[发明专利]一种定量评估金属材料固态焊接性能的方法

权利要求书

1.一种定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）首先，采用相同的材质制备热压焊合试样和热压参照试样；

（2）对两个热压焊合试样在不同试验条件下进行热压焊合试验，试验完成后保留热压焊合试样的微观结构；

（3）采用与步骤（2）相同的试验条件对一个热压参照试样进行热压试验；试验完成后保留热压参照试样的微观结构；

（4）统计步骤（2）所获得的热压焊合试样的焊接界面上焊合区域和非焊合区的长度，计算界面焊合程度；所述界面焊合程度=焊合区域长度/（焊合区域长度+非焊合区长度）；

（5）通过曲线拟合和线性回归，建立前述试验条件与界面焊合程度的定量关系；

（6）测量步骤（2）所获得的试样的焊合界面的力学性能；

（7）测量步骤（3）所获得热压参照试样与步骤（2）所获得试样的焊合界面相对应位置处的力学性能；

（8）计算步骤（6）所获得的热压焊合试样力学性能与步骤（7）所获得的热压参照试样力学性能的比值；

（9）通过曲线拟合和线性回归，建立前述试验条件与步骤（8）所获得的力学性能比值之间的定量关系；

（10）根据步骤（4）（5）、（8）和（9）所获得的结果，通过构建空间曲面建立金属材料在固态焊接中的可焊图，即可对金属材料的固态焊接性能做出评估；

其中，

步骤（2）中，所述试验条件包括温度、时间、变形量、应变速率、变形方式；

步骤（6）中，所述力学性能包括热压焊合试样的抗拉强度、延伸率或者焊合界面处的剪切强度；

步骤（7）中，所述力学性能包括热压参照试样的抗拉强度、延伸率或者剪切强度；

步骤（5）、（9）、（10）中，通过Origin软件进行曲线拟合和线性回归，建立方程并获得方程中相关参数的具体数值，并利用MATLAB对参数构建空间曲面，从而获得该种材料在固态焊接中的可焊图。

2.如权利要求1所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述热压参照试样的长度为热压焊合试样的2倍。

3.如权利要求1所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：步骤（2）中，采用热模拟试验机或压力机进行热压焊合实验；先通过定位环将两个热压焊合试样连接在一起固定在试验机中，试验开始前，移除定位环，然后进行热压焊合实验。

4.如权利要求3所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：所述定位环为橡胶环。

5.如权利要求1所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：步骤（2）和（3）中，所述试验完成后，采用对试样进行快速水冷的方式保留试样的微观结构。

6.如权利要求1所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：步骤（4）中，将试样制成金相试样后在显微镜下计算界面焊合程度；所述显微镜包括光学显微镜或扫描电镜。

7.如权利要求6所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：步骤（4）中，在用显微镜进行微观结构表征前，首先将包含焊合界面的平面的观察面抛光至镜面，然后进行化学侵蚀；所有样品的侵蚀时间相同。

8.如权利要求7所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法，其特征在于：所述化学侵蚀采用0.6 ml HF、18.0 ml HCl、7.0 ml HNO₃ 和42.0 ml H₂O的混合溶液进行，侵蚀时间为180 s。

9.如权利要求1-8任一项所述的定量评估金属材料固态焊接性能的方法在固态焊接领域的应用。