剪切强度试片，其特征在于，两条焊缝中心之间距离大于焊缝宽度。
3.如权利要求1所述的T型高能束焊接接头的剪切强度试片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，根据T型接头上下两侧的材料和厚度确定试件上下两侧的材料和厚度，薄板厚度与T型接头的薄板厚度一致；
第二步，选择厚度较大的作为试件下板，壁厚较小的作为试件上板，将薄板搭在厚板之上，在上板上焊两条平行焊缝使上板与下板焊接在一起，焊缝的参数与T型高能束焊接接头的参数一致；
第三步，在两条平行焊缝中间位置将上板完全切开,使上板一分为二，且每片上板都有一条焊缝与下板相连；
第四步，按GB/T2651-2008焊接接头拉伸试验方法在试件上加工一定数量的试片。
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