焊接接头的力学性能试验
2021铁路工程施工考试-铁路混凝土工程施工质量验收标准(精选试题)
铁路工程施工考试-铁路混凝土工程施工质量验收标准1、当使用商品混凝土时，（）应组织对供应商的拌和站进行评估验收，质量控制应符合本标准的规定。
2、从事钢筋加工和焊（连）接的操作人员必须经考试台格，（）。
钢筋正式焊（连）接前，应进行（），合格后方能正式生产。
3、钢筋进场时，必须对其虞质量指标进行全面检查，按批查其直径、（）并抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其质量应符合设计要求和国家现行标准《钢筋混凝土用钢》（GB1499）等的规定。
4、受拉热轧光圆钢筋（HPB235）的末端应倒做（）弯钩，其弯曲直径d不得小于钢筋直径的（），钩端应留有不小于钢筋直径3倍的直线段。
5、焊接接头的力学性能检验以同等级、同规格、同接头形式和同—：焊工完成的每（）个接头为一批，不足200个也按一批计。
机械连接接头的力学性能检验以同一施工条件下同批材料、同等I接头（）为一批，不足500个也按按一批计。
6、混凝土工程施工前，施工单位应根据设计要求、工程性质、结构特点、（）条件等，制定严密的施工技术方案7、混凝土配合比应根据设计使用年限、环境条件和（）等进行设计。
8、混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比，确定施工配合比。
应对首盘混凝土的坍落度、含气量、泌水率、匀质性和（）等进行测试。
9、混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的（）时间。
10、当工地昼夜平均气温连续（）度时，应采取冬期施工措施；当工地昼夜平均气温高于（）时，应采取夏期施工措施。
11、混凝土拆模后，在混凝土强度低于设计强度（）时，新浇混凝土不得与流动水接触。
12、对于预应力混凝土结构，粉煤灰的掺量不宜超过（）。
13、混凝土的人模温度不宜高于（）。
冬期施工时，混凝土的出机温度不宜低于（），人模温度不应低于（）。
14、在施工缝处新浇混凝土之前，应对已硬化混凝土的表面进行凿毛处理并充分湿润，凿毛后露出的新鲜混凝土面积应不低于总面积的（）凿毛时混凝土应达到下列强度：用人工凿毛时，不低于（）；用机械凿毛时，不低于10MPa。
焊接接头的力学性能试验
1．角焊缝工艺评定中的宏观金相检验 在对角焊缝作工艺评定时，其检验项目之一是对
焊缝截面作宏观金相检验。现以板材的角焊缝为例 进行说明，首先将试件两端各舍去25mm，然后沿 试件横向等分切取5个试样，每块试样取一个面进行 金相检查，但任意两检测面不得为同一切口的两个 侧面，经检查后，焊缝根部不得有未焊透部分，焊 缝和热影响区不得有裂纹和未熔合。
焊接接头的破坏性检测
力学性能试验
包括拉伸试验、硬度试验、弯曲试验、疲劳试验、 冲击试验等
化学分析试验
包括化学成分分析、腐蚀试验
金相检验
包括宏观检验、微观检验等
一、焊接接头的化学成分分析
(一)化学成分分析的选用原则 (1)原材料及焊接材料的复检 (2)耐蚀堆焊层的工艺评定 (3)估计奥氏体型不锈钢焊缝中的铁素体含量 (4)用于缺陷原因分析
渗透探伤的基本原理
二、渗透探伤的常用方法 根据不同的显像方式，则不同的渗透剂及显像
剂，常用的渗透探伤方法有如下几种： 1．着色渗透探伤法 2．荧光渗透探伤法 3．水洗型渗透探伤法 4．溶剂去除渗透探伤法 5．干式显像渗透探伤法 6．湿式显像渗透探伤法
三、渗透探伤法在焊接生产中的应用 在焊接生产领域中要求作渗透探伤的场合有以下几种情况。 1)材料标准抗拉强度σ b>540MPa的钢制压力容器上的C类和D类焊缝。 2)名义厚度δn>16mm的12CrMo及15CrMo钢制容器，其他任意厚度的Cr-
2．拉伸试验的方法 测定常温下拉伸的力学性能主要依据试验方法的国 家标准。
焊态硬度试样 焊缝中心线
回火态硬度试样
加工去除
硬硬冲冲冲 冲 冲 舍
度度击击击 击 击
试试试试试 试 试 弃
样样样样样 样 样
ER5356铝合金焊丝焊接接头组织及力学性能
ER 5356铝合金焊丝焊接接头组织及力学性能摘要：随着我国轨道交通行业的飞速发展，铝及铝合金凭借密度小、密封性良好、使用过程中噪声小等诸多优势，在高铁列车、汽车等多个领域内倍受青睐。
当这些交通工具在运行过程中，车体由于路况等原因长时间承受振动及冲击载荷等作用。
作为我国现代轨道交通运输设备制造过程中的一项重要技术，焊接生产效率高低及焊接质量的优劣直接影响其产品的制造效率与质量安全。
并且铝合金有良好的铸造性和塑性加工性，良好的导电、导热性、耐蚀性和焊接性，可作为结构材料使用。
其焊接方法和工艺优化一直是工业生产的研究焦点，若我国焊材厂家生产的高品质铝合金焊丝的成分、性能等指标能够满足轨道交通装备铝合金焊接质量要求，就能够替代国外进口品牌并扩大应用。
针对以上情况，按照《系列化中国标准地铁列车研制及实验》拟对国产铝焊丝进行焊丝焊接接头的力学性能与组织进行研究，可以推进铝合金在轨道交通中的研究。
充分了解材料的性能和影响因素，以便于掌握铝合金先进焊接技术；通过铝合金焊接材料的国产化替代研究，为下一步扩大材料国产化、降低制造成本提供技术和质量保障。
关键词：ER 5356铝合金；焊接1 试验材料及试验方法1.1 试验材料试验材料为6005A-T6铝合金和ER 5356铝合金焊丝，抗拉强度Rm=255 MPa, 屈服强度ReL=200 MPa, 伸长率A5介于6%～9%之间。
采用熔化极惰性气体保护焊，保护气体为氩气。
6005A-T6铝合金及ER 5356铝合金焊丝的化学成分见表1和表2。
表1 6005A-T6铝合金的化学成分(质量分数)(%)表2 ER 5356铝合金焊丝的化学成分(质量分数)(%)1.2 试验方法对国产ER 5356铝合金焊丝进行平板对接焊工艺试验，对接焊工艺试件制备按照图1要求制备，焊接试板尺寸为300 mm×150 mm×12 mm, 坡口形式为70° X形坡口，试验材料为厚12 mm的ENAW-6005A-T6铝合金板材。
搅拌摩擦焊技术（四）－FSW焊接接头的力学性能-工程
搅拌摩擦焊技术（四）－FSW焊接接头的力学性能-工程在一般情况下，搅拌摩檫焊焊接接头的力学性能，大约与母材和MIG焊接接头性能相当，。
（一）接头的抗拉强度和弯曲性能最近英国焊接研究所（TWI）认为，2000、5000、7000等系铝合金的搅拌摩檫焊焊接接头的常态强度与母材等强度，但也有的低于母材。
表2-2给出了铝合金搅拌摩檫焊焊接接头的力学性能数据。
表2-2 铝合金的搅拌摩檫焊焊接接头的拉伸试验结果注：PM－断裂在母材，WM－断裂在焊缝，HAZ－断裂在热影响区，HAZ/ PM－断裂在热影响区和母材交接处Kluken等对采用各种焊接方法和搅拌摩檫焊焊接的A6005铝合金接头的静态强度进行了比较，从表2-2中可以看出，等离子弧小孔焊焊接接头的抗拉强度值最高，为194MPa；搅拌摩檫焊最低，为175Mpa，而接头的延伸率却最高，为22%。
但是搅拌摩檫焊焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷。
2000系铝合金的搅拌摩檫焊焊接接头，断裂发生在热影响区。
铝合金分为热处理型和非热处理型。
对于热处理型合金来说，采用熔焊时，焊接接头性能发生改变是一个大问题。
飞机制造用的2000、7000系硬铝，时效后进行搅拌摩檫焊，或搅拌摩檫焊之后进行时效处理，两者焊接接头的静态抗拉强度约为母材的80~90%。
6000系的6N01-T6铝合金广泛用于日本的铁路车辆制造。
焊接和时效处理顺序对机械性能有很大的影响。
表2-3是12mm的6No1-T6铝合金在大气中和水冷中进行搅拌摩檫焊，焊接接头的抗拉强度试验结果。
从试验结果可以看出，经时效处理后，焊接接头的抗拉强度得到了提高。
表2-3 焊接中冷却方式和时效处理对抗拉强度的影响摩擦焊的焊接强度和板厚的关系:特别是在水冷中焊接的试件经时效处理后，改善效果最为显著。
这是因为，水冷使软化区变小，采用这样的时效处理，硬度回复效果特别好。
在一边水冷一边进行搅拌摩擦焊的情况下，接头强度的大小和被焊金属的厚度有关，如图2-26所示。
铝合金焊接接头的力学性能测试
铝合金焊接接头的力学性能测试乔及森 , 周清林 , 朱 亮 , 陈剑虹(兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室 , 兰州 730050)摘 要 : 采用穿孔剪切法对材料局部力学性能进行了研究 ,提出了利用穿孔剪切试验 获得材料拉伸力学性能的基本方法 ,并采用穿孔剪切法对车用铝合金材料 Al6063 及其 焊接接头的力学性能进行了测试 ,得出了离焊缝中心线不同距离的抗拉强度 ,屈服强度 和加工硬化指数的关系 。
试验表明 ,穿孔剪切试验可以准确的表征力学性能不均匀焊 接接头的各微区性能参数和本构关系 ,可为铝合金汽车焊接构件的碰撞模拟提供接头 变形及失效数据 。
关键词 : 穿孔剪切法 ; 局部力学性能 ; 焊接接头 乔及森中图分类号 : TG 146文献标识码 : A文章编号 : 0253 - 360X (2006) 11 - 041 - 05所示 ,其中的平头探针是由 Φ115 mm 的钻头改装而0 序 言在汽车制造中 ,为了提高汽车车架的刚度 ,在减 轻汽车重量的同时提高汽车的碰撞性能 ,大量使用 铝合金材料 。
随着全铝车身汽车的使用 ,焊接结构 的性能测试成为一个重要的研究内容 。
铝合金的焊 接接头的力学性能是 由 焊 缝 、热 影 响 区 、母 材 决 定 的 ,而且焊缝和热影响区存在严重的不均匀性 ,所以 国内外都进行了一系列的研究 ,文献 1 对焊接接头 的力学性能提出了微剪韧性的概念 ,为微接头的局 部力学性能的测定提供了很好的依据 ;文献 2 也对 焊接接头的力学性能进行了研究 ,提出了焊缝区与 母材的拟合关系式 ;文献 3 采用试验和有限元回归 的方法 对 材 料 的 力 学 性 能 测 试 方 法 做 了 研 究 , 文 献 4 在前人的基础上对管线钢材料拉伸特征值进 行了研究 ,得出管线钢焊缝的屈服点和最大载荷处 的真应力与真应变的特征值 。
作者采用穿孔剪切的 方法对材料的焊接接头的力学性能进行了测试 ,为 汽车部件的碰撞模拟中焊缝的行为提供有效的材料 表征方法 。
焊接工艺的焊接接头的力学性能测试方法
焊接工艺的焊接接头的力学性能测试方法引言：焊接接头是焊接工艺中非常重要的组成部分，它直接关系到焊接结构件的质量和性能。
为了确保焊接接头的可靠性和安全性，需要对其力学性能进行测试。
本文将介绍焊接工艺的焊接接头的力学性能测试方法。
一、拉伸试验拉伸试验是一种常用的测试焊接接头强度的方法。
通过在拉伸机上施加拉力，对接头进行拉伸，从而得到其材料的屈服强度、抗拉强度和断裂强度等性能指标。
在进行拉伸试验前，需要根据标准要求选择合适的试样尺寸，并确保试样的制备工艺正确。
试样的制备通常包括剪切、打孔和折弯等操作。
在拉伸试验中，需要记录下拉伸过程中的变形和载荷情况，并测量试样断裂前的长度和宽度等参数。
二、剪切试验剪切试验是评价焊接接头剪切强度的常用方法。
在剪切试验中，将试样放置在专用的剪切机上，施加一定的力量使接头发生剪切变形，并通过测量试样破坏前后的长度来计算其剪切强度。
剪切试验前需要制备合适的试样，并确保试样的纵向和横向间隙均匀。
试样的制备常常需要使用专用的切割工具，以确保试样的几何形状和尺寸符合要求。
在剪切试验中需要注意记录试样破坏前的载荷和位移等参数。
三、弯曲试验弯曲试验是评价焊接接头弯曲强度的一种方法。
在弯曲试验中，将试样放置在专用的弯曲机上，施加一定的力矩使其产生弯曲变形，并通过测量试样破坏前后的长度来计算其弯曲强度。
弯曲试验前需要制备合适的试样，并确保试样的几何形状和尺寸符合标准要求。
试样的制备一般需要考虑到焊缝的位置和弯曲方向等因素。
在弯曲试验中，需要记录试样的载荷和位移等参数，并观察试样破坏的形态。
结论：通过拉伸试验、剪切试验和弯曲试验等方法，可以对焊接接头的力学性能进行全面的测试。
在进行测试前，需要选择合适的试样尺寸和制备工艺，并注意记录相关参数。
这些测试可以为焊接工艺的优化和焊接接头的设计提供参考依据，从而提高焊接结构件的质量和性能。
注：本文以通用文章的格式来介绍焊接工艺的焊接接头的力学性能测试方法，内容准确且逻辑清晰。
焊接检验概述
焊接检验概述焊接检验是对焊接工艺的验证过程，贯穿于整个焊接生产过程中。
在不同阶段，焊接检验的目的也各不相同。
焊前检验主要是检查技术文件是否完整齐全，原材料的质量是否可靠，焊接设备和焊工的资格是否符合要求，对预防焊接缺陷的产生具有重要意义。
焊接过程中的焊接检验，主要是对焊接工艺的执行进行检查，可以防止焊接缺陷的产生，若出现焊接缺陷，也可以及时分析缺陷产生的原因，采取一定的纠错方案，保证工件在制造过程中的质量。
焊后检验是为了保证所焊接的焊缝各项性能指标完全满足工件的设计要求。
因此焊接检验是保证焊接结构获得可靠的质量的重要手段之一。
一、焊接检验的分类在特种设备制造过程中，焊接检验应根据焊接生产的特点，严格按照相关的法律、法规、设计图样、技术标准和检验文件规定的要求进行检验。
图样规定了材料、焊缝位置、坡口形状和尺寸及焊缝的检验要求。
而技术标准规定了焊缝的质量评定方法和要求。
工艺规程、质量检验计划具体规定了检验方法和检验程序，还包括检查工程中的检验记录、不良品处理单、更改通知单，如图样更改、工艺更改、材料代用、追加或改变检验要求等所使用的书面通知。
订货合同包括了用户对产品焊接质量的要求，也应作为图样和技术文件的补充规定。
常用的焊接检验方法分非破坏性检验和破坏性检验两大类。
破坏性检验包括力学性能、化学分析、金相和焊接性试验;非破坏性检验包括外观检验、无损检验、耐压试验和泄漏试验等项目，其详细分类见表6~1 o二、焊接接头的破坏性检验(一)焊接接头力学性能试验1.焊接接头拉伸试验焊接接头的拉伸试验一般都采用横向试样。
当焊缝金属的强度超过母材金属，缩颈和破坏会发生在母材金属区。
若焊缝金属强度远低于母材，塑性应变集中在焊缝内发生，在这种情况下，局部应变测得的断后伸长率将比正常标距低。
所以横向焊接接头拉伸试验只可以评定接头的抗拉强度Rm (MPa),不能评定接头的屈服强度和断后伸长率。
焊接接头的拉伸试验还可发现断口处有无气孔、裂纹、夹渣或其他焊接缺陷。
钢筋焊接接头试验方法标准
钢筋焊接接头试验方法标准JGJ/T27——20011 总 则1.0.1 为统一钢筋焊接接头的试验方法，正确评价焊接接头性能，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于工业与民用建筑及一般构筑物的混凝土结构中的钢筋焊接接头的拉伸、剪切、弯曲、冲击和疲劳等试验。
1.0.3 试验应在10~35℃室温下进行。
1.0.4 钢筋焊接接头或焊接制品在质量验收时，其抽样方法、试样数量及质量要求均应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18中的有关规定。
1.0.5 在进行钢筋焊接接头性能试验时，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2 拉伸试验方法2.0.1 各种钢筋焊接接头的拉伸试样的尺寸可按表2.0.1的规定取用。
2.0.2 根据钢筋的级别和直径，应选用适配的拉力试验机或万能试验机。
试验机应 符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》GB 228中的有关规定。
2.0.3 夹紧装置应根据试样规格选用，在拉伸过程中不得与钢筋产生相对滑移。
2.0.4 在使用预埋件T 形接头拉伸试验吊架时，应将拉杆夹紧于试验机的上钳口内，试样的钢筋应穿过垫板放入吊架的槽孔中心，钢筋下端应夹紧于试验机的下钳口内。
2.0.5 试验前应采用游标卡尺复核钢筋的直径和钢板厚度。
2.0.6 用静拉伸力对试样轴向拉伸时应连续而平稳，加载速率宜为10~30MPa/s ，将试样拉至断裂(或出现缩颈)可从测力盘上读取最大力或从拉伸曲线图上确定试验过程中的最大力。
2.0.7 试验中，当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时，试验结果应视为无效。
2.0.8 当在试样断口上发现气孔、夹渣、未焊透、烧伤等焊接缺陷时，应在试验记录中注明。
2.0.9 抗拉强度应按下式计算:S F bb =σ （2.0.9） b σ—抗拉强度(MPa)，试验结果数值应修约到5MPa ，修约的方法应按现行国家标准《数值修约规则》GB 8170的规定进行；b F —最大力（N)； 0S —试样公称截面面积。
铝合金焊接接头的力学性能研究
铝合金焊接接头的力学性能研究摘要：铝合金焊接接头因其特殊的焊接特点而导致其焊接接头易产生气孔及裂纹，不同的焊接方法（常见的MIG/TIG和激光焊接）和焊接工艺也会影响其焊接接头的力学性能。
因此，很多学者对铝合金焊接接头的力学性能进行了大量研究，通过反复实验调控其工艺参数得到了良好的接头力学性能。
关键词：铝合金焊接力学性能铝合金因其质量轻、强度高及优良的加工性能,被广泛应用于航空航天、交通运输和建筑等领域,铸造铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀和易成型等优点,普遍应用于航空、铁路、汽车等工业领域[1]。
一、铝合金焊接特点铝合金在焊接过程中通常有以下特点[2]：1）与氧的亲和力很强。
铝在空气中极易与氧结合，并生成致密的氧化铝薄膜，但是氧化铝薄膜在焊接过程中并没有益处，反而会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。
氧化铝薄膜还会吸附水分，进而导致焊接时在焊缝中形成气孔。
2）线膨胀系数大。
线膨胀系数大易产生焊接变形。
铝及铝合金凝固时体积收缩率达6.5%，因此，在焊接某些铝合金时，在焊缝金属中形成裂纹的倾向性很大，进而由于存在很大的内应力而产生裂纹。
3）导热率和比热大。
在焊接过程中热源产生的大量热能会被迅速传导到金属内部。
焊接铝合金的过程中必须采用能量集中、功率大的热源，才能得到高质量的焊接接头。
4）焊接时易形成气孔。
氢的来源是水分，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中还包括焊丝及母材表面氧化铝薄膜所吸附的水分。
在高温状态下，铝及铝合金的液体熔池极易溶入的大量气体形成气孔，而且由液态凝固时，铝及铝合金的溶解度急剧下降。
因此，在焊接完成后的冷却凝固过程中，气体因来不及排出而保留在焊缝中形成气孔。
5）可能会出现焊合条纹。
焊合条纹是铝合金挤压型材在腐蚀处理或阳极氧化处理后，表面出现或明或暗且平行于挤压方向的白色线纹。
焊合条纹不会降低型材的力学性能，但是会产生较大色差，若是用于外观表面部分，用户难以接受太大的色差。
钢筋电弧焊接头力学性能
缝外延断
符合
3
78
390
缝外延断
1
2
HRB335
≥455
3
1
2
HRB335
≥455
3
检验依据
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18－2003
备
注 审核人： 负责人： 晋城市Байду номын сангаас区恒安通建筑检测有限公司
检验人：
见证取样人及编号:
2008－14－14
抗拉强度σb，MPa 标 准 要 求 实测结果 拉力 (kN) 76.5 强度 (MPa) 380
断裂位置及断裂特征 标 准 要 求 实测结果
1
缝外延断
1#
2
HRB335
≥455
82
410 应至少 有２个 试件断 于焊缝 之外， 并呈延 性断 裂， 当抗拉 强度 >=1.1 倍标准 时，按 断于焊 缝外并 呈延断 处理。
钢筋电弧焊接头力学性能试验报告
委托单位： 建设单位： 工程名称： 焊工姓名 焊条型号 上岗证号 焊接方式 拉 拉力 组号 试件 工程部位 编号 钢筋 类别 公称 接头 焊缝 直径 数量 长度 a (个) (mm) (mm) 电弧焊 力 试 验 单组 判定 报告编号： 收样日期： 检验日期： GH0900001－2－3
S30408焊接接头低温力学性能试验
第52卷第2期2018年2月浙 江 大 学 学 报(工学版)J o u r n a l o f Z h e j i a n g U n i v e r s i t y (E n g i n e e r i n g Sc i e n c e )V o l .52N o .2F e b .2018收稿日期:20161220.网址:w w w.z j u j o u r n a l s .c o m /e n g /f i l e u p/H T M L /201802002.h t m 基金项目:国家重点研发计划资助项目(2016Y F C 0801905).作者简介:丁会明(1990 ),男,博士生,从事新能源储运装备与深冷压力容器等研究.o r c i d .o r g/0000-0002-4145-8013.E -m a i l :d d h h m m 558@163.c o m.通信联系人:吴英哲,男,助理研究员.o r c i d .o r g /0000-0002-7246-8767.E -m a i l :y z w u @z ju .e d u .c n D O I :10.3785/j.i s s n .1008-973X.2018.02.002S 30408焊接接头低温力学性能试验丁会明1,吴英哲1,郑津洋1,2,3,陈朝晖4,尹立军4(1.浙江大学化工机械研究所,浙江杭州310027;2.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州310027;3.高压过程装备与安全教育部工程研究中心,浙江杭州310027;4.全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京100029)摘 要:为了研究国产奥氏体不锈钢S 30408在低温下的力学性能变化规律,通过-196~20ħ下的低温拉伸试验和冲击试验,获得S 30408焊接接头与母材的低温拉伸性能和冲击性能数据.试验结果表明:焊接接头与母材的屈服强度和抗拉强度随温度降低呈现明显的增加趋势,低温强化效应显著;夏比冲击吸收能量和侧膨胀值则随温度降低呈现下降趋势;焊缝处铁素体含量最高,冲击韧性最差,且焊缝处冲击韧性的降低与其本身在低温下抵抗裂纹扩展能力的降低有关;铁素体分布的不均匀性致使焊接接头存在微观力学性能的差异,对接头处变形产生塑性拘束,削弱了焊接接头的承载能力.关键词:不锈钢;深冷容器设计;焊接接头;低温强度;冲击韧性中图分类号:T G407 文献标志码:A 文章编号:1008973X (2018)02021707E x p e r i m e n t a l s t u d y o n l o w -t e m p e r a t u r em e c h a n i c a l p r o pe r t i e s of S 30408w e l d e d j o i n t sD I N G H u i -m i n g 1,WU Y i n g -z h e 1,Z HE N GJ i n -y a n g 1,2,3,C H E NZ h a o -h u i 4,Y I NL i -ju n 4(1.I n s t i t u t e o f P r o c e s sE q u i p m e n t ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ,H a n g z h o u 310027,C h i n a ;2.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o fF l u i dP o w e r a n d M e c h a n i c a lS y s t e m s ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y H a n g z h o u 310027,C h i n a ;3.H i g h -P r e s s u r eP r o c e s sE q u i pm e n t a n dS a f e t y E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,H a n gz h o u 310027,C h i n a ;4.C h i n aS t a n d a r d i z a t i o n C o m m i t t e e o nB o i l e r s a n dP r e s s u r eV e s s e l s ,B e i j i n g 100029,C h i n a )A b s t r a c t :T e n s i l ea n di m p a c t t e s t sa t -196~20ħw e r ec o n d u c t e do u t t oo b t a i nt h e l o w -t e m pe r a t u r e t e n s i l e p r o p e r t i e sa n di m p a c tt o u g h n e s so ft h eS 30408b a s e m e t a la n d w e l d e d j o i n t .T h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t t h e y i e l d s t r e n g t ha n d t e n s i l e s t r e n g t hof b o t hb a s em e t a l a n dw e l d e d j o i n t s ig n i f i c a n t l y i n c r e a s ew i t ht e m p e r a t u r ed e c r e a s i n g d u et oth ec r y o g e ni cs t r e n g t h e n i n g e f f e c t .T h e C h a r p y a b s o r b e d e n e r g y a n d l a t e r a l e x p a n s i o n t e n d t o d e g r a d ew h e n t e m p e r a t u r e d e c r e a s e s .T h ew e l d i n g zo n e h a s t h ew o r s t i m p a c t t o u g h n e s s b e c a u s e i t c o n t a i n s t h e l a r g e s t a m o u n t o f t h e f e r r i t e c o n t e n t .T h e r e d u c t i o n o f t h e i m p a c t t o u g h n e s s i n t h ew e l d i n g z o n e i s r e l a t e d t o t h ed e c r e a s i n g i n t h e c r a c k p r o p a g a t i o nr e s i s t a n c e a t c r y o g e n i c t e m p e r a t u r e s .T h ei n h o m o ge n e o u sf e r r i t ed i s t r i b u t i o ni nt h e w e l d e d j o i n tl e a d st on o n -u n i f o r m m i c r o -m e c h a n i c a l p r o p e r t i e sw h i c h c a u s e s a p l a s t i c c o n s t r a i n t o n t h e d e f o r m a t i o n ,a n d c o n s e q u e n t l y r e s u l t s i n t o a w e a ku l t i m a t eb e a r i ng c a p a c i t y o f th ew e l d e d jo i n t .K e y wo r d s :s t a i n l e s s s t e e l ;c r y o g e n i c p r e s s u r e v e s s e l d e s i g n ;w e l d e d j o i n t ;c r y o g e n i c s t r e n g t h ;i m p a c t t o u gh n e s s奥氏体不锈钢制深冷压力容器是液氦㊁液氮㊁液氧㊁L N G 等冷冻液化气体储存和运输的主要工具.随着天然气等清洁能源需求量的迅速增加,奥氏体不锈钢制深冷压力容器也受到越来越多的关注[1-2].目前,在设计深冷压力容器时,国家标准G B 1502011[3]和G B /T 184422011[4]等规定,当设计温度低于20ħ时,采用20ħ下的许用应力,未充分利用奥氏体不锈钢在低温下的力学性能,从而造成材料性能的过渡冗余和容器增重.从奥氏体不锈钢在低温环境下的实际力学性能出发,对深冷压力容器进行设计,无疑更加合理.相比常规设计方法,基于低温力学性能的设计可允许选用更高的许用应力,充分利用奥氏体不锈钢在低温下的力学性能,实现深冷压力容器的轻量化设计.作为深冷压力容器的重要组成部分,焊接接头在低温下的力学性能将直接决定深冷压力容器的服役性能,对容器安全性和轻量化设计有重要影响.针对奥氏体不锈钢焊接接头低温力学特性的研究,国内外学者已开展了一些工作.I b r a h i m 等[5]通过实验对比分析了304L ㊁316L 和双相不锈钢2505焊接接头在-196~25ħ下的低温冲击韧性;M i l i t i t s k y 等[6]研究了无镍奥氏体不锈钢在-196~150ħ下的冲击断裂行为;舒翔宇等[7]研究了预拉伸和非预拉伸S 30408焊接接头在-196ħ下的冲击性能;毛楠[8]研究了316L 不锈钢焊接接头的组织分布和在-196ħ下的低温冲击韧性.但是,针对国产奥氏体不锈钢S 30408焊接接头在-196~20ħ下力学性能变化规律的系统性研究甚少.本文针对奥氏体不锈钢S 30408焊接接头,进行-196~20ħ下拉伸试验和冲击试验,探讨了S 30408焊接接头在低温环境下的力学性能变化规律,为基于低温力学性能的深冷压力容器轻量化设计提供基础数据.1 材料与试验方法1.1 材料试验材料为经固溶热处理的国产奥氏体不锈钢S 30408,钢板厚度为16m m ;焊丝为H 03C r 21N i 10S i ,直径为3.2m m.钢板和焊丝化学成分如表1所示,表中w B 为质量分数.表1 板材和焊丝的化学成分T a b .1 C h e m i c a l c o m p o s i t i o no f t h e p l a t e a n dw e l d i n g wi r e 材料名称w B/%CS iM nPSC rN iNS 304080.0400.431.100.0300.00118.168.010.04H 03C r 21N i 10S i0.0190.422.070.0130.00618.8910.181.2 焊接工艺焊接接头采用埋弧自动焊(S AW ),V 型坡口,进行平板对接焊接.焊接电流为460A ,电弧电压为30V ,焊接线速度为500m m /m i n,层间温度为100ħ,焊接过程示意图如图1所示.图1 埋弧焊焊接过程示意图F i g .1 S c h e m a t i c i l l u s t r a t i o n o f S AW w e l d i n gpr o c e s s 1.3 试样尺寸拉伸试验采用平行段直径为5m m 的等截面圆棒试样,冲击试验采用10ˑ10ˑ55m m 的标准冲击试样(每3个一组),试样尺寸如图2所示.图2 拉伸试样和冲击试样尺寸F i g .2 S a m p l e s i z e s f o r t e n s i l e t e s t s a n d i m pa c t t e s t s 1.4 试验条件拉伸试验和冲击试验分别在8个温度点(-196㊁-160㊁-120㊁-80㊁-40㊁-20㊁0㊁20ħ)下进行,拉伸试验的应变速率为3ˑ10-4s -1.在拉伸试验和冲击试验前,对试样进行20m i n 保温处理,保证试样达到稳定的热平衡状态.812浙 江 大 学 学 报(工学版) 第52卷1.5试验设备拉伸试验在深冷疲劳试验机装置926L X C T1502上进行,该试验机可实现材料在-196~100ħ下的拉伸试验,最大载荷为150k N.冲击试验在金属摆锤夏比冲击试验机J B D300C上进行,试验机量程为450J,最小分辨率为0.1J.侧膨胀值则采用数显游标卡尺测量,最小分辨率为0.01m m.2讨论与分析2.1低温拉伸性能通过-196~20ħ下的低温拉伸试验,获得了S30408焊接接头与母材在低温下的应力应变关系曲线,如图3所示.图中,εn为工程应变,σn为工程应力.随温度降低,应力应变关系曲线逐渐由抛物线状变为倒 S 形,而且在低温下出现了屈服平台.试验曲线与P a r k等[9-12]在低温下获得的奥氏体不锈钢低温应力应变曲线变化规律相似,表明了本试验结果的有效性.图3母材和焊接接头不同温度下的应力应变关系曲线F i g.3 E n g i n e e r i n g s t r e s s-s t r a i nc u r v e so fb a s e m e t a la n dw e l d e d j o i n t s a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s屈服强度㊁抗拉强度和断后延伸率等拉伸性能指标随温度的变化规律,如图4所示.图中,θ为温度, R p0.2为屈服强度,R m为抗拉强度,A为断后伸长率.由图4母材与焊接接头在-196~20ħ下的拉伸性能F i g.4 L o w-t e m p e r a t u r e t e n s i l e p r o p e r t i e so fb a s e m e t a la n dw e l d i n g j o i n t s a t-196~20ħ20ħ到-196ħ,屈服强度和抗拉强度显著提升,表现出明显的低温强化效应.其中,母材的屈服强度增加了55.7%,抗拉强度增加了112.7%;焊接接头的屈服强度增加了67.2%,抗拉强度增加了133.8%.另一方面,随温度降低,材料的断后伸长率降低.在低温试验中,由于试样内部和外表面在初始降温过程中存在一定温度差,致使试样内部承受一定的压应力而产生塑性变形,使晶粒得到一定程度的细化[13],晶界面积增加.金属在受拉伸后,晶粒的滑移带终止在晶界附近,形成位错塞积,随着位错塞积数目的增加,材料呈现出了强化效果[14-15].另一方面,变形过程中的马氏体转变[16],都会致使不锈钢抵抗塑性变形的能力增加,在低温下表现出更高的强度.但是,随温度降低,奥氏体不锈钢在低温下912第2期丁会明,等.S30408焊接接头低温力学性能试验[J].浙江大学学报:工学版,2018,52(2):217223.空位平衡浓度降低,临界孔洞体积分数和失效孔洞分数变小,不锈钢在较低的变形下发生断裂失效,使其断后伸长率降低[17].此外,奥氏体不锈钢在低温下会有孪生变形,而孪生变形本身提供的变形量小,也会使其在低温下产生塑性变形的能力降低[18-19].对比E N1002872016[20]中给出的1.4301在-196ħ下的性能参考值(见表2),与其化学组成相似的S30408在低温下的实测性能均已超过标准值.可见,S30408焊接接头与母材在-196ħ下有良好的拉伸性能.表2-196ħ下材料力学性能对比T a b.2 C o m p a r i s o no fm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s a t-196ħ材料名称R p0.2/M P a R m/M P a A/% 1.4301300125030.0母材464170640.6焊接接头627154834.4由图4可知,在相同温度下,焊接接头比母材拥有更高的屈服强度,但是抗拉强度和断后延伸率明显低于母材值.与由纯奥氏体相组成的母材相比,焊接接头部位不仅有奥氏体相,还有铁素体相.根据焊丝化学成分和WR C1992相组分图[21]可知,在焊缝冷却过程中,铁素体作为先析出相,形成凹凸不平的奥氏体铁素体晶界[8],在一定程度上增加了晶界处位错滑移的阻力[22],使得焊接接头对微量塑性变形的抗力增加,表现出更高的屈服强度.同时,铁素体相的形成能够阻碍一次奥氏体组织的长大和具有强烈的形核效果,能够细化奥氏体组织,也有助于焊缝强度的提高.但是,铁素体相的存在使焊接接头对变形过程中产生的缺陷更加敏感,易形成裂纹源[23],削弱焊接接头承载能力.另一方面,微观组成相的不均匀性会致使局部力学性能存在差异性[24].如图5(a)所示为焊接接头横截面经腐蚀后的样貌,可以清晰辨认出焊缝的形状,利用铁素体测量仪F e r i t s c o p eF M P30对焊接接头不同区域的铁素体含量进行测量,获得了铁素体含量分布云图(图5(b)),w F为铁素体质量分数.从图中可以看出,焊缝处铁素体含量最高,并向两边递减,焊接接头处存在明显的铁素体分布不均匀性.在热影响区附近,铁素体形态主要为长条状(见图6(a));在焊缝处则存在枝状铁素体和絮状铁素体(图6(b)).这种微观组织形态的差异和含量分布的不均匀性会导致局部力学性能的差异,对焊接接头的变形产生塑性拘束,致使焊缝与热影响区之间容易产生应力突变[25-26],削弱焊接接头的承载能力,从而使焊接接头的抗拉强度和断后延伸率低于母材值.2.2低温冲击性能冲击试验是衡量金属材料韧性的常用方法,可图5焊接接头横截面及铁素体含量分布F i g.5 S c h e m a t i c i l l u s t r a t i o no fw e l d e d j o i n t s c r o s s-s e c t i o na n d f e r r i t e c o n t e n t d i s t r ib u t i o n i nc r o s s-s e c t i on图6焊接接头不同区域处的铁素体微观形态F i g.6 D i f f e r e n t f e r r i t em i c r o s t r u c t u r e s i n h e a t-a f f e c t e d z o n ea n dw e l d i n g z o n e以评定材料断裂时吸收变形能量的能力和表征抵抗裂纹扩展的水平,主要评价指标为夏比冲击吸收能量和侧膨胀值.母材㊁焊缝和热影响区在低温冲击试022浙江大学学报(工学版)第52卷验过程中的载荷位移曲线如图7所示.图中,x 为位移,F 为载荷.随温度降低,载荷位移曲线变窄,曲线包围的面积减少,抵抗断裂的能力降低,但仍具有低温韧性断裂特征.图7 不同温度下的冲击载荷位移曲线F i g .7 L o a d -d i s p l a c e m e n t t r a c e s o f i m p a c t t e s t s a t d i f f e r e n t t e m pe r a t u r e s 随温度降低,焊接接头与母材的夏比冲击吸收能量和侧膨胀值均显著降低,低温对材料的冲击韧性有明显削弱,如图8所示.图中,K V 2为夏比冲击吸收能量,L E 为侧膨胀值.随温度降低,不锈钢抵图8 焊接接头与母材在-196~20ħ下冲击性能F i g .8 I m p a c tt o u g h n e s s p r o pe r t i e so fb a s e m e t a la n d w e l d e d jo i n t s a t-196~20ħ抗塑性变形的能力增加,产生塑性变形的能力降低,焊接接头冲击韧性降低,在冲击载荷位移曲线则表现出更高的冲击载荷峰值和较低的位移值.从20ħ到-196ħ,母材的夏比冲击吸收能量下降了60.8%,侧膨胀值降低了33.4%;焊缝区的夏比冲击吸收能量下降了44.5%,侧膨胀值降低了68.7%;热影响区的夏比冲击吸收能量降低了50.2%,侧膨胀值降低了45.3%.在整个温度范围内,母材冲击韧性最好,热影响区次之,焊缝最差.E N 1002872016[2]规定奥氏体不锈钢板材在低温下的夏比冲击吸收能量不得低于60J,本文中母材在-196ħ下的夏比冲击吸收能量为163.5J,远高于标准规定.另一方面,焊缝处的夏比冲击吸收能量为51.6J ,高于N B /T 470142011[27]中规定的31J ;侧膨胀值为0.44m m ,满足A S M E B P V C .V I I I .12017[28]中侧膨胀值不低于0.38m m 的规定.可见,S 30408焊接接头在-196~20ħ范围内有良好的低温冲击韧性.对比母材在低温下的夏比冲击吸收能量,焊缝处较之平均低70.1%,热影响区处较之平均低42.5%,这与焊接接头组织中存在的铁素体相有关.铁素体相含量越高,焊接接头的冲击韧性越差,甚至由韧性断裂转变为脆性断裂[5].由图5可知,焊缝处铁素体含量最高,w F =8%~14.3%;热影响区处铁素体含量为2.5%~5.2%.相比热影响区处排列比较规则的长条状铁素体,焊缝处的枝状铁素体和絮状铁素体对变形中产生的缺陷更加敏感[12],易成为裂纹源,致使焊缝部位冲击韧性变差.122第2期丁会明,等.S 30408焊接接头低温力学性能试验[J ].浙江大学学报:工学版,2018,52(2):217223.对于冲击过程中的载荷位移曲线,通常认为裂纹在载荷达到最大值时开始形成,并将最大载荷前曲线包围的面积称为裂纹形成能量[29].根据焊缝在不同温度下的冲击曲线,获得了裂纹形成能量在低温下的变化规律,如图9所示.图中,Q J 为裂纹形成能量,K 为裂纹形成能量占比.由图9(a)可见,随温度降低,裂纹形成能量呈现了先增加后降低的变化趋势,在-196~20ħ下有峰值,明显不同于夏比冲击吸收能量随温度的变化规律.图9(b)展示了裂纹形成能量在整个夏比冲击吸收能量中所占比例的变化趋势.随温度降低,裂纹形成能量占比增加,表明焊缝在低温冲击断裂的过程中,有更多的能量用于阻止裂纹的形成,保持结构完整性.另一方面,裂纹形成能量占比增加,导致用于阻止裂纹扩展的能量份额减少,试样阻止裂纹扩展的能力降低,一旦裂纹形成,裂纹将迅速扩展,致使试样快速发生断裂.由此可见,焊缝在低温下阻止裂纹扩展能力的降低是致使其低温冲击韧性变差的重要因素.通过国产奥氏体不锈钢S 30408焊接接头在低温下的一系列拉伸试验和冲击试验,结果表明S 30408焊接接头有良好的低温综合力学性能.在低温环境下,较高的屈服强度和抗拉强度允许S 30408在设计时可以选用更高的许用应力,充分利用材料的低温性能,实现图9 焊缝处裂纹形成能量在-196~20ħ下的变化规律F i g .9 V a r i a t i o no fc r a c kf o r m a t i o n e n e r g y in w e l d z o n ea t -196~20ħ深冷容器的轻量化设计,而良好的冲击韧性则保证了深冷容器具有足够抵抗低温冲击断裂的能力.3 结 论本文以国产奥氏体不锈钢S 30408焊接接头为研究对象,通过-196~20ħ下的拉伸试验和冲击试验研究,得出以下结论:(1)与室温相比,在-196ħ下,焊接接头的屈服强度增加了67.2%,抗拉强度增加了133.8%;母材屈服强度增加了55.7%,抗拉强度增加了112.7%.由于低温对材料晶粒有细化作用,在变形过程中有更多滑移塞积形成,使材料抵抗塑性变形的能力增加,表现出明显的低温强化效应.(2)铁素体的存在增加了初始位错滑移的阻力,使焊接接头比母材表现出更高的屈服强度.但是铁素体的非均匀性分布致使焊接接头存在微观力学性能不均匀性,在接头变形的过程中产生塑性拘束,削弱了焊接接头的承载能力,相对母材呈现了较低的抗拉强度值.(3)在-196~20ħ下,母材冲击韧性最好,热影响区次之,焊缝区最差.铁素体含量越高,低温冲击韧性越差,存在较高铁素体含量的焊缝区有较低的夏比冲击吸收能量和侧膨胀值.在深冷压力容器制造过程中,应对焊缝区的铁素体含量加以控制.参考文献(R e f e r e n c e s):[1]S H IX ,V A R I AM H M P .G a s a n dL N Gt r a d i n g h u b s ,h u bi n d e x a t i o na n dd e s t i n a t i o nf l e x i b i l i t y in E a s t A s i a [J ].E n e r g y P o l i c y,2016,96:587596.[2]L E E J ,R Y U Y ,K I M N ,e ta l .S t u d w e l d i n g f o r f i x a t i o no fc r y o g e n i ci n s u l a t i o n o f m e m b r a n et a n k si n L N G s h i p b u i l d i n g [J ].T r a n s a c t i o n s o f N o n f e r r o u s M e t a l s S o c i e t y o fC h i n a ,2009,19:s 271s 275.[3]G B1502011.压力容器[S ].北京:中国标准出版社,2012.G B1502011.P r e s s u r 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焊接接头的力学性能试验包括哪些内容
焊接接头的力学性能试验包括哪些内容？
（1）焊接接头的拉伸试验（包括全焊缝拉伸试验）试验的目的是测定焊接接头（焊缝）的强度（抗拉强度σb，屈服点σs）和塑性（伸长度δ，断面收缩率φ），并且可以发现断口上的某些缺陷（如白点）。
试验可按GB2651-89《焊接接头拉伸试验方法》进行。
（2）焊接接头的弯曲试验试验的目的是检验焊接接头的塑性，并同时可反映出各区域的塑性差别、暴露焊接缺陷和考核熔合线的质量。
弯曲试验分面弯、背弯和侧弯三种，试验可按GB2653-89《焊接接头弯曲及压扁试验方法》进行。
（3）焊接接头的冲击试验试验的目的是测定焊接接头的冲击韧度和缺口敏感性，作为评定材料断裂韧性和冷作时效敏感性的一个指标。
试验可按GB2650-89《焊接接头冲击试验方法》进行。
（4）焊接接头的硬度试验试验的目的是测量焊缝热影响区金属材料的硬度，并可间接判断材料的焊接性。
试验可按GB2654-89《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》进行。
（5）焊接接头（管子对接）的压扁试验试验的目的是测定管子焊接对接接头的塑性。
试验可按GB2653-89《焊接接头弯曲及压扁试验方法》进行。
（6）焊接接头（焊缝金属）的疲劳试验试验的目的是测量焊接接头（焊缝金属）的疲劳极限（σ－1）。
试验可按GB2656-81《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》进行。
焊接强度试验基准
冲击试验机。
试验步骤
将焊接接头制备成标准试样，然后将其固定在冲击试验机上。以一 定速度施加冲击载荷，记录冲击功和冲击韧性值。
硬度试验
目的：测试焊接接头的表面硬度和硬度分布，以评估其耐磨性和耐腐蚀性。
试验设备：硬度计。 试验步骤：在焊接接头上选取若干个测试点，使用硬度计测量其表面硬度， 并记录各点的硬度值。
弯曲试验
目的
测试焊接接头的弯曲刚度和韧性，以评估其在承受弯曲载荷时的性 能。
试验设备
弯曲试验机。
试验步骤
将焊接接头制备成标准试样，然后将其固定在弯曲试验机上。逐渐施 加弯曲载荷，直至试样断裂。记录最大弯曲载荷和弯曲角度。
冲击试验
目的
测试焊接接头的冲击韧性和脆性转变温度，以评估其在承受冲击 载荷时的性能。
试验条件和标准不一致
不同国家和地区、不同行业和组织，焊接强度试验的条件和标准可 能存在差异，导致试验结果可比性差。
焊接强度试验的发展趋势和方向
标准化和规范化
制定统一的国际标准和 规范，确保焊接强度试 验的准确性和可靠性。
智能化和自动化
应用先进的传感器、监 测技术和自动化设备， 提高焊接强度试验的效 率和准确性。
01
应明确规定试验所用的材料种类和规格，以确保试验结果的准
确性和可比性。
材料的质量和状态
02
材料应符合相关质量标准，并处于良好的状态，无缺陷、无损
伤。
材料的预处理
03
在试验前应对材料进行适当的预处理，如清洁、除锈、干燥等，
以确保焊接质量和试验结果的准确性。
焊接工艺的要求
焊接方法
应明确规定试验所采用的焊接方法，如熔化焊、压力焊等。
可靠性。
不同焊接材料的接头组织及力学性能研究
不同焊接材料的接头组织及力学性能研究摘要：搅拌摩擦焊接依靠高速旋转的非消耗搅拌头与被焊工件摩擦产生热量，使金属达到塑性状态，随着搅拌头的运动，塑性材料从前进侧迁移到后退侧，同时搅拌头会在塑性金属上作用一定的顶锻力，使金属实现紧密可靠的连接。
搅拌摩擦焊接过程中，轴肩产热占据了焊接过程总产热的85%左右，足够的热输入可以有效保证充分的材料流动。
然而，在工件厚度方向上，轴肩的影响范围有限，搅拌针就成了决定工件下方材料流动好坏的关键。
因此，轴肩对焊接过程的主要贡献是产热，而搅拌针对焊接过程的主要贡献是促进材料流动。
从材料塑性流态决定最终焊缝成形角度来看，搅拌针是决定最终焊缝成形的关键因素。
关键词：熔化极气体保护焊；接头组织；力学性能；工艺试验引言高强度低合金（ＨＳＬＡ）钢的历史可以追溯到１９世纪，首次将碳含量在０．６４％～０．９０％的低合金钢用于桥梁建造，在随后的１个多世纪里，研究人员持续对材料的化学成分和性能进行改进，降低碳含量，增加Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｃｅ等合金以提升强度、增加抗腐蚀性等，以更好地适应工业应用。
硫化氢腐蚀主要存在于深海生态系统、油气田环境和污水环境中，金属材料均易在湿硫化氢环境下发生不同类型的腐蚀。
由于硫化氢在金属表面的解离能垒通常很小，解离的Ｓ快速沉积在表面，从而引起Ｈ２Ｓ“中毒”。
此外，金属焊接接头处往往具有复杂的组织，存在应力和缺陷，更容易产生疲劳裂纹，而成为硫化氢腐蚀的重点区域。
统计数据表明，尽管焊接接头只占压力容器总体积的１％左右，却有约７０％的腐蚀断裂是由它们引起的。
焊接接头在焊接过程中要经历高温、熔化、再冷却凝结的过程，其中的显微组织会发生很大变化。
焊接接头主要由焊缝区、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成，是整个设备中质量最不容易控制的地方。
焊缝处强度增大，韧性降低，是整个容器受力情况最恶劣的地方，也是腐蚀情况最严重的部分，其应力腐蚀敏感性明显大于其他部位。
影响应力腐蚀开裂的因素有很多，诸如温度、ｐＨ值、材料本身等。
焊接接头力学性能检验
焊接接头力学性能检验力学性能试验取样原则焊接接头取样方法应按照国标GB/T2649-1989<<焊接接头机械性能试验取样方法>>。
试板两端不能利用长度一般根据试板厚度考虑，但最小应不低于25mm.试样切取可采用冷加工或热加工方法，应尽量采用冷加工方法(如机械切削)。
基本力学性能检验1.拉伸性能检验试件可以从焊接试件上垂直于焊逢轴线截取，机械加工后，焊缝轴线应位于试样平行长度的中心。
试样的数量取3个并打上标记。
试样采用机加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热，试样受试范围内的表面不应有横向刀痕。
试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使与母材原始齐平。
拉伸接头形式如下图其中﹕L根据试验机定，平行部分宽度b应不小于25，夹持部分宽度B为b+12，经加工后焊缝最大宽度为Ls，平行部分长度l为Ls+12。
接头抗拉强度应不低于母材的抗拉强度。
2.焊接接头弯曲性能检验试样可从试件上截取，机械加工后，焊缝中心纤应位于试样长度的中心，样件数量取3个并打印标记。
试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面硬化或材料过热，在受试长度范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。
焊缝的正﹑背表面均应用机械方法修整，使之与母材的原始表面齐平，但任何咬边，均不得用机械方法去除。
以下提供弯曲检验的圆形压头弯曲试验方法如下图，将试样放在两个平行的辊子支撑上，在跨距中间，垂直于试样表面施加集中载荷，将试样缓慢连续地弯曲。
压头直径D为板厚a的三倍，支撑辊之间的距离l不大于D+3a。
三个试件的试验之弯曲角α均应达到180度。
3.螺母点焊力学性能检验取需检验的母材加工成如图所示的样件(数量取4~5个并标识)其中各孔加工成下表所定规格点焊后用扭力矩测量扭力，其强度应满足下表要求。
电渣压力焊中焊接接头的力学性能测试
电渣压力焊中焊接接头的力学性能测试电渣压力焊是一种常用的焊接方法，适用于焊接金属材料。
焊接接头的力学性能测试对于确保焊接质量和工程安全至关重要。
本文将介绍电渣压力焊中焊接接头的力学性能测试方法与步骤。
一、引言电渣压力焊是一种高效、高质量的焊接方法，广泛应用于船舶建造、桥梁制造、石油化工等领域。
焊接接头的力学性能测试是评估焊接质量的重要手段之一。
通过力学性能测试，可以判断焊接接头的强度、韧性、疲劳寿命等关键指标，为工程设计和使用提供依据。
二、焊接接头力学性能测试的方法1. 抗拉试验抗拉试验是常用的焊接接头力学性能测试方法之一。
通过在试验机上对焊接接头进行拉伸，可以测得焊接接头的抗拉强度、屈服强度、断裂延伸率等参数。
该方法适用于评估焊接接头在拉伸应力下的表现。
2. 弯曲试验弯曲试验是测试焊接接头在弯曲应力下的性能的方法。
通过在试验机上对焊接接头进行弯曲，可以测得其抗弯强度、弯曲刚度等参数。
该方法适用于评估焊接接头在弯曲载荷作用下的性能。
3. 冲击韧性试验冲击韧性试验是评估焊接接头在冲击载荷下的性能的方法。
常用的冲击试验方法有冲击试验机法、夏比基裂纹落锤冲击试验法等。
通过该试验可以获得焊接接头的冲击韧性、断裂模式等信息，对于评估焊接接头的抗冲击性能提供重要依据。
4. 金属log性测试金属log性测试是一种非破坏性测试方法，通过对焊接接头进行超声波检测，可以检测焊接接头中的缺陷、夹杂物、裂纹等情况，评估焊接接头的质量。
该方法适用于评估焊接接头的内部缺陷情况。
三、焊接接头力学性能测试步骤1. 准备样品根据需要进行焊接接头力学性能测试的焊接接头样品。
样品要求焊接质量良好，尺寸符合标准要求。
2. 选择测试方法根据待测试的力学性能指标，选择适当的测试方法进行。
可以综合考虑抗拉试验、弯曲试验、冲击韧性试验和金属log性测试等。
3. 进行测试按照所选择的测试方法，开始进行焊接接头的力学性能测试。
确保测试设备正常，样品夹持牢固，保证测试的准确性和可靠性。
焊接接头试验
焊接接头试验第六讲焊接接头试验⼀、焊接接头⼒学性能试验⼒学性能试验是⽤来测定焊接材料、焊缝⾦属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性。
⾸先应当焊制产品试板，从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进⾏试验，以确定焊接⼯艺参数是否合适，焊接接头的性能是否符合设计的要求。
1、焊接接头的拉伸试验焊接接头拉伸试验是以国家标准 (GB2651⼀1989)为依据进⾏的，该标准适⽤于熔焊和压焊的对接接头。
(1)试验⽬的该标准规定了⾦属材料焊接接头横向拉伸试验⽅法，⽤以测定焊接接头的抗拉强度。
(2)试件制备1）接头拉伸试样的形状分为板形、整管和圆形三种。
可根据要求选⽤。
2)焊接接头拉伸试验⽤的样坯从焊接试件上垂直于焊缝轴线⽅向截取，并通过机械加⼯制成如图8⼀1所⽰形状及表8⼀1所⽰尺⼨的板接头板状试样，或制成如图8⼀2所⽰形状及表8⼀1所⽰尺⼨的管接头板状试样。
加⼯后焊缝轴线应位于试样平⾏长度的中⼼。
表8⼀1板状试样的尺⼨总长L 根据实验机定夹持部分宽度 B b+12平⾏部分宽度板 b 25≥管 bD≤76 12D>76 20当D≤38时，取整管拉伸平⾏部分长度l >L s+60或L s+12 过渡圆弧r 25注：L s为加⼯后，焊缝的最⼤宽度；D为管⼦外径。
3）每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。
4) 试样应采⽤机械加⼯或磨削⽅法制备，要注意防⽌表⾯应变硬化或材料过热。
在受试长度下范围内，表⾯不应有横向⼑痕或划痕。
5)若相关标准和产品技术条件⽆规定时，则试样表⾯应⽤机械⽅法去除焊缝余⾼，使其与母材原始表⾯齐平。
6)通常试样厚度仅应为焊接接头试件厚度。
如果试件厚度超过3Omm时，则可从接头不同厚度区取若⼲试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不⼩于3Omm，且所取试样应覆盖接头的整个厚度 (见GB2649)。
在这种情况下，应当标明试样在焊接试件厚度中的位置。
7)对外径⼩于等于38mm的管接头，可取整管作拉伸试样，为使试验顺利进⾏，可制作塞头，以利夹持，如图8-3所⽰。
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一、预清洗 对象：油脂、涂料、铁锈、氧化皮、其他污物。 方法：溶剂清洗、蒸汽清洗、涂膜剥离、碱洗、酸洗。 区域：扩展25mm以上。 二、渗透处理 方法：浸滞、刷涂、喷涂。 时间：依渗透剂种类、材质、缺陷、温度而定。一般 5～10min。 温度：15～50℃。
焊接接头的破坏性检测
力学性能试验
包括拉伸试验、硬度试验、弯曲试验、疲劳试验、 冲击试验等
化学分析试验
包括化学成分分析、腐蚀试验
金相检验
包括宏观检验、微观检验等
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一、焊接接头的化学成分分析
(一)化学成分分析的选用原则 (1)原材料及焊接材料的复检 (2)耐蚀堆焊层的工艺评定 (3)估计奥氏体型不锈钢焊缝中的铁素体含量 (4)用于缺陷原因分析
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1．角焊缝工艺评定中的宏观金相检验 在对角焊缝作工艺评定时，其检验项目之一是对
焊缝截面作宏观金相检验。现以板材的角焊缝为例 进行说明，首先将试件两端各舍去25mm，然后沿 试件横向等分切取5个试样，每块试样取一个面进行 金相检查，但任意两检测面不得为同一切口的两个 侧面，经检查后，焊缝根部不得有未焊透部分，焊 缝和热影响区不得有裂纹和未熔合。
数据显示准确可靠，误差符合规定
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渗透探伤
渗透探伤是在被检焊件上浸涂可以渗透的带有 荧光的或红色的染料，利用渗透剂的渗透作用，显 示表面缺陷痕迹的一种无损检测方法。该法具有操 作简单、成本低廉、不受材料性质的限制等优点， 广泛应用于各种金属材料和非金属材料构件的表面 开口缺陷的质量检验。
拉肋等，组焊完成后拆除处的焊痕表面。 渗透探伤主要用于高强度级别的钢材。由于这类钢材焊接工艺性不好，
易于在焊缝表面及加工表面产生缺陷，而使用中不允许有任何裂纹和分层存 在，所以，必须经渗透探伤检验。
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第二节 渗透探伤操作的基本过程
一般把渗透探伤的过程分为八个步骤。 一、探伤前的预清理 二、焊件表面的渗透处理 三、焊件的乳化处理 四、焊件的清洗处理 五、焊件的干燥处理 六、焊件表面的显像处理 七、显像缺陷痕迹观察 八、探伤后焊件的处理
(二)化学分析依据的标准
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二、焊接接头的力学性能试验
(一)材料的拉伸试验
1．拉伸试验的试样
由于试验的对象不同，拉伸试验试样的形式各异。
钢板和板件的对接接头试样为板状；大直径管材和其
对接接头的试样则从管子上切取一部分作试样．故横
截面呈圆弧状；小直径管子则可直接用整根管子作试
样；焊缝和熔敷金属的试样则从焊缝金属或熔敷金属
中切出并加工成圆形试样等。
2．拉伸试验的方法
测定常温下拉伸的力学性能主要依据试验方法的国
家标准。
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焊态硬度试样 焊缝中心线
回火态硬度试样
加工去除
硬硬冲冲冲 冲 冲 舍
度度击击击 击 击
试试试试试 试 试 弃
样样样样样 样 样
加工去除
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(二)材料的冲击试验 以测定材料冲击韧度的试验方法称为冲击试验。 1．冲击试验的试样 (1)试样的切取方向 (2)试样的缺口形式 2．焊接接头的冲击试验 3．冲击试验的方法
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第一节 渗透探伤的原理、方法及应用
一、渗透探伤的基本原理 当被检工件表面涂覆了带有颜色或荧光物质且具有高度 渗透能力的渗透液时，在液体对固体表面的湿润作用和毛细 管作用下，渗透液渗透人焊件表面开口缺陷中，然后，将焊 件表面多余的渗透液清洗干净，注意保留渗透到缺陷中的渗 透液，再在焊件表面涂上一层显像剂，将缺陷中的渗透液在 毛细作用下重新吸附到焊件表面，从而形成缺陷的痕迹，通 过直接目视或特殊灯具，观察缺陷痕迹颜色或荧光图像对缺 陷性质进行评定，这就是渗透探伤的基本原理。
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(三)材料的弯曲试验 弯曲试验是一项工艺性能试验。通过冷弯试验，可
检测材料或焊接接头受拉面上的塑性变形能力及缺陷 的显示能力。
试验过程是将按规定制作的试样支持在压力机或万
能材料试验机上，在规定的支点间距上用一定直径的 弯心对试样施力，使其弯曲到背部焊缝开裂时停业施 压，检测试样弯曲的角度β,将获取α=180°-的值。检 查试样承受冷变形能力。
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三、渗透探伤法在焊接生产中的应用 在焊接生产领域中要求作渗透探伤的场合有以下几种情况。 1)材料标准抗拉强度σb>540MPa的钢制压力容器上的C类和D类焊缝。 2)名义厚度δn>16mm的12CrMo及15CrMo钢制容器，其他任意厚度的Cr-
Mo低合金钢制容器上的C类和D类焊缝。 3)堆焊表面。 4)复合钢板的复合层焊缝。 5)上述1)、2)条中所指材料经火焰切割的坡口表面。 6)上述1)、2)条中所指材料，焊后经缺陷修磨或补焊处的表面。 7)上述1)、2)条中所指材料，在组装对接时临时焊在工件表面上的卡具、
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渗透探伤的基本原理
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二、渗透探伤的常用方法 根据不同的显像方式，则不同的渗透剂及显像
剂，常用的渗透探伤方法有如下几种： 1．着色渗透探伤法 2．荧光渗透探伤法 3．水洗型渗透探伤法 4．溶剂去除渗透探伤法 5．干式显像渗透探伤法 6．湿式显像渗透探伤法
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钢种
弯心直径 /mm
碳素钢、奥氏体钢
单面焊
3a
其他低合金钢、合金钢
碳素钢、奥氏体钢
双面焊
3a
其他低合金钢、合金钢
复合板或堆焊层
4a
支座间距 /mm 5.2a
5.2a
6.2a
弯曲角度 α(°) 180
100
90
50
180
2020/接接头的金相检验是通过对焊接接头截面中 焊缝金属和热影响区的宏观和微观组织观察，分析 焊接接头的组织状态及微小缺陷、夹杂物、氢白点 的数量及分布情况，进而分析焊接接头的性能，为 选择调整焊接或热处理规范提供依据。
2．测定焊后状态铬镍奥氏体型不锈钢焊缝或堆焊 金属的铁素体含量
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四、保证力学性能试验可靠的条件 在进行力学性能试验时，应特别注意以下几个问题： 1)试板和试样的取样部位必须符合规定 2)被检验的实物及委托单上必须有标记 3)必须保证试样加工符合规定的精度和形位公差 4)试验所使用的仪器设备必须状态良好，计量刻度