2015焊接冶金学（机工版）课件：焊接性及其试验评定 .pptVIP

(2) Z 向窗口试验（Z-Direction Window Type Test） 也是一种测试层状撕裂敏感性的试验方法，试件的形状及尺寸如图2-26所示。在大拘束板（300mm×350mm×30mm）的中心开一“窗口”（见图2-26a），将试验板插入此窗口（见图2-26b），按图2-26c所示的顺序焊4条角焊缝，其中1、2为拘束焊缝，3、4为试验焊缝。装配时应将未加工的表面放在试验焊缝一侧，焊后在室温下放置24h后再切取试样检查裂纹率。裂纹率CR按下式计算，即： （2-17） 式中 ∑l—各截面上撕裂长度总和（mm）； ∑L—各截面上焊缝厚度总和（mm）。 图2-26 Z 向窗口试验 a) 拘束板 b) 试验板的位置 c) 焊接顺序 3) 检测与裂纹率计算 用肉眼或手持5-10倍放大镜来检测焊缝和热影响区的表面和断面是否有裂纹。按下列方法分别计算试样的表面裂纹率、根部裂纹率和断面裂纹率。 ① 表面裂纹率Cf 表面裂纹率根据图2-10a所示按下式计算： （2-8） 式中 ∑ lf —表面裂纹长度之和（mm）； L—试验焊缝长度（mm）。 a 表面裂纹 b 跟部裂纹 c 断面裂纹 图2-10 试样裂纹长度计算 ② 根部裂纹率Cr 试样先经着色检验，然后将其拉断，根据图2-10b所示计算根部裂纹长度，然后按下式计算根部裂纹率Cr，即： （2-9） 式中 ∑ lr—根部裂纹长度之和（mm）。 ③ 断面裂纹率Cs 用机械加工方法在试验焊缝上等分截取出4-6块试样，检查5个横断面上的裂纹深度Hs，如图2-10c所示，按下式计算断面裂纹率Cs，即： （2-10） 式中 ∑Hs—5个断面裂纹深度的总和（mm）； ∑H—5个断面焊缝最小厚度的总和（mm）。 目前国内外没有评定“小铁研”试验裂纹敏感性的统一标准，但可以根据裂纹率进行相对评定。一般认为低合金钢“小铁研”试验表面裂纹率小于20%时，用于一般焊接结构生产是安全的。 (2) 插销试验方法（Implant Test） 是测定低合金钢焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。这种方法因消耗材料少、试验结果稳定，所以应用较广泛。 1) 试样制备 将被焊钢材加工成圆柱形的插销试棒，沿轧制方向取样并注明插销在厚度方向的位置。插销试棒的形状如图2-14所示，各部位尺寸见表2-11。试棒上端附近有环形或螺形缺口。将插销试棒插入底板相应的孔中，使带缺口一端与底板表面平齐，如图2-15所示。 图2-14 插销试棒的形状 a) 环形缺口插销 b) 螺形缺口插销 图2-15 插销试棒、底板及熔敷焊道 a) 环形缺口插销 b) 螺形缺口插销 表2-11 插销试棒的尺寸 对于环形缺口的插销试棒，缺口与端面的距离a应使焊道熔深与缺口根部所截平面相切或相交，但缺口根部圆周被熔透的部分 不得超过20%，如图2-16所示。对于低合金钢，a值在焊接热输入E=15kJ/cm时为2mm。根据焊接热输入的变化，缺口与端面的距离a可按表2-12作适当调整 。 表2-12 缺口位置a与焊接热输入E的关系 图2-16 熔透比的计算 图2-17 底板的形状及尺寸 2) 试验过程 按选定的焊接方法和严格控制的工艺参数，在底板上熔敷一层堆焊焊道，焊道中心线通过试棒的中心，其熔深应使缺口尖端位于热影响区的粗晶区。焊道长度L约100-150mm。 施焊时应测定800-500℃的冷却时间t8/5值。不预热焊接时，焊后冷却至100-150℃时加载；焊前预热时，应在高于预热温度50-70℃时加载。载荷应在1min之内且在冷却至100℃或高于预热温度50-70℃之前施加完毕。如有后热，应在后热之前加载。 为了获得焊接热循环的有关参数（t8/5、t100等），可将热电偶焊在底板焊道下的盲孔中（见图2-17），盲孔直径3mm，深度与插销试棒的缺口处