焊接熱裂紋敏感性試驗方法

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1試驗的選擇與目的1\o"CurrentDocument"2試驗方法1\o"CurrentDocument"3現(xiàn)行標準1\o"CurrentDocument"4試件分析2\o"CurrentDocument"5試件制備25.1試件35.2試驗裝置35.3試驗流程4\o"CurrentDocument"6試驗計算4工藝焊接性直接試驗方法1試驗的選擇與目的工藝焊接性直接試驗方法有焊接冷裂紋試驗、焊接熱裂紋試驗、再熱裂紋實驗、層狀撕裂試驗和析因理化試驗。按本次試驗要求，選擇焊接熱裂紋敏感性試驗。它是檢驗焊接熱裂紋敏感性的試驗。是評定金屬焊接性的一類專門試驗，對于不銹鋼、耐熱合金、鋁合金等材料尤為重要。通過焊接熱裂紋試驗可達到兩個目的：(1)測定某一組待焊金屬(不同型號材料)的熱裂紋敏感性，比較試驗結果，選擇符合工程設計要求的較理想的待焊金屬。為此，規(guī)定了統(tǒng)一的試樣尺寸和焊接試驗條件。(2)用來確定待焊金屬、焊接添加材料和焊接接頭型式以及焊接工藝條件的適應性組合，以選定熱裂紋傾向最小的合理的焊接工藝規(guī)范。2試驗方法常用的焊接熱裂紋試驗方法有T形接頭焊接裂紋試驗、壓板對接(FISCO)焊接裂紋試驗、橫向可變拘束裂紋試驗、可變剛性裂紋試驗、十字搭接裂紋試驗等等。本次試驗的材質(zhì)為Q345qD橋梁鋼和Q420qE橋梁鋼，采用壓板對接(FISCO)焊接裂紋試驗。該試驗適用于低碳鋼焊條、低合金鋼焊條和不銹鋼焊條焊縫的熱裂紋敏感性實驗。該法要求試件少，制備方便，試驗結果重復性好，已作為我國焊條驗收檢查的主要試驗方法之一。3現(xiàn)行標準GB4675.4-84《焊接性試驗壓板對接(FISCO)焊接裂紋試驗方法》；GB981-76《低碳鋼和低合金高強度鋼焊條》；GB983-76《不銹鋼焊條》。4試件分析本次試驗的材質(zhì)為Q345qD橋梁鋼和Q420qE橋梁鋼。Q345qD鋼板以熱軋、正火或熱機械軋制狀態(tài)交貨，Q345qD鋼板厚度不大于150mm，屈強比不大于0.85，專用于架造鐵路或公路橋梁的鋼板。

Q420qE鋼板以熱機械軋制狀態(tài)交貨，鋼板厚度不大于150mm,屈強比不大于0.85，主要用于公路橋梁或跨海大橋用鋼板。4.1試件化學成分及力學性能Q345qD橋梁鋼的鋼板化學成分及其力學性能如表1、表2所示，Q420qE橋梁鋼的鋼板化學成分及其力學性能如表3、表4所示。表1熱軋或正火狀態(tài)下鋼化學成分（質(zhì)量分數(shù)）/%CSiMnNbVTiCrNiCuN<0.18<0.550.9~1.60.005~0.060.01~0.08.0.006~0.03<0.3<0.3<0.3<0.008表2Q345qD鋼板力學性能拉伸實驗沖擊試驗下屈服強度R/MPa抗拉強度R/MPa斷后伸長率A/%溫度/口沖擊吸收能量KV2/J>345>490>20-20>120表3熱軋或正火狀態(tài)下鋼化學成分（質(zhì)量分數(shù)）/%CSiMnNbVTiCrNiCuN<0.11<0.551.0?1.70.01?0.090.01?0.08.0.006?0.03<0.5<0.3<0.3<0.008表4Q420qE鋼板力學性能拉伸實驗沖擊試驗下屈服強度R/MPa抗拉強度R/MPa斷后伸長率A/%溫度/口沖擊吸收能量KV2/J>420>540>19-40>1205試件制備本標準適用于GB981-76《低碳鋼和低合金高強度鋼焊條》和GB983-76《不銹鋼焊條》等焊條的焊接裂紋實驗。該試驗是由瑞士學者H.M.Schnadt提出的，適用于低碳鋼焊條、低合金鋼焊條和不銹鋼焊條焊縫的熱裂紋敏感性試驗。試驗時為避免焊接部位氧化皮的影響，試件對接坡口附近表面要進行打磨或機械切削加工。試件的形狀和尺寸如圖1所示。如。圖1試件的形狀和尺寸試件為I形坡口，采用機械切削加工。5.2試驗裝置FISCO試驗裝置如圖3所示，這種實驗裝置是由C形拘束框架、齒形底座以及緊固螺栓等組成的。在C形夾具中，垂直方向用14個緊固螺栓以3X105N的力壓緊試板，橫向用4個螺栓以6X104N的力定位，把試板牢牢固定在試驗裝置內(nèi)。FISCO試驗方法加工容易，材料消耗不多，有良好的熱裂紋敏感性，適用于奧氏體鋼熱裂紋試驗。圖3C形拘束框架裝配圖1-C形拘束框架2—試件3—緊固螺栓4—齒形底座5一定位塞片6—調(diào)節(jié)板將試件2安裝在C形拘束框架1內(nèi)，在試件坡口兩端按試驗要求裝入相應尺寸的塞片，以保證坡口間隙。坡口的間隙可在0?6mm內(nèi)變化。坡口間隙的大小對產(chǎn)生裂紋的影響很大，隨著間隙尺寸的增加，裂紋率也增大。因此，可以通過調(diào)整間隙尺寸以適應不同裂紋敏感性焊條的實驗。將水平方向的螺栓緊固，緊到頂住試件即可。垂直方向的螺栓要用指示式扭扳手以120N-m的轉(zhuǎn)矩緊固好。試件固定好后，按圖4所示的從左至右按順序焊接4條長約40mm的試驗焊縫，其間距約為10mm。焊接孤坑原則上不填滿。焊接結束后約10min將試件從裝置中取出。待試件冷卻后，將試件焊縫沿軸向彎斷，觀察斷面有無裂紋并測量裂紋長度。圖4試驗焊縫的位