工艺焊接性直接试验方法

目录

1 试验目的 (1)

2 焊接热裂纹特征 (1)

3 现行标准 (1)

4 试验方法的选用 (1)

5 试件要求 (2)

5.1 试验材料 (2)

5.2 试件的形状与尺寸 (3)

6 实验步骤 (3)

6.1 试件的安装和固定 (3)

6.2 焊接试验焊缝 (4)

6.3 取出焊件 (4)

6.4 观察并测量裂纹长度 (4)

7 计算方法 (4)

工艺焊接性直接试验方法

1 试验目的

在各种焊接缺欠中，焊接裂纹是危害性最严重而又比较普遍的缺欠，因此，在工艺焊接性试验中以测定各种裂纹的敏感性为主。本次试验进行的就是进行焊接热裂纹敏感性试验。

2 焊接热裂纹特征

热裂纹是在焊接时高温下产生的，故称热裂纹。焊接热裂纹多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征，有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内，也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。根据所焊金属的材料不同(低合金高强钢、不锈钢、铸铁、铝合金和某些特种金属等)，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各有不同。因此，就目前的认识水平，又把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。焊接生产过程中所遇到的热裂纹，主要是结晶裂纹。

3 现行标准

GB 4675.4–1984《焊接性试验压板对接(FISCO)焊接裂纹试验方法》。

4 试验方法的选用

常用的焊接热裂纹试验方法有T形接头焊接裂纹试验、压板对接(FISCO)焊接裂纹试验、横向可变拘束裂纹试验、可变刚性裂纹试验、鱼骨状裂纹试验、十字搭接裂纹试验、指状裂纹试验、铸环试验等方法。本次试验采用钢板为Q345qD 桥梁钢和Q370qE桥梁钢，而且是全熔透板对接焊缝，故选用压板对接(FISCO)焊接裂纹试验方法。本试验将严格按照GB 4675.4–1984《焊接性试验压板对接(FISCO)焊接裂纹试验方法》进行。

压板对接(FISCO)焊接裂纹试验法又被称为C形拘束对接焊接裂纹试验法或FISCO裂纹试验，适用于评定低碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条的热裂纹敏感性试验。该法要求试件少，制备方便，试验结果重复性好，已作为我国焊条验收检查的主要试验方法之一，并列为国标GB 4675.4–1984但标准未严格规定

试验条件和评定标准，因此只能采用偏于保守的无裂纹准则。焊条验收检查中，一般可将出现的弧坑裂纹忽略不计，但应强调试验条件的一致性，因热裂纹敏感性在很大程度上是与焊接热输入密切相关的。

5 试件要求

材质：Q345qD和Q370qE、厚度：22mm

5.1 试验材料

本次试验采用的钢板是厚度为22mm的Q345qD桥梁钢和Q370qE桥梁钢，Q345qD桥梁钢的化学成分见表1、力学性能见表2，Q370qE桥梁钢的化学成分见表3、力学性能见表4。

表1 Q345qD热轧或正火状态下的钢化学成分(%)

表2 板厚为22mm时Q345qD钢板的力学性能

表3 Q370qE热轧或正火状态下的钢化学成分(%)

表4 板厚为22mm时Q370qE钢板力学性能

试验焊条采用GB 981–76《低碳钢和低合金高强度钢焊条》和GB 983–76《不锈钢焊条》所列与试验钢材相匹配的焊条。焊条焊前会严格进行烘干。

5.2 试件的形状与尺寸

试件尺寸为200mm×120mm×22mm，共两板对接。对被试验钢材按照图1所示制备试件，试件为I形坡口，采用机械切削加工。试件坡口附近表面要进行打磨或机械切削加工。

图1 试件的形状和尺寸

6 实验步骤

步骤：试件的安装和固定、焊接试验焊缝、取出焊件和观察并测量裂纹长度。

6.1 试件的安装和固定

试验装置如图2所示，按图2所示，将试件2安装在C形拘束框架1内，在试件坡口的两端按试验要求装入相应尺寸的塞片，以保证坡口间隙。坡口的间隙可在0~6mm范围内变化。将水平方向的螺栓紧固，紧到顶住试件即可。垂直方向的螺栓要用测力板手，以120N·m的扭矩紧固好。

图2 FISCO试验装置图

1—C形拘束框架2—试件3—紧固螺栓

4—齿形底座5—定位塞片6—调节板

6.2 焊接试验焊缝

试件固定好以后，按图3所示，从左至右按照顺序焊接4条长约40mm的试验焊缝，焊缝间距约10mm。焊接弧坑原则上是不填满的。

图3 试验焊缝的位置

6.3 取出焊件

焊接结束后约10min将试件从试验装置中取出。

6.4 观察并测量裂纹长度

试件冷却后，将试件焊缝轴向弯断，观察断面有无裂纹并测量裂纹长度。

7 计算方法

图4 裂纹长度的计算

按图4，对4条焊缝断面上所测得的裂纹长度采用下列公式计算裂纹率。

C=∑l i

∑L i

×100%

式中C—裂纹率(%)；

∑l i—4条试验焊缝上的裂纹长度之和(mm)；

∑L i—4条试验焊缝的长度之和(mm)。