材料焊接性---實驗#(精選.)

1、第三部分 高級電焊工知識要求第二十六章焊接接頭試驗方法第一節(jié)焊接性試驗方法一、焊接冷裂紋試驗方法1、間接評定方法 根據(jù)焊件材料的化學(xué)成分或焊接接頭熱影響區(qū)的最高硬度，進(jìn)行材料冷裂紋的評定 方法，叫間接評定法。1）碳當(dāng)量法 將鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量，叫該種材料的碳當(dāng)量， 常以符號 CE 表示。國際焊接學(xué)會推薦的碳當(dāng)量計算公式為：CE=C+Mn/6+ （Ni+Cu ）/15+ （ Cr+Mo+V ）/5 （%）碳當(dāng)量Ce值愈高，鋼材淬硬傾向愈大，冷裂敏感性也愈大。經(jīng)驗指出，當(dāng) Ce0.45%0.55%時，就容易產(chǎn)生冷裂紋。利用碳當(dāng)量只能在一定范圍內(nèi)，對鋼材概括地、相

2、對地評價其冷裂敏感性，因為： 碳當(dāng)量公式是在某種試驗情況下得到的，所以對鋼材的適用范圍有限。 碳當(dāng)量計算值只表達(dá)了化學(xué)成分對冷裂傾向的影響。實際上，除了化學(xué)成分以外，冷卻速度 對冷裂的影響相當(dāng)大，不同的冷卻速度，可以得到不同的組織，因而抗裂性也不一樣。確切地說，在剛性和擴(kuò)散氫含 量相同的情況下，應(yīng)當(dāng)主要是 鋼材的組織 而不是碳當(dāng)量確定冷裂敏感性。 影響金屬組織從而影響 冷裂敏感性 的因素，除了化學(xué)成分和冷卻速度外，還有 焊接熱循環(huán)中的最高加熱 溫度和高溫停留時間 等參數(shù)。此外，鋼材規(guī)定成分中沒有表明微量合金元素和雜質(zhì)元素的影響，也沒有在 碳當(dāng)量計算公式中表示出來。因此說，碳當(dāng)量公式不能作為準(zhǔn)確

3、的評定指標(biāo)。（2）根部裂紋敏感性評定法這是專門評定根部裂紋的碳當(dāng)量法，根據(jù)裂紋敏感指數(shù)PcM 進(jìn)行評定，計算公式為PCm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B（%）鋼的 PcM 值越低，熱影響區(qū)的冷裂紋敏感性越低。為了克服單純用碳當(dāng)量評定冷裂傾向的缺點，可以進(jìn)一步把氫和板厚（代表應(yīng)力）作為延遲裂紋的三因素綜合一起考慮，得到冷裂紋敏感性指數(shù)Pw,其計算公式為 Pw= Pcm+ S /600+H/60（ % ）式中3板厚，mm ; H 焊縫金屬中擴(kuò)散氫含量，mL/ 100g。（3）熱影響區(qū)最高硬度法（GB4675.5 84）試件的形狀和尺寸，分

4、別見圖26 1和表26 1。（ P266）試件的標(biāo)準(zhǔn)厚度為 20mm。1號試件在室溫下，2號試件在預(yù)熱溫度下進(jìn)行焊接。焊后經(jīng) 12h，加工成 如圖26 2 （P266）試樣，在切點 0及其兩側(cè)各7個以上的點作為硬度的測定點。把點中維氏硬度最大值 與該鋼材規(guī)定的熱影響區(qū)最大允許值作比較,若超過允許值,則材料冷裂敏感傾向大。這種方法比較簡便,對于判斷熱影響區(qū)冷裂傾向有一定價值。但它只考慮了組織因素,沒有涉及氫和 應(yīng)力，所以不能借以判斷實際焊接產(chǎn)品的冷裂傾向，僅適用于相同試驗條件下不同母材冷裂傾向的相對比 較。1、直接試驗方法 可分為兩大類。一類是 自拘束試驗 ，即試件焊接時，由試件本身的剛性而產(chǎn)生

5、的拘束 應(yīng)力，試驗時不必另外施加外載；另一類是 外拘束試驗 ，試驗時外加巨大的拘束應(yīng)力，來模擬焊接接 頭施焊時的應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變狀態(tài)，甚至氫和組織狀態(tài)。( 1)冷裂紋的自拘束試驗1) 斜y形坡口焊接裂紋試驗方法 (GB4675.1 84)又稱小鐵研法適用于板厚12mm的冷裂紋及再熱 裂紋抗裂性能試驗。試件的形狀及尺寸，見圖 263(P267)。試驗條件及步驟：先將兩端的固定焊縫焊好， 再焊試驗焊縫；單焊道，焊條直徑 4,焊接規(guī)范為l=170A ,U=26V ， v=150mm min 。焊后室溫放置 24h 后，用肉眼或磁粉檢查表面裂紋，然后沿垂直焊縫方向取五 個橫截面,檢查內(nèi)部裂紋。評定方法：

6、表面裂紋率=工IL X 100%斷面裂紋率h/H X 100%L為焊縫長度，工I為裂紋總長度，H為焊肉厚度，工h為裂紋總深度，見圖 264 ( P267)。 試驗時需采用低氫型焊條,焊接試驗焊縫時引弧、熄弧位置見圖265、圖 266(P267)。2) 搭接接頭(CTS )焊接裂紋試驗方法(GB4675.2 84)本試驗適用于低合金鋼焊接熱影響區(qū)，由于馬 氏體轉(zhuǎn)變而引起的裂紋試驗。此方法未能推廣使用。3) T型接頭焊接裂紋試驗方法(GB4675.3 84)本試驗適用于碳鋼 T形接頭角焊縫的裂紋試驗。 (2)冷裂紋的外拘束試驗。1 )插銷式試驗 本方法主要用來評價氫致延遲裂紋中的焊根裂紋。插銷試驗

7、施焊時焊縫位置見圖269 ( P268)。施焊完畢待焊件冷卻到150 C時插銷加載并保證插銷在熔合線附近的粗晶區(qū)即插銷的缺口尖端斷裂,記錄加載至斷裂的時間。若插銷剛好永不斷裂,這個 應(yīng)力值就稱為臨界應(yīng)力。 這是一個衡量氫致裂紋敏感性的定量指標(biāo)。 臨界應(yīng)力愈大, 氫致裂紋敏感性愈小。 一般認(rèn)為，恒應(yīng)力之下 48h，甚至24h不斷裂，這時的應(yīng)力就定為臨界應(yīng)力。插銷試驗包括了氫致延遲裂紋的三大要素：組織、氫和應(yīng)力。2) 拉伸拘束裂紋試驗(TRC )本試驗方法主要用來研究焊縫根部的冷裂紋，如圖26 10(P269)所示。 試驗時,對接試板在不加拉力的自由狀態(tài)下焊接,焊后立即在焊縫橫向施加一個選定的拉伸

8、載荷,保持此載荷恒定不變,直到發(fā)生裂紋和斷裂拉伸。應(yīng)力越小,裂紋開始發(fā)生所需時間越長。當(dāng)拉伸應(yīng)力達(dá)到 某一數(shù)值時,不再產(chǎn)生裂紋,此時的拉伸應(yīng)力為臨界應(yīng)力。臨界應(yīng)力值越大,氫致裂紋敏感性愈小。3) 剛性拘束裂紋試驗( RRC )本試驗用來研究高強(qiáng)度鋼的延遲裂紋。試驗時將試樣一端固定在夾頭上,另一端固定在移動夾頭上,焊接過程中要保持兩固定端之間的距離L 不變(即剛性拘束) 。 L 越大時,焊縫拘束應(yīng)力降低,產(chǎn)生裂紋所需的時間也越長；當(dāng) L 為某一數(shù)值時,就不再出現(xiàn)裂紋,此時的拘束應(yīng)力值為臨界拘束應(yīng)力。RRC 與 TRC 不同之處在于固定條件不同， 所以 RRC 試驗不僅可以用來研究延遲裂紋， 還可

9、以研究焊 接接頭冷卻過程中產(chǎn)生的各種裂紋現(xiàn)象。二、焊接熱裂紋試驗方法1、壓板對接( FISCO )焊接裂紋試驗方法 (GB4675.484 )本試驗方法適用于低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼焊 條、不銹鋼焊條的焊接熱裂紋試驗。試件由兩塊200mm x 120mm的鋼板組成，坡口形狀為I型，將試件安裝在如圖 2611(P269)的裝置內(nèi)， 固定Fi、F2。在試件上順次焊接四條長約 40mm的試驗焊縫，焊縫間距為 10mm，焊接弧坑不填滿。焊后 立即從裝置中取出試件，待冷卻后對焊縫進(jìn)行軸向彎斷，觀察斷面有無裂紋及測量裂紋長度。2、 環(huán)形鑲塊裂紋試驗方法試板尺寸及加工固定方式見圖26 12(P270)。在圓孔

10、中央鑲?cè)肓硪粔K圓板，此圓板與圓孔間保持準(zhǔn)確地 3.2mm 的間隙， 可用不加填充焊絲的鎢極氬弧焊熔焊一圈而形成對接環(huán)縫。待試件冷卻后，根據(jù)未產(chǎn)生明顯裂紋的圓周角Bi來評定熱裂紋敏感性。B i值愈大，抗裂性越好。3、 可變拘束試驗方法 試驗裝置示意圖見圖 2613 ( P270)。當(dāng)電弧經(jīng)過圖中 A點時，禾U用一強(qiáng)有力的氣 壓壓頭在試板左端施加壓力F,使試板急劇地向下彎。B是具有圓弧形表面的模塊，試板被壓彎后貼在模塊表面，形成一定的彎曲半徑，電弧繼續(xù)前進(jìn)至 C 處熄弧。試板彎曲后，上表面產(chǎn)生縱向應(yīng)變值,更換不同曲率半徑的模塊，可改變試板表面的拘束程度。卸 下試板后，檢查焊縫表面和熱影響區(qū)的裂紋。

11、試驗中，如果是測定母材的熱裂紋敏感性，可用不加填充焊絲的鎢極氬弧焊熔敷焊道，如果是測定焊 縫的熱裂紋敏感性，則可用全熔質(zhì)金屬做成試件，再用不加填充焊絲的鎢極氬弧焊熔敷焊道。如果是測定 焊接材料與母材配合性能，則可用需要測定的焊接材料和母材，以及打算采用的焊接方法進(jìn)行試驗。4、 魚骨狀可變拘束裂紋試驗方法本試驗方法適用于檢測鋁合金薄板的熱裂紋敏感性，以及選用焊絲材料。試件形狀和尺寸見圖2614 ( P270)。從A端到B端切口長度依次遞增，拘束度逐漸減小。焊接從 A 點開始， 沿中心線向 B 點前進(jìn)。 一般說來， 焊炬到達(dá)某一位置以后裂紋就開始產(chǎn)生， 隨著焊 件拘束度的逐漸減小，裂紋逐漸停止擴(kuò)展

12、，測量整個焊縫中裂紋長度作為裂紋敏感性的評定指標(biāo)。三、焊接再熱裂紋試驗方法I、間接評定方法 鋼中的合金元素對鋼材的再熱裂紋敏感性有很大影響，尤其是鉻、鉬、釩、鈮、鈦等， 都具有增加鋼材再熱裂紋傾向的作用。根據(jù)合金元素的影響作用，可以用類似碳當(dāng)量的公式，間接的評定 材料對再熱裂紋的敏感性。( 1 )日本中村關(guān)系式 G=Cr + 3.3MO + 8.1V 1.39 (%)式中 G 一再裂紋敏感性指數(shù) G0時，再熱裂紋敏感性較強(qiáng)。通常，對于 HT50級(日本鋼號，相當(dāng)于 500MPa級)的合金結(jié)構(gòu)鋼： G=-1.4-1.0。對于HT60級(日本鋼號，相當(dāng)于 600MPa級)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：G=-1.

13、40.6。( 2)日本伊藤關(guān)系式PsR=Cr + Cu+ 2Mo + 7Nb 十 5Ti-2 (%)式中PSr 一再熱裂紋敏感系數(shù)。PSRW 0時，再熱裂紋敏感性不強(qiáng)。此式適用于低合金結(jié)構(gòu)鋼，采用重量百分比計算，但不適用于含 Cr 量大于 1.5%的鋼。 上述兩公式只能對鋼材的再熱裂紋作一個粗略的預(yù)測。一些主要合金元素的影響作用僅是一個方面， 還有許多其它的影響因素。因此，單憑PSr或厶G就斷定鋼種對再熱裂紋是否敏感是不充分的。例如：合金元素鉻的影響就有特殊之處：當(dāng)Crv 1%時，隨著Cr含量增加，再熱裂紋敏感性也增加；而當(dāng)Cr 1%時，則隨著 Cr 含量的增加，卻導(dǎo)致再熱裂紋敏感性下降。2、

14、直接試驗方法( 1)斜 y 形坡口焊接裂紋試驗方法 試件尺寸及焊接工藝參數(shù)與冷裂敏感性測定方法相同。不過，試驗 時必須有足夠的預(yù)熱溫度，以保證不產(chǎn)生冷裂紋。焊后還須進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。試件消除應(yīng)力以后冷卻 至室溫，再橫跨焊縫把試件切成6 個試片，檢查裂紋情況。(2) 平板對接剛性板拘束法試件的坡口形式及尺寸見圖 26 1 5 ( P27 1 ) 。本試驗方法通過變化拉緊焊縫 的尺寸，按裂紋的嚴(yán)重程度，可對不同鋼種的再熱裂紋敏感性作定性的比較。通過改變消除應(yīng)力熱處理的 參數(shù)及焊接材料、焊接工藝，可以得出影響產(chǎn)生再熱裂紋的因素，從而探索防止產(chǎn)生再熱裂紋的可能性。(3) 反面拘束焊條再熱裂紋試驗試件

15、的形狀和尺寸見圖 2616 ( P271)。按照試驗焊道處坡口形式的不 同，可分為 T 形試板和 Y 形試板兩種。在如圖所指示的位置先焊試驗焊縫， 隨后再焊接拘束焊縫。在保證 沒有冷裂紋的前提下，進(jìn)行消除應(yīng)力處理。然后觀察是否產(chǎn)生再熱裂紋。這樣可以在不同母材、不同焊接 材料、不同焊接條件，以及不同應(yīng)力釋放時的加熱速度、溫度和保溫時間等情況下，確定在多少拘束焊道 數(shù)目時引發(fā)再熱裂紋。拘束焊縫能夠達(dá)到的數(shù)目愈多，拘束程度愈嚴(yán)重，則表示再熱裂紋敏感性愈小。這 樣，可以以“拘束焊道數(shù)”作為定量指標(biāo)確定不同材料及其它情況的再熱裂紋傾向。四、層狀撕裂試驗方法1、Z 向窗口試驗 這是一種模擬實際焊接結(jié)構(gòu)的層

16、狀撕裂試驗方法，試件的外形和尺寸，見圖2617(P272)。然后按圖中順序焊四條角焊縫，其中1和2為拘束焊縫，3和4為試驗焊縫。焊后在室溫放置24h,切取試片，檢查裂紋。2、 Z 向拉伸試驗本法是評定層狀撕裂敏感性的最好方法。根據(jù)拉伸試驗結(jié)果，可以比較各種不同鋼材 的斷面收縮率(屮)，然后對其質(zhì)量進(jìn)行分類。在拉伸試驗的四大指標(biāo)。6 s、6 b、3、屮中，斷面收縮率是表示層狀撕裂敏感性的最好指標(biāo)。層狀撕裂大多數(shù)在 YW 15%的情況下發(fā)生，因此可根據(jù) 屮值對鋼材展?fàn)钏毫衙舾行赃M(jìn)行分類，見表26 2( P272)。A級可用于一般拘束的結(jié)構(gòu)；B級可用于大拘束的結(jié)構(gòu)；而 C級則可用于特大拘束的結(jié)構(gòu)。第

17、二節(jié) 焊接接頭力學(xué)性能試驗方法、拉伸試樣1、焊接接頭的試樣種類( 1)板形(條形)試樣 試樣的寬度有 10mm、15mm、 25mm 三種。根據(jù)試板的厚度而定，其形狀、尺寸 和表面粗糙度，見圖 2618 和表 263( P273)。(2)圓形試樣 試樣的直徑d。等于10mm。其形狀、尺寸和表面粗糙度，見圖26 19 (P273)和表26一 4( P274)。( 3)管接頭試樣 對于外徑小于或等于 30mm 的管接頭，可截取整個管段進(jìn)行試驗。對于外徑大于 30mm 的管接頭，可剖管切取縱向板形試樣(如條件許可，亦可截取整個管段進(jìn)行試驗)，試樣分條狀和帶肩板形兩種，其形狀、尺寸和表面粗糙度，見圖

18、2620和表 265(P274)。2、試驗評定( 1)常溫拉伸試驗的合格標(biāo)準(zhǔn)為：焊接接頭的抗拉強(qiáng)度不低于母材抗拉強(qiáng)度規(guī)定值的下限，異種鋼焊接 接頭按抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限較低一側(cè)的母材。( 2)高溫拉伸試驗的合格標(biāo)準(zhǔn)為：焊接接頭抗拉強(qiáng)度和屈服點不低于試驗溫度下母材規(guī)定值的下限。( 3)全焊縫金屬拉伸試驗合格標(biāo)準(zhǔn)為：1) 抗拉強(qiáng)度焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度不低于母材規(guī)定值的下限，如果母材抗拉強(qiáng)度規(guī)定值的下限大于490N/mm2,并且焊縫金屬的屈服點高于母材規(guī)定值的下限，則允許焊縫金屬抗拉強(qiáng)度比母材抗拉強(qiáng)度規(guī) 定值的下限低 19.6Nmm2。2) 伸長率焊縫金屬的伸長率不小于母材規(guī)定值的80。二、彎曲試驗1

19、、彎曲試樣及其試驗種類( 1)面彎試樣彎曲后，其正面成為彎曲后的拉伸面叫面彎。面彎可考核焊縫的塑性、正面焊縫和母材交界處熔合區(qū)的結(jié)合質(zhì)量。( 2)背彎試樣彎曲后，其背面成為彎曲的拉伸面叫背彎。背彎可考核單面焊縫如管子對接、小直徑容器縱、環(huán)縫的根部質(zhì)量。( 3)側(cè)彎試樣彎曲后，其一個側(cè)面成為彎曲后的拉伸面叫側(cè)彎，側(cè)彎能考核焊層與母材之間的結(jié)合強(qiáng)度、堆焊材里的過渡層、雙金屬焊接接頭過渡層及異種鋼接頭的脆性、多層焊時的層間缺陷(如層間夾 渣、裂紋、氣孔)等。彎曲試驗的試樣可分為平板和管子兩種形式，截取位置見圖2621和圖26 22 ( P275)。彎曲試樣的形狀及尺寸見圖 2623(P275)。2、

20、試樣的評定彎曲試驗的數(shù)值用彎曲角度來度量，試樣的彎曲角度見圖2624(P275)。試驗方法按 GB232 的規(guī)定， 彎芯直徑為 3倍的板厚， 支輥間距離不大于 6倍的板厚。 各種金屬材料焊 接接頭彎曲試驗的合格標(biāo)準(zhǔn)見表266 ( P276)。當(dāng)彎曲到規(guī)定角度后， 焊縫拉伸面沿試樣寬度方向上所允許出現(xiàn)的裂紋或缺陷不大于1.5mm,沿試樣長度方向上為不大于3mm，試樣四棱開裂不計， 但確因夾渣或其它焊接缺陷引起的試樣棱角開裂的長度應(yīng)計入評定。考核焊工技能應(yīng)將試件進(jìn)行彎曲試驗，因為焊工操作時產(chǎn)生的缺陷，都將直接影響彎曲角度值。而拉 伸、沖擊、硬度試驗值主要取決于所用焊接材料及工藝，受焊工技能影響較小

21、。三、沖擊試驗1、試樣形式根據(jù)試樣的缺口形式，可分為 U 形缺口和 V 形缺口兩種形式，但為了充分反映焊件上如裂紋等尖銳缺陷破壞的特征，焊縫的沖擊試樣均采用 V 形缺口。如圖 2625所示( P276)。常溫沖擊試樣應(yīng)從樣坯上含最后焊層的焊縫中切取，試樣的上表面離母材lmm2mm。根據(jù)試驗要求，試樣缺口可開在焊縫、熔合區(qū)或熱影響區(qū)上。焊縫金屬試樣的缺口軸線應(yīng)當(dāng)垂直干焊縫表面，見圖2626(P276)。熔合區(qū)和熱影響區(qū)試樣的缺口軸線可垂直于焊縫表面(圖2627)或平行于焊縫表面(圖2628)(P277)。2、試驗的評定 常溫沖擊試驗的合格標(biāo)準(zhǔn)為：每一部位 3 個試樣沖擊功的算術(shù)平均值不低于表26

22、7 中的規(guī)定值， 低于規(guī)定值但不低于規(guī)定值 70的試樣數(shù)量不多于 1 個，異種鋼焊接接頭按抗拉強(qiáng)度較低一側(cè) 母材的沖擊功規(guī)定值。四、硬度試驗將被試的焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的硬度機(jī)上打上硬度的試驗叫硬度試 驗。焊接接頭的硬度試驗應(yīng)在其橫截面上進(jìn)行，在橫截面上劃上標(biāo)線及測點位置，進(jìn)行試驗，見圖2629(P277)。厚度小于3mm的焊接接頭允許在其表面測定硬度。進(jìn)行硬度試驗時，如果在測點出現(xiàn)焊接缺陷 時，則試驗結(jié)果無效。硬度試驗的評定方法根據(jù)給定的技術(shù)文件和材料允許硬度范圍進(jìn)行。五、壓扁試驗 帶縱焊縫和環(huán)焊縫的小直徑管接頭，不能取樣進(jìn)行彎曲試驗時，可將管子的焊接接頭制成一定

23、尺寸的試管，在壓力機(jī)下進(jìn)行壓啟試驗。壓扁試驗的試管分環(huán)縫壓扁和縱縫壓扁兩種，見圖26 30( P278)。試驗時，將管子接頭外壁壓至 s 值時，如試樣拉伸部位的裂紋長度不超過 3mm 時，則認(rèn)為壓扁試驗 合格，見圖 2631( P278)。兩壓板間距離 S按下式計算：s= (1+e)3 / ( e+3 /D)式中S 一管壁厚，mm; D 一管子外徑，mm;e 一單位伸長的變形系數(shù)，碳鋼、合金鋼均取0.08。第三節(jié) 焊接接頭無損檢驗方法一、焊接接頭的射線探傷1 、探傷原理 詳見中級工部分。X射線與丫射線檢驗示意圖見圖 26 一 32 ( P278)。2、底片上缺陷的辨別 經(jīng)射線照射后，在膠片上一

24、條淡色影像即是焊縫，在焊縫部位中顯示的深色條紋或斑點就是焊接缺陷，其尺寸、形狀與焊縫內(nèi)部實際存在的缺陷相當(dāng)。圖2633 (P278)為幾種常見焊接缺陷在膠片中顯示的情況。底片上焊縫缺陷一般分為下述六類：裂紋；氣孔；夾渣；未熔合和未焊透；形狀缺陷； 其它缺陷。常見焊接缺陷影像特征見表 268 (P279)。3、質(zhì)量評定一一按GB3323 87的規(guī)定，焊縫質(zhì)量根據(jù)缺陷性質(zhì)和數(shù)量分為四級。I級焊縫內(nèi)應(yīng)無裂紋、未熔合、未焊透和條狀夾渣。n級焊縫內(nèi)應(yīng)無裂紋、未熔合和未焊透。川級焊縫內(nèi)應(yīng)無裂紋、未熔合以及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透。焊縫缺陷超過川級者為IV級。各級氣孔(包括點狀夾渣) 和限量，見表2

25、6 9( P280)。表中的數(shù)字指照片上的任何10mm2 x 50mm2的焊縫區(qū)域內(nèi)(寬度小于10mm的焊縫仍以50mm長度計)I、n、川級焊縫中的氣孔數(shù)。多者用于厚度上限，少者用于厚度下限，中間厚度的氣孔數(shù)用插入法決定。如果單個氣孔的尺寸超過母材厚度的12時，即作為 IV 級。對于不同尺寸的氣孔換算，見表2610(P280)。當(dāng)氣孔尺寸在 0.5mm 以下時，不計點數(shù)。鎢極夾渣按表 269氣孔數(shù)量評級，但按表 2610數(shù)值的 12 核算。條狀夾渣的分級規(guī)定見表2611 ( P280)。條狀夾渣必須同時滿足單個條狀夾渣長度、條狀夾渣群總長度及條狀夾渣間距的規(guī)定。設(shè)計焊縫系數(shù)等于或低于 0.7

26、時， I 級焊縫內(nèi)存在的單面未焊透，其深度不應(yīng)超過壁厚的15，最深不超過1.5mm ;川級焊縫內(nèi)存在的單面未焊透，其深度不應(yīng)超過壁厚的20%，最深不超過 2mm。各級焊縫內(nèi)單面未焊透的長度不能超過該級焊縫夾渣群總長度的規(guī)定。二、焊接接頭的超聲探傷1 、探傷原理及特點1) 原理 超聲波探傷儀由高頻脈沖發(fā)生器、 探頭、接收放大器和指示器四部分組成， 見圖 2634(P281)。 高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電壓同時作用在探頭和接收放大器上。由探頭將其電壓變成超聲波向焊件放射。放大器將信號放大后，在指示熒光屏上顯示出“始脈沖 a”表示已向焊件發(fā)射超聲波，始脈沖a即為焊件表面的位置。進(jìn)入焊件內(nèi)部的超聲波按直線

27、方向傳播，遇到缺陷時，就會引起反射，由探頭接受經(jīng)放大器放 大后，在熒光屏上產(chǎn)生“缺陷脈沖 C”，另一部分超聲波在焊件底部發(fā)生反射，產(chǎn)生“底脈沖b”。這種探傷方法采用的探頭叫直探頭。斜探頭的探傷原理見圖 2635 ( P281)。此時超聲波是以某一角度丫射入焊件，若超聲波沒有碰到缺陷，傳播到 K 處后繼續(xù)向前，探頭收不到反射波，所以熒光屏上僅出現(xiàn)“始脈沖 a”。當(dāng)探頭移到N處后，超聲波碰到缺陷 C就被反射回來，探頭接收后，在熒光屏上就出現(xiàn)缺陷脈沖Co缺陷位置可按下式計算：h=accos 丫。2) 特點 超聲探傷和射線探傷相比，具有以下特點：1）只能用于厚度在 5mm 以上焊件的探傷。2） 超聲探

28、傷適用于厚焊件，如厚度超過300mm時，即使采用 丫射線探傷靈敏度也很低，但超聲波卻 不受限制。3）探傷周期短，成本低，設(shè)備簡單，對人體無害。4）判別缺陷類別的能力差。2、探傷技術(shù)（1）采用斜探頭時，應(yīng)首先選擇探頭角度。探頭角度有30、 40、50三種，選擇時，將斜探頭緊貼于焊縫垂直位置，以聲速中心剛好穿過鋼板厚度的1 2 處最為適宜。（ 2）探傷表面應(yīng)清除飛濺、銹蝕、油污及其它污物。探頭移動區(qū)的深坑應(yīng)補(bǔ)焊，然后打磨平滑，露出金 屬光澤，以保持良好的聲學(xué)接觸。（ 3）探傷時探頭在焊縫兩側(cè)作有規(guī)則的移動，以保證焊縫截面和焊縫長度上全部探到。移動方式見圖2636（P282）。角焊縫可用直探頭按圖

29、26 36所示的位置進(jìn)行探傷， 也可用斜探頭進(jìn)行。探頭移動方式與對 接焊縫探傷相同。三、焊接接頭的表面探傷1、磁粉探傷 探傷時， 缺陷的顯露和缺陷與磁力線的相對位置有關(guān)。 與磁力線相垂直的缺陷顯現(xiàn)得最清楚； 若缺陷與磁力線平行，則顯露不出來。因此，磁粉探傷時，應(yīng)從兩個不同的方向進(jìn)行充磁探測。探傷方法有干法和濕法兩種。用干法時，在焊縫充磁后直接撒上干的磁粉進(jìn)行檢驗；用濕法時，則在 磁化的焊縫表面上涂上磁混濁液進(jìn)行檢驗。用這兩種方法檢查焊縫近表面缺陷時，區(qū)別不大，只是在采用 濕法檢驗時使用的磁化電流較干法時大些。2、滲透探傷（1） 熒光探傷通常，滲透液主要是煤油。發(fā)光亮度是顯現(xiàn)缺陷靈敏度高低的標(biāo)志

30、，發(fā)光亮度強(qiáng)，則能 發(fā)現(xiàn)微小的缺陷。常用苯甲酸二丁酯作為熒光增白劑的助溶劑。發(fā)光顏色若為黃綠色的可見光，有助于發(fā) 現(xiàn)微小的缺陷。清洗液的洗滌能力越強(qiáng)，越易辨別缺陷。目前，熒光探傷的靈敏度可發(fā)現(xiàn)寬度為0.01mm、長度不小于2mm3mm的裂紋。使用恰當(dāng)時，能發(fā)現(xiàn)寬度為0.006mm、長度近10mm的裂紋。（2） 著色探傷探傷的靈敏度在很大程度上決定于滲透液的性質(zhì)。常用的滲透液是煤油、變壓器油和苯 等為基礎(chǔ)，再加入飽和量的蘇丹 4 號紅色染料配制而成。顯像劑一般是由氧化鎂、氧化鋅、二氧化鈦等白 色粉末和其它容易揮發(fā)的化學(xué)劑組成。著色檢驗的靈敏度比熒光檢驗高，其靈敏度一般為0.01m m,深度不小于

31、0.03mm0.04mm。幾種無損探傷檢驗方法的比較，見表2612（P282）。第四節(jié) 焊接接頭的理化試驗方法一、焊接接頭的金相試驗法金相檢查的主要內(nèi)容是： 檢查焊縫的中心、 過熱區(qū)， 或淬火區(qū)的金相組織； 檢查焊縫金屬樹枝狀偏析、 層狀偏析和區(qū)域偏析；不同組織特征區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)；異類接頭熔合線兩側(cè)組織和性能的變化；不銹鋼焊 縫中鐵素體的含量。1、宏觀金相試驗( 1)宏觀檢驗管件金相試樣應(yīng)沿試件的長度方向切取，管接頭試樣應(yīng)沿試件縱向切取并通過試件的中心線。試樣應(yīng)包括焊縫金屬、熱影響區(qū)和母材金屬。試樣磨光浸蝕后用肉眼或低倍放大鏡檢查。以管板為試件應(yīng)符合下列要求：1)沒有裂紋和未熔合；2 )騎座式

32、管板試件未焊透的深度不大于15%3(氬弧焊打底的試件不允許未焊透)；插入式管板試件在接頭根部熔深不小于 0.5mm ；3) 氣孔或夾渣的最大尺寸不超過1.5mm ;且大于0.5mm小于1.5mm的數(shù)量不多于1個，當(dāng)只有小于或等于 0.5mm 的氣孔或夾渣時，其數(shù)量不多于 3 個。( 2)斷口檢驗焊縫的斷口檢查方法簡單、迅速、易行，不需要特殊儀器、設(shè)備，因此，生產(chǎn)中和安裝工地現(xiàn)場都廣泛地采用。檢查時，為保證焊縫縱剖面處斷開，可先在焊縫表面沿焊波方向加工一斷面形狀為30的 V 形溝槽，槽深約為焊縫厚度的1/3,然后用拉刀機(jī)或錘子將試樣折斷。在折斷面上用肉眼或 510倍放大鏡觀察焊縫金屬的內(nèi)部缺陷，

33、如氣孔、夾渣、未焊透和裂縫等。還可判斷斷口是韌性破壞還是脆性破壞。注意折斷 時切忌反復(fù)彎折韌性斷口，因為斷裂前產(chǎn)生的塑性變形將歪曲缺陷的真實情況，當(dāng)斷口位于母材時試驗無 效，應(yīng)重新取樣試驗。( 3)鉆孔檢驗對焊縫進(jìn)行局部鉆孔，可檢查焊縫內(nèi)部的氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。在不便用其它方法檢驗的產(chǎn)品部位，才有鉆孔檢驗，它只能在不得已的情況下偶然使用。2、微觀金相檢驗 微觀試樣可從宏觀試樣上切取。合格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：( 1)淬火硬化焊縫金屬和熱影響區(qū)內(nèi)不得有淬硬性馬氏體組織。( 2)顯微裂紋或過燒焊縫金屬和熱影響區(qū)內(nèi)不得有裂紋和過燒組織。二、焊縫金屬擴(kuò)散氫含量的測定1、 目的焊縫含氫量的測定是評定焊接方法

34、或焊接材料質(zhì)量好壞的一個重要手段。氫主要來自焊接材料 和焊接區(qū)域周圍的氣氛，在焊接過程中，氫能直接溶解入焊接熔池，在焊接接頭中引起焊接缺陷，特別是 由擴(kuò)散氫導(dǎo)致的延遲裂紋危害很大。因此，測定焊接原材料中擴(kuò)散氫的含量，對于控制延遲裂紋等焊接缺 陷具有十分重要的意義。2、測定( 1)甘油法將一定質(zhì)量的長條形小試件堆焊單道焊道，然后迅速將試件置于充滿甘油的集氣管內(nèi)，試件進(jìn)入后，釋放氫氣，于是氫氣集中于玻璃管頂部，放置24h 48h 后，觀察管內(nèi)收集的氫氣量，并計算出每 100g 熔敷金屬含有多少毫升擴(kuò)散氫，見圖26 37(P284) 。該方法應(yīng)用廣泛，設(shè)備裝置簡單，有利于普及。缺點是甘油粘度較大，一

35、些細(xì)微的氫氣泡不易上浮。（ 2）水銀法基本原理與甘油一樣，測試裝置也近似。但由于測氫介質(zhì)為水銀，氣泡容易上浮，測得結(jié)果比甘油方法精確得多。水銀密度比鋼試件還大，測氫時需用磁鐵吸住試件，防止試件上浮，同時，水銀 蒸氣有害，設(shè)備資較大，因而使推廣應(yīng)用受到限制。焊條熔敷金屬擴(kuò)散氫的允許含量見表2613（ P284）。三、焊接材料含水量的測定焊接材料的含水量與熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量有一定的對應(yīng)關(guān)系，見圖2638（P285）。因此，控制了焊接材料（焊條藥皮、焊劑）的含水量也就控制了擴(kuò)散氫的含量。焊條藥皮和焊劑含水量的限量指標(biāo)，見表2614（P285）。1、 原理測定焊接材料含水量是利用焙燒一吸收測試方法。

36、焊條藥皮中的含水量可按結(jié)合形式分為吸附水（表面吸附水和毛細(xì)吸附水）和結(jié)合水（結(jié)晶水和化合水）兩類。為測定焊條藥皮或原材料的總含水量，需將樣品加熱到900 C1000 C，藥皮焙燒一定時間后，水分全部蒸發(fā)排出，在干燥凈化過的一定溫度的氧氣攜載下，進(jìn)入裝有強(qiáng)吸濕劑的U 形管，并被吸收，根據(jù)吸濕劑的增重，即可計算出試樣的含水量。含水量=（A - B）/試樣重量X 100 %式中A實際試驗時 U形水分吸收管的增重；B空白值，又稱本底水分值。2、 測定藥皮含水量在圖2639 （ P285）裝置中測定。四、鐵素體含量的測定耐酸不銹鋼焊縫中含有一定量的鐵素體，能提高焊縫金屬的抗裂性和抗晶間腐蝕性能。但鐵素體

37、含量過多，會導(dǎo)致焊縫金屬在溫度較高的工作條件下形成6相，也可以促使在非氧化性介質(zhì)中的化學(xué)抗腐蝕性能的降低，通常要求焊縫中的鐵素體含量在 5%以內(nèi)。1、 金相法測定這是一種破壞性試驗方法。從焊縫金屬或堆焊金屬長度方向切取金相試樣，鐵素體的含 量采用金相割線法，在顯微鏡下選擇至少 10 個有代表性的視場，取其平均值作為該試樣中鐵素體的平均 含量。2、 磁性法根據(jù)焊縫磁導(dǎo)率的變化來測定其中鐵素體的含量。試驗采用專門的鐵素體含量磁性檢測儀，測量方法分破壞性測量和非破壞性測量兩種，破壞性測量基本上與金相法相同，非破壞性測量則采用專門 探頭，根據(jù)技術(shù)條件和實際情況，適當(dāng)選擇合理部位，在選定的部位取10 個

38、均勻分布點，取其平均值作為測量結(jié)果。測量結(jié)果對照標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行評定，標(biāo)準(zhǔn)試樣分棒狀和平面狀兩種。五、晶間腐蝕試驗 耐酸不銹鋼工作時破壞的一種主要形式是晶間腐蝕。產(chǎn)品焊接后，對焊接接頭在焊接過程中要經(jīng)過450C850C的危險溫度區(qū)，因此，即使合格的鋼板焊后也會降低抗晶間腐蝕的能力。 耐酸鋼抗晶間腐蝕傾向的試驗方法有 C 法、 T 法、 L 法、 F 法和 X 法共五種。 試驗結(jié)果的評定：C 法的焊接試樣，用金相顯微鏡觀察試樣的浸蝕部位，浸蝕組織分為三級。T 法、 L 法和 F 法試驗后的焊接試樣，刷去腐蝕產(chǎn)物，洗凈、干燥。焊接試樣應(yīng)沿焊縫熔合線進(jìn)行彎 曲。彎曲后的試樣用 10 倍放大鏡進(jìn)行觀察，如果只在一個試樣上發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕裂紋時，則應(yīng)取雙倍數(shù)目 的試樣復(fù)驗，這時只要有一個試樣發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕裂紋，即為有晶間腐蝕傾向。若試樣不能進(jìn)行彎曲評定或 彎曲裂紋性質(zhì)可疑時，用金相法評定，如發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕裂紋，即為具有晶間腐蝕的傾向。X 法評定，每周期沸騰試驗為 48 小時，試驗為 3