工程材料焊接性-斜Y型坡口焊接裂纹实验-实验指导书

斜Y型坡口焊接裂纹实验

实验指导书

一、实验目的

1、通过实验，使学生了解评价金属材料可焊性的常用实验方法。

2、认识冷裂纹产生的三个条件。

3、了解焊接冷裂纹断口的典型形貌。

二、实验设备及材料

1、材料

试板：Q235 6块

焊条：E4303、E5015 Φ4.0

2、设备

直流焊机1台

砂轮切片机1台

角向磨光机1台

放大镜、秒表、手锤等各1个

腐蚀液若干

三、实验原理

本实验方法产生的裂纹多出现于焊根尖角处的热影响区。当焊缝金属的抗裂性不好时，裂纹可能扩展到焊缝金属，甚至贯穿焊缝表面。裂纹可能在焊后立即出现，也可能在焊后数分钟乃至数小时才出现。因此本实验方法主要适合于钢材焊接接头冷裂纹实验，也可做热裂纹实验，还可做母才和焊条组合的裂纹实验。

四、实验步骤

（一）试件制备

1、 将一定厚度的试样钢板按图1尺寸下料，并按图要求加工坡口。

2、 组对试件焊接拘束焊缝，组对好试件，按图上尺寸留好间隙，并用石笔划好分界线。

3、 焊满固定焊缝，均用E4303焊条，从中间向两边焊，几层不限，焊满为止。但要注意要焊透，不能存在夹渣、未焊透以及角变形。

（二）焊接实验焊缝

1、 调整焊接规范：E5015 Φ4.0焊条，电流170±10A ，电压24±1V ，焊速150±10mm/min ，并先在废钢板上试焊以便掌握焊速。

2、 焊接试验焊道，分别用烘干好的焊条，以规定焊速施焊一道。

3、 试件焊后，在室温放置48H 后，检查裂缝情况。

A —A

B —B

图1试件的形状和尺寸加工示意图

（三）试验结果分析

1、采用肉眼或其它适当方法来检查焊接接头的表面和断面是否有裂纹，并分别计算出表面裂纹率和断面裂纹率；

2、裂纹的长度或高度按图2

进行检测，裂纹长度为曲线按直线长度检测，

裂纹重迭时不必分别计算；

3、公式计算表面裂纹率

C

f

L

L

f

=∑⨯100%

式中：Cf —表面裂纹率，%；

∑Lf—表面裂纹长度之和，mm；

L —试验焊缝长度，mm。

4、将试件采用适当的方法着色后拉断或弯断，然后按图b检测根部裂纹，并按下述公式计算出根部裂纹率

C

r

L

L

r

=∑⨯100%

式中：Cr —根部裂纹率，%；

∑Lr —根部裂纹长度之和，mm；

L —试验焊缝长度，mm。

5、对试件的五个横断面进行断面裂纹检查，按图c的要求测出裂纹的高度，用下式对这五个横断面分别计算其裂纹率，然后求出其平均值来。

C

s

H

H

c

=⨯100%

式中：Cs —断面裂纹率，%；

H —试样焊缝的最小厚度，mm；

Hc —断面裂纹的高度，mm。

6、断面裂纹还可以采用下述方法进行计算，即将试验焊缝采用适当办法着色，然后把断面裂纹率用破断面的裂纹面积与全断面面积之比以百分率计算表示。

a 表面裂纹

b 根部裂纹

c 断面裂纹

图 2 裂纹的长度或高度检测示意图

五、实验报告要求

1、写出实验目的、实验装置，简述实验原理。

2、画出斜Y坡口焊接裂纹实验试件的坡口。

3、叙述斜Y型焊接裂纹试验的实验过程。

4、讨论分析斜Y型焊接裂纹试验数据在实际生产中如何应用？

六、实验注意事项

1．拘束焊缝采用双面焊接，首先从背面焊第一层，然后再焊正面一侧的第一层，注意不要产生角度变形和未焊透，以下各层交替焊接，直至焊完。焊接试验部位用比2mm略大的塞片插入以保证试件间隙；

2．焊条焊前要严格进行烘干；

3．试验一般在室温进行，也可在各种预热处理条件下进行试验；

4．手工焊接试验焊缝时，须在坡口外引弧，收弧也须离开坡口