焊接性及试验方法.PPTVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * 低合金钢“铁研试验”裂纹率统计 Q690钢 Q550钢 插销试验方法（Implant Test） 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。 插销试验的设备附加其他装置，也可用于测定再热裂纹敏感性和层状撕裂敏感性。 消耗材料少、试验结果稳定，应用较广泛。 图2-14 插销试棒的形状 (a) 环形缺口试棒 (b) 螺形缺口试棒 表2-11 插销试棒的尺寸 缺口类别 φA /mm h /mm θ /(o) R /mm P /mm l /mm 环形 8 － 大于底板的厚度，一般约为30~150 螺形 1 环形 6 － 螺形 1 (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 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 （2）焊接热裂纹试验方法 焊接热裂纹是在焊接过程处在高温下产生的一种裂纹，其特征大多数是沿原奥氏体晶界扩展和开裂。 压板对接焊接裂纹试验（FISCO） 主要用于评定低合金钢焊缝金属的热裂纹敏感性，也可以做钢材与焊条匹配的性能试验。 在C形夹具中，垂直方向用14个紧固螺栓以3×105N的力压紧试板，横向用4个螺栓以6×104N的力定位，把试板牢牢固定在试验装置内。 按生产上使用的工艺参数焊接4条长度约40mm的试验焊缝，焊缝间距约10mm，弧坑不必填满。 焊后经过10min后将试件从装置上取出，待试件冷却至室温后，将试板沿焊缝纵向弯断，观察断面有无裂纹并测量裂纹长度。 （3）焊接再热裂纹试验方法 厚板焊接结构，采用含有沉淀强化合金元素的钢材，在进行消除应力热处理或在一定温度下服役的过程中，焊接HAZ部位发生的裂纹称为再热裂纹。由于这种裂纹是在再次加热过程中产生的，故称为“再热裂纹”，又称为“消除应力处理裂纹”，简称SR裂纹。 再热裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢和某些镍基合金的焊接热影响区粗晶部位。再热裂纹的敏感温度，视其钢种的不同约在550~650℃。 再热裂纹具有沿晶开裂特点，本质上与结晶裂纹不同。 再热裂纹的试验评定 (1) 插销式再热裂纹试验法 所用试件的形状和尺寸以及试验装置，与冷裂纹的插销试验一样。只是在焊接插销的部位安装一台加热用的电炉。 (2) H形拘束试验 试板厚度35mm，焊前预热及层间温度150~200℃，采用直径4mm焊条，焊接电流150~180A，直流反接。焊后进行无损检测，确定无裂纹后再进行500~700℃×2h回火处理。然后检查焊接HAZ是否出现再热裂纹。 (3) 斜y形坡口再热裂纹试验 采用与斜y形坡口冷裂纹试验完全相同的试件形状及尺寸，试验过程也基本一致。为了防止产生焊接冷裂纹，焊前应适当预热，焊后检验无裂纹后再进行消除应力热处理。热处理的工艺参数一般为500~700℃×2h。然后进行再热裂纹检测。 （4）层状撕裂试验方法 焊接大型厚壁结构时，如果在钢板厚度方向受到较大的拉伸应力，可能在钢板内部出现沿钢板轧制方向发展的具有阶梯状的裂纹， 这种裂纹称为层状撕裂。 低合金钢层状撕裂的温度不超过400℃，是在较低温度下的开裂。 层状撕裂影响因素：轧制钢材内部存在不同程度的分层夹杂物（硫化物和氧化物），在焊接时产生垂直于钢板表面的拉应力，致使热影响区附近或稍远的部位，产生呈“台阶”形的层状开裂，并可穿晶扩展。 (1) Z向拉伸试验（A-direction Tensile Test） 利用钢板厚度方向（即Z向）的断面收缩率来测定钢材的层状撕裂敏感性。对于板厚δ25mm的材料，可直接沿板厚方向（Z向）截取小型拉伸试棒。 同常规拉伸试验一样，对试件进行拉伸试验。试棒拉伸破坏后，以Z向断面收缩率ψz（%）作为层状撕裂敏感性的评定指标。 目前国内尚没有层状撕裂试验统一标准，一般参考日本对低合金钢抗层状撕裂的标准（见表2-14）。当ψz5%时，层状撕裂敏感性就很严重；ψz 25%时，才能较好地抵抗层状撕裂。 (2) Z向窗口试验（Z-direction Window Type Test） 在大拘束板（300mm×350mm×30mm）的中心开一“窗口”，将试验