加載荷的情況下，通過數字相機記錄焊接試片1的散斑圖像；然后 施加載荷，通過數字相機記錄焊接試片1的散斑圖像；
[0035] 步驟5.按照步驟1中定義的Η個區域，通過步驟4獲得的焊接試片1在施加載荷 前后的散斑圖像來對焊接試片1的變形進行分析，分別計算Η個區域各自的應變值；并通 過焊接試片1軸線上關于焊縫中必對稱且位于母材區1-3的兩點計算得到焊接試片1的整 體應變值；
[0036] 步驟6.根據步驟5得到的焊接試片1各區域應變值和整體應變值計算各區域和 焊接試片1整體的工程應力、測試應力、強度極限和伸長率，得到烙焊焊接試片1的力學性 能參數；
[0037] 步驟7.對步驟5得到的焊接試片1各區域應變值和步驟6得到的焊接試片1各 區域力學性能參數進行結合分析，得到焊接結構不同區域的力學性能差異；
[0038] 步驟8.按照步驟1制作不同焊接方式的焊接試片1，然后重復步驟2至步驟6,得 到不同焊接試片1的力學性能參數并進行比較，得到不同焊接方式的焊接結構的力學性能 差異；
[0039] 步驟9.按照步驟1制作金屬不同熱處理方式的焊接試片1，然后重復步驟2至步 驟6,得到不同焊接試片1的力學性能參數并進行比較，得到金屬不同熱處理方式的焊接結 構的力學性能差異；
[0040] 步驟10.按照步驟1制作不同金屬的焊接試片1，然后重復步驟2至步驟6,得到 不同焊接試片1的力學性能參數并進行比較，得到不同金屬焊接結構的力學性能差異。
[0041] 上述力學性能測試方法可W適用于鉛合金和其他類型的金屬，不同焊接方式形成 的焊接結構在超低溫環境下力學性能的測試。與現有技術相比，本實施例的金屬焊接試片 超低溫力學性能測試方法將金屬焊接試片分為不同區域，同時解決了光學測試方法不能用 于低溫環境下力學性能測試的技術問題。同時本方法還具有操作簡便，測量精度高等優點。 [004引 實施例2
[0043] 本實施例中，主要針對航天器膽箱結構進行力學性能研究。航天器膽箱結構大多 采用焊接形式，通常結構薄弱環節在于焊縫，焊縫的力學性能決定了結構的承載能力，因此 主要針對焊縫的力學性能進行研究。由于航天器膽箱實際結構復雜，體積較大，針對膽箱實 體進行低溫試驗周期長、成本高且實施困難，因此本發明的技術方案中采用焊接試片模擬 實際焊接結構。
[0044] -種鉛合金焊接試片低溫力學性能光學測試方法，依次包括如下步驟：
[0045] 步驟1.制作焊接試片1，采用變極性氮弧焊（也稱為烙焊）方式將兩種不同熱處 理狀態的金屬材料薄片（C10S態板材和CTS態鍛件）對焊形成啞鈴狀的標準拉伸試片，得 到烙焊焊接試片1，焊接試片1的結構如圖1所示，薄片厚度為8mm，試片中間開有通孔，用 于將試片固定試驗裝置上和施加載荷；
[0046] 為研究焊接試片1不同區域的力學性能，將試件分為焊縫區1-1、熱影響區1-2和 母材區1-3,所述焊縫區1-1為兩條烙合線之間的區域，烙合線是指焊接接頭橫截面宏觀腐 蝕所顯示的焊縫輪廓線；所述熱影響區1-2是指在焊接熱循環作用下，焊縫兩側處于固態 的母材發生明顯的組織和性能變化的區域，其寬度與金屬材料性質、焊接方式等多種因素 有關，在本實施例中將熱影響區1-2定義為兩條烙合線與烙合線外5mm之間的兩個區域，其 余為母材區1-3,本實施例中選用母材區為熱影響區W外5mm范圍W內的區域；其中，C10S 和CTS為金屬熱處理方式，C10S表示"渾火+10%預拉伸+時效，CYS表示"渾火+冷變形 +時效"處理；
[0047] 步驟2.噴灑散斑圖，為便于測試識別，首先將試片被測表面噴白色底漆，然后再 噴撒黑色漆形成散斑圖，用于標識試片的不同位置；
[0048] 步驟3.安裝焊接試片1，如圖2所示，將其水平安裝在液氮池內的夾具上，其中一 端固定，另一端由鋼絲繩3通過滑輪6向上連接液壓加載作動器和測力計，可W向焊接試片 1施加沿其軸線方向的載荷；安裝完畢后向液氮池內加注液氮4,使焊接試片1下部浸泡在 液氮4內，上表面露出液氮4液面。由于焊接試片1 一部分浸泡在液氮4內，其上表面溫度 可W接近液氮溫度（經測試焊接試片1上表面溫度為-194. 7Γ )。當液氮4穩定后，由于 液氮池上方為低溫氮氣5,形成氮氣5氣封，可有效防止空氣中水蒸氣凝結成霜，從而解決 了低溫環境下光學測試導致焊接試片1結霜影響測試結果的技術問題；經粘貼在焊接試片 1表面的溫度傳感器測試，焊接試片1溫度-194. 7攝氏度，屬于超低溫環境；
[0049] 步驟4.在液氮池上方，距離焊接試片1約1米處安裝數字相機7,數字相機7通過 數據線連接到液氮池旁邊的數據采集系統8 ;由于焊接試片1表面為水平面，數字相機安裝 時其光軸要垂直于被測表面，即光軸為豎直方向，由于溫度梯度理論方向為豎直方向，因此 基本避免了光線傳輸時由于溫度梯度引起的折射誤差；
[0050] 步驟5.在不施加載荷的情況下，通過數字相機記錄焊接試片1的散斑圖像；然后 施加載荷，通過數字相機記錄焊接試片1的散斑圖像；
[0051] 步驟6.按照步驟1中定義的Η個區域，通過步驟5獲得的焊接試片1在施加載荷 前后的散斑圖像來對焊接試片1的變形進行分析，分別計算Η個區域各自的應變值，得到 施加載荷與應變值的相關數據如圖2所示，焊縫區1-1的應變值為Η，兩個熱影響區1-2的 應變值分別為R1和R2,兩個母材區1-3的應變值分別為Ml和M2 ;并通過焊接試片1軸線 上關于焊縫中必對稱的距離為38mm的兩點計算得到焊接試片1整體的整體應變值J ;對于 得到的焊接試片1各區域應變值和整體應變值J進行多項式曲線擬合，得到烙焊鉛合金焊 接試片1的施加載荷與應變值的關系如圖2所示；
[0052] 所述應變值為各區域內任意兩點間距離間在施加載荷前后的相對改變量；在本實 施例中，為獲得焊縫區1-1的應變值H，選取焊縫兩側烙合線上平行于軸線的兩點，應變值Η 為兩點之間的距離在施加載荷前后的相對改變量；為計算熱影響區1-2的應變值R1和R2， 選取烙合線與熱影響區1-2和母材區1-3交界線上平行于軸線的兩點，計算兩點間距離在 施加載荷前后的相對改變量；為計算母材區1-3的應變值Ml和M2,選取焊接試片1軸線與 熱影響區1-2和母材區1-3交界線處W及與交界線外側5mm處的點，計算兩點間距離在施 加載荷前后的相對改變量；
[0053] 步驟7.根據步驟6得到的焊接試片1各區域應變值和焊接試片1的整體應變值J 計算各區域和焊接試片1整體的工程應力、測試應力、強度極限和伸長率，得到烙焊焊接試 片1的力學性能統計結果如表1所示，各參數的計算方法均為現有技術。上述測試應力是 指測量的應變值乘W材料彈性模量，本實施例中彈性模量取值為74邱a。
[0054] 表1.烙焊鉛合金焊接試片1的力學性能統計
[00 巧]
[0056] 步驟8.對步驟6得到的烙焊焊接試片1和步驟7得到的焊接試片1各區域和整 體力學性能參數進行結合分析，得到烙焊焊接不同區域的力學性能差異。
[0057] 如圖3所示，焊接試片1在0-26kN之間時，其載荷應變曲線較為平直，即焊接試片 1結構處于線性范圍W內。當載荷超過26kN之后，各區域的應變值變化率較之前增大，但各 區又有所不同；其中，熱影響區1-2的應變值變化率增加最快，焊縫區1-1次之，