焊接接頭試驗

1、第六講焊接接頭試驗一、焊接接頭力學(xué)性能試驗力學(xué)性能試驗是用來測定焊接材料、焊縫金屬和焊接接頭在各種條件下的強度、塑性和韌性。首先應(yīng)當焊制產(chǎn)品試板，從中取出拉伸、彎曲、沖擊等試樣進行試驗，以確定焊接工藝參數(shù)是否合適，焊接接頭的性能是否符合設(shè)計的要求。1、焊接接頭的拉伸試驗(GB26511989)為依據(jù)進行的，該標準適用于熔焊和焊接接頭拉伸試驗是以國家標準壓焊的對接接頭。(1) 試驗?zāi)康脑摌藴室?guī)定了金屬材料焊接接頭橫向拉伸試驗方法，用以測定焊接接頭的抗拉強度。(2) 試件制備1)接頭拉伸試樣的形狀分為板形、整管和圓形三種?？筛鶕?jù)要求選用。2)焊接接頭拉伸試驗用的樣坯從焊接試件上垂直于焊縫軸線方向截

2、取，弁通過機械加工制成如圖81所示形X及表81所示尺寸的板接頭板狀試樣，或制成如圖82所示形圖«1板接頭板狀試樣狀及表81所示尺寸的管接頭板狀試樣。加工后焊縫軸線應(yīng)位于試樣平行長度的中心。表81板狀試樣的尺寸總長L根據(jù)實驗機定夾持部分寬度Bb+12板b25>平行部分寬度“管bDW7612D>7620當D<38時，取整管拉伸平行部分長度l>Ls+60或Ls+12過渡圓弧r25注：Ls為加工后，焊縫的最大寬度；D為管子外徑tH82臂接頭板狀試樣3)每個試樣均應(yīng)打有標記，以識別它在被截試件中的準確位置。4) 試樣應(yīng)采用機械加工或磨削方法制備，要注意防止表面應(yīng)變硬化或

3、材料過熱。在受試長度下范圍內(nèi)，表面不應(yīng)有橫向刀痕或劃痕。5) 若相關(guān)標準和產(chǎn)品技術(shù)條件無規(guī)定時，則試樣表面應(yīng)用機械方法去除焊縫余高，使其30mn時，則可從接頭不與母材原始表面齊平。6) 通常試樣厚度僅應(yīng)為焊接接頭試件厚度。如果試件厚度超過同厚度區(qū)取若干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣，但每個試樣的厚度應(yīng)不小于30mm且所取試樣應(yīng)覆蓋接頭的整個厚度(見GB2649)o在這種情況下，應(yīng)當標明試樣在焊接試件厚度中的位置。7)對外徑小于等于38mm的管接頭，可取整管作拉伸試樣，為使試驗順利進行，可制作塞頭,以利夾持，如圖8-3所示。圖83整管拉仲試樣8)棒材接頭選用圖84所示圓形試樣。其中：do=(10

4、±0.2)mm；l=Ls+2D;D和h由試驗機結(jié)構(gòu)來定；rmm=4mmX余1禺s4mfjE試樣9)拉伸試樣數(shù)量接頭拉伸試樣不少于1個；整管拉伸試樣1個；管接頭剖條拉伸試樣不少于2個。(3)評定標準焊接接頭常溫拉伸試驗的合格標準是焊接接頭的抗拉強度不低于母材抗拉強度值的下限較低一側(cè)的母材規(guī)定值進行評定。2、焊接接頭的彎曲試驗焊接接頭的彎曲試驗是以國家標準(GB2653-89)為依據(jù)進行的，該標準適用于熔焊和壓焊對接接頭。(1)試驗?zāi)康脑摌藴室?guī)定了金屬材料焊接接頭的橫向正彎及背彎試驗、橫向側(cè)彎試驗、縱向證彎和背彎試驗以及管材的壓扁試驗，用以檢驗接頭拉伸面上的塑性及顯示缺陷。(2)試件制備

5、1) 試件的類型焊接接頭的彎曲試樣按試樣的長度與焊縫的相對位置可分為橫向彎曲試樣和縱向彎曲試樣。按彎曲試樣受拉面在焊縫中的位置可分為正彎、背彎和側(cè)彎。橫彎試樣焊縫軸線與試樣縱軸垂直時的彎曲?？v彎試樣焊縫軸線與試樣縱軸平行時的彎曲。 正彎試樣試樣受拉面為焊縫正面的彎曲。雙面不對稱焊縫，正彎試樣的受拉面為焊縫最大寬度面；雙面對稱焊縫，先焊面為正面。 背彎試樣試樣受拉面為焊縫背面的彎曲。 側(cè)彎試樣試樣受拉面為焊縫縱剖面的彎曲。2) 彎曲試樣的制備應(yīng)遵守的規(guī)定 試樣的樣坯從試件上截取。橫彎試樣應(yīng)垂直焊縫軸線截取，機械加工后，焊縫中心線應(yīng)位于試樣長度的中心。縱彎試樣應(yīng)平行于焊縫軸線截取。機械加工后，焊縫

6、中心線應(yīng)位于試樣寬度的中O 每個試樣均應(yīng)打印標記，以識別它在被截試件中的準確位置。 試樣應(yīng)采用機械加工或磨削方法制備，要注意防止表面應(yīng)變硬化或材料過熱。在受試長度L范圍內(nèi)，表面不應(yīng)有橫向刀痕或劃痕。 在試樣整個長度上都應(yīng)具有恒定形狀的橫截面。其形狀應(yīng)分別符合圖8-5、圖8-6、圖8-7的要求。ftis-s彎試樣熔悍b）壓燼口一試樣呼宴心一試樣危度匕一試樣樞廈廠-困斯書桎5植伸曲aj圖8-6劇彎試祥冊熔焊時壓iff曠-試樣厚度&一試趣宣瞠，一試樣怪基LPI角半衿八18-7縱彎試樣G熔坤b）壓驚血試樣厚廈占一試樣寬度乙一試洋崔度f-H甫半？i焊縫的正、背表面均應(yīng)用機械方法修整，便之與母材的

7、原始表面平齊。但任何咬邊均不得用機械方法去除，除非產(chǎn)品標準中另有規(guī)定外。 試樣的尺寸應(yīng)符合規(guī)定。a橫彎試樣的尺寸對板材試樣，試樣的寬度h應(yīng)不小于厚度。的1,5倍，至少為20mm對管材試樣，試樣的寬度b應(yīng)為：管直徑w5Omn0寸，b為S+0D（最小為10mm）;管直徑50mrfi寸，b為S+0.O5D（最小為10mm最大為40mm）其中，s為管壁厚度，D為管子外徑。通常，試樣厚度a應(yīng)為焊接接頭試件厚度。如果試件厚度超過20mm則可從接頭不同厚度區(qū)取若干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣。但是，每個試樣的厚度應(yīng)不小于20mm且所取試樣應(yīng)覆蓋接頭的整個厚度（見GB2649）o在這種情況下，應(yīng)當標明試樣在

8、焊接接頭厚度中的位置。b側(cè)彎試樣尺寸試樣厚度巳應(yīng)大于或等于10mm寬度b應(yīng)當?shù)扔诳拷附咏宇^的母材的厚度。當原接頭試件的厚度超過40mm寸，則可從接頭不同厚度區(qū)取若干試樣以取代接頭全厚度的單個試樣。但是，每個試樣的寬度b在2040mm范圍內(nèi)，這些試樣應(yīng)覆蓋接頭的全厚度（見GB2649）,弁標明在接頭厚度中的位置。C縱彎試樣尺寸試樣尺寸如表8-2、圖8-7所示。如果接頭厚度超過2Omn0寸或試驗機功率不夠時，可在試樣受壓面一側(cè)加工至20mm表8-2縱彎試樣尺寸mmabLr<6201800.2a>610302000.2a>1020502500.2a試樣拉伸面上的棱角應(yīng)當用機械方法

9、加工制成半徑不超過0.2a的圓角（最大值為3mm,其側(cè)面的表面粗糙度應(yīng)低于Ral2.5卜試樣數(shù)量正彎、背彎、側(cè)彎試樣各不少于1個，縱彎試樣不少于2個3）圓形壓頭彎曲（三點彎曲）試驗法 圓形壓頭彎曲試驗示意如圖8-8所示。圖8一百圓強壓頭彎曲試驗 在進行此試驗時，將試樣放在兩個平行的輻子支撐上。在跨距中間且垂直于試樣表面施加集中載荷（三點彎曲），使試樣緩慢、連續(xù)地彎曲。 壓頭直徑D應(yīng)符合有關(guān)標準及要求。一般取壓頭直徑為試件厚度的3倍。 支撐短之間的距離I不應(yīng)大于D+3& 當彎曲角a（圖88）達到使用標準中規(guī)定的數(shù)值時，試驗便告完成。試驗后檢查試樣拉伸面上出現(xiàn)的裂紋或焊接缺陷的尺寸和位置。

10、（3）評定標準試驗結(jié)果的合格標準按鋼種而定，見表8一3。表8-3焊接接頭彎曲角的臺格標準鋼種彎曲角度雙面焊碳素鋼、奧氏體鋼180?其他低合金鋼、合金鋼100?單面焊碳素鋼、奧氏體鋼90?其他低合金鋼、合金鋼50?試樣彎曲到表8-3中規(guī)定的角度后，其拉伸面上如有長度大于1.5mm的橫向裂紋或缺陷，或出現(xiàn)長度大于3mm勺縱向裂紋或缺陷,則評為不合格。試樣的棱角開裂不計,但確因焊接缺陷引起的棱角開裂的長度應(yīng)進行評定。3、焊接接頭的沖擊試驗焊接接頭的沖擊試驗是以國家標準(GB26501989)為依據(jù)進行的。該標準適用于熔焊和壓焊對接接頭。(1) 試驗?zāi)康脑摌藴室?guī)定了金屬材料焊接接頭夏比沖擊試驗方法，用

11、以測定焊接接頭各區(qū)域的沖擊吸收功。(2) 試樣制備1)試樣是以IOmmXIOmmX55mm有V形缺口的試樣為標準試樣。試樣的尺寸及偏差應(yīng)符合圖8-9所示的規(guī)定。試樣缺口底部應(yīng)光滑,不得有與缺口軸線平行的明顯劃痕,進行沖裁試驗時，試樣缺口底部的表面粗糙度應(yīng)低于Ra0.8V皤映口試祥2) 試樣應(yīng)采用機械加工或磨削方法制備，弁防止加工表面的應(yīng)變硬化或材料過熱。3) 試樣標記不應(yīng)影響支座對試樣的支撐，也不得使缺口附近產(chǎn)生加工硬化。一般應(yīng)標記在試樣的端面、側(cè)面域缺口背面距端面15mm以內(nèi)，但不得標在支撐面上。4) 缺口處若發(fā)現(xiàn)有肉眼可見的氣孔、夾渣、裂紋等缺陷時，則不能用該試樣進行試驗。5) 試樣的缺口

12、鈾線應(yīng)當垂直焊縫表面，如圖8-10所示。6)試樣的缺口按試驗要求可分別開在焊縫、熔合線或熱影響區(qū)。其缺口的各區(qū)t由產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定。圖8-11所示。開在熱影響區(qū)的缺口軸線與熔合線的距離圖8-11各區(qū)城的峽口位查1ft殲先焊健的欣口儉BtZ開在熔合線的缺口理顯J升在熱冊響咳的訣口位迓域位置如7)試樣數(shù)量規(guī)定為：焊接接頭沖擊試驗的試樣，按缺口所在位置各自不少于3個。3 3)評定標準常溫沖擊試驗的合格標準為：每個部位的3個試樣沖擊功的算術(shù)平均值不應(yīng)低于母材標準規(guī)定的最低值。但允許其中有個試樣低于規(guī)定值，但不得低于規(guī)定值的70%異種鋼焊接接頭的沖擊試驗按抗拉強度較低一側(cè)母材的沖擊功規(guī)定值進行評定。4

13、、焊接接頭硬度試驗焊接接頭硬度試驗是以國家標準(GB2654-1989)為依據(jù)進行的，該標準適用于熔焊和壓焊焊接接頭和堆焊金屬。(1) 試驗?zāi)康脑摌藴室?guī)定了金屬材料焊接接頭的硬度試驗方法，用以測定焊接接頭的洛氏、布氏、維氏硬度。(2) 試件制備1) 焊接接頭的硬度試樣的樣坯，應(yīng)在垂直于焊縫軸線方向的相應(yīng)區(qū)段截取，截取的樣坯應(yīng)包括焊接接頭的所有區(qū)域。2) 試樣的測試面與支撐面應(yīng)經(jīng)加工磨平弁保持平行，表面粗糙度至少達到Ral.6pm維氏硬度測定時，試樣表面粗糙度至少要為Ra0.8m對厚度小于3nm的焊接接頭，允許在其試驗時，可用腐蝕劑使8-12所示標線位置測975陽KI2健度|«足位置小

14、急困5) 進行硬度試驗時，為獲得正確的試驗結(jié)果，驗時，相鄰壓痕中心的間距，不應(yīng)小于壓痕直徑的3mm維氏硬度試驗時，則不應(yīng)小于壓痕對角線的遇有測點處出現(xiàn)焊接缺陷時，則該點試驗結(jié)果無效。6) 試樣數(shù)量規(guī)定為：焊接接頭硬度試驗試樣不少于(3)評定標準根據(jù)給定的技術(shù)文件和材料允許的硬度范圍進行評定。二、焊接性試驗焊接性試驗的目的是用來評定母材焊接性能的好壞。必須注意測量點之間的距離。布氏硬度試4倍；洛氏硬度試驗時，此間距不應(yīng)小于2.5倍。1個。材的焊接材料，確定合適的焊接工藝參數(shù)及焊后熱處理工藝參數(shù)。通過焊接性試驗，可以選定適合母還可以用來研制新的焊接表面測定硬度。3)根據(jù)所用標準和技術(shù)條件要求，可分

15、別選用布氏、洛氏或維氏硬度計進行測定4)焊接接頭各區(qū)域金屬顯示清晰，弁按圖定硬度。Y形坡口焊接裂紋試驗這一種方法。材料。焊接性試驗方法很多，這里只介紹斜1 、試驗?zāi)康男盰形坡口對接裂紋試驗又稱小鐵研法，適用于碳素鋼和低合金鋼焊接接頭的冷裂紋抗裂性能試驗，是目前應(yīng)用最廣泛也最方便的一種方法。2 、試件制備(1) 試件的形狀和尺寸試件的形狀和尺寸如圖8-13所示。試件的厚度不作限制，常用厚度為9一38mm一般最好用被試材料原厚度。BB圖8-13試件的形狀和尺寸(2) 坡口表面加工為避免試件間隙波動以及氣割表面硬化層問題，坡口加工應(yīng)采用機械切削加工。(3) 試件數(shù)量規(guī)定試件數(shù)量為：每次試驗應(yīng)取2件。

16、(4) 試件的焊接按圖8-13所示組裝試件，焊好兩端的拘束焊縫。拘束焊縫采用雙面焊接，注意不要產(chǎn)生角變形和未焊透。拘束焊縫采用低氫型焊條，其直徑為4mm或5mm焊接前，對焊接試驗部位用比2mm各大的塞片插入，以保證試件間隙，焊完拘束焊縫后拆除塞片。(5) 、試驗方法(1) 清理試驗焊縫在焊接試驗焊縫之前要把在焊接拘束焊縫時所附著的飛濺物清除干凈，弁去除水滴、油、銹等。為此，首先可用適當?shù)募訜岱椒ㄇ宄砻嫠?、油脂。待充分冷卻后，用鋼絲刷或砂紙打磨坡口除銹，最后用丙酮洗凈。(2) 選取焊條和焊接工藝參數(shù)焊接試驗焊縫，試驗所用焊條原則上采用與試驗鋼材相匹配的焊條。焊前對焊條要嚴格進行烘干。焊接用0

17、4mm直徑的焊條，焊接電流為160180A,電弧電壓為22-26V,焊接速度為150mm/min(3) 焊道的選擇不論板厚多少，一律只焊一道焊縫，相當于實際生產(chǎn)中的單道焊或多層焊中的打底焊縫。(4) 焊接操作1 )手工焊接當采用手工焊時，試驗焊縫按圖8-14所示方法焊接。即在坡口外引弧，收弧也須離開坡口。8-15所示進行。弓I弧和收弧均在14采用乎工焊時試臉焊螳位置2)自動焊接當采用焊條自動送進裝置焊接時，按圖試驗坡口內(nèi)進行。圖fl-15采用焊條自動送進裝置悍接試嗓焊位雪(5) 焊縫的解剖焊完的試件經(jīng)48h以后，才能開始進行裂紋的檢測和解剖。解剖時不得采用氣割方法切取試樣，要用機械切割，要避免因切割振動而引起裂紋的擴展。4、評定方法(1) 焊縫表面裂紋的檢查和計算采用肉眼或其他適當?shù)姆椒▉頇z查焊接接頭的表面或斷面是否有裂紋，弁分別計算出表面裂紋率、根部裂紋率和斷面裂紋率。裂紋的長度和高度按圖8-16所示進行檢測，裂紋長度為曲線形狀如圖8-16a按直線長度檢測，裂紋重疊時不必分別計算。圖&一怖試樣裂紋長的計算0表面職毓b)很部裂往e)斷畫勰墳(2) 焊縫根部裂紋的檢查和計算將試件采用適當?shù)姆椒ㄖ罄瓟嗷驈潝唷Ｈ缓蟀磮D