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。 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
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 数据显示准确可靠，误差符合规定
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。
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。
钢种
碳素钢、奥氏体钢 单面焊 其他低合金钢、合金钢 碳素钢、奥氏体钢 双面焊 其他低合金钢、合金钢
弯心直径 /mm
支座间距 /mm
5.2a
弯曲角度 α(°)
180 100
3a
5.2a 3a
90 50
复合板或堆焊层
4a
6.2a
180
三、焊接接头的金相检验 焊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。
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
三、乳化处理 这一操作步骤是仅对采用后乳化型渗透剂时才必要。 因为渗透剂中大多以不溶于水的有机物作为着色剂的溶剂， 所以无法直接用水进行清洗，如果用水清洗，则必须先作 乳化处理。 时间：2～5min。 其余同渗透。
3．冲击试验的方法
(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。
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CrMo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、 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。
源自文库
加工去除
焊态硬度试样 回火态硬度试样 硬 度 焊缝中心线 试 样 试 样 试 样 试 样 试 样 试 样 试 样 硬 度 冲 击 冲 击 冲 击 冲 击 冲 击
舍
弃
加工去除
(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
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
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℃。
(4)用于缺陷原因分析 (二)化学分析依据的标准
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。