第2讲_金属焊接性及试验方法分解.ppt

50 * 图5-5 试样裂纹长度计算 ②检测与计算 用肉眼或手持放大镜来检测焊接接头的表面和断面是否有裂纹。并按下列方法分别计算表面、根部和断面的裂纹率。 A、表面裂纹率Cf，见图5-5a按下式计算： 50 * B、根部裂纹率Cr 用适当方法着色试件，然后把它位断或变断，按图5-5b测根部裂纹长度。按下式计算Cr： C 、断面裂纹率Cs 在试验焊缝上用机械加工等分地切出4—6块试样，检查五个横断面上的裂纹深度Hs(见图5-5c)。按下式计算： 50 * 对于低合金钢一般认为表面裂纹率小于20％，用于生产是安全的，但不应有根部裂纹。 如果试验用的焊接工艺参数不变，用不同预热温度进行试验，就可以测定出防止冷裂纹的临界预热温度，作为评定钢材冷裂纹敏感性指标。 50 * 二、插销试验 此法主要是测定钢材焊接热影响区对冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。因试验消耗钢材少，试验结果稳定可靠，在国内外都广泛应用。 经适当改变，此法还可以用于测定再热裂纹和层状撕裂的敏感性。 50 * ①基本原理 插销试验是把被焊钢材作成直径为8mm(或6mm)的圆柱形试棒（即插销)，插入与试棒直径相同的底板孔中，其上端与底板的上表面平齐。 试棒的上端有环形或螺形缺口，然后在底板上按规定的焊接线能量熔敷一道焊缝，尽量使焊道中心线通过插销的端面中心。 该焊道的熔深，应保证缺口位于热影响区的粗晶部位，见图5-6。 50 * 图5-6 插销试棒缺口处于焊接热影响区粗晶部位a.环形缺口式样，b.螺形缺口式样 50 * 在无预热条件下，焊后冷至100-150℃时加载； 如有预热，则应高出初始温度50-70℃时加载。 规定的载荷应在1min内，并在试棒冷却到100℃或高出初始温度50-70℃以前加载完毕。如有后热，应在后热以前加载。 应使用热电偶测定热循环，并记录冷却时间t8/5，t100，和t5/1。 50 * 图5-7 底板的形状及尺寸 测点的最高温度不得低于1100℃，通常测点位于距插销两侧约20mm，焊道下底板的盲孔端部上。 盲孔一般为Φ3。其深度为底板厚－a，见图5-7。 50 * 50 * 按前述的要求加载，插销可能在载荷持续时间内发生断裂，此时应记下承载时间。 如未发生断裂，载荷应保持16h或24h。将试棒取下，用金相或氧化等方法检测缺口根部是否存在裂纹。 经多次改变载荷，就可求出在试验条件下不出现断裂的临界应力σcr。临界应力σcr可以用启裂准则，也可以用断裂准则，但应加以注明。 根据σcr的大小，就可以相对比较材料抵抗产生冷裂纹的能力。 50 * 三、压板对接（FISCO)焊接裂纹试验法 主要评定焊缝金属热裂纹的敏感性，也可用于某些钢材与焊条匹配性试验。 ①试件制备 试件的形状从尺寸见图5-8。坡口形状为I形，采用机械切削加工，坡口附近表面要打磨干净。 ②试验装置 由C形拘束框架、齿形底座及紧固螺栓等组成，见图5-9。 50 * 图5-8 试件形状及尺寸 图5-9 FISCO试验装置 50 * ③试验步骤 将试件安装在试验装置内，在试件坡口的两端按试验要求装入相应尺寸的塞片，以保证坡口间隙，此间隙可在0-6mm范围内变化。将水平方向的螺栓紧固，紧到顶住试件即可。把垂直方向的螺栓用测力搬手以12000N.cm的扭矩紧固好。 按图5-10a所示顺序焊接4条长约40mm的试验焊缝，焊接工艺参数按生产上的要求确定，焊缝间距约10mm，焊接弧坑原则上不填满。焊接结束后约10min，将试件从装置上取出，待冷至室温后，沿焊缝纵向弯断，观察断面有无裂纹，并测量裂纹长度，见图5-10b。 50 * 图5-10 试验焊缝位置 50 * 四、可调拘束裂纹试验法 主要用于研究各种类型热裂纹(结晶裂纹、液化裂纹)。 基本原理是利用焊缝凝固后期，施加不同的应变值，研究产生裂纹的规律。当外加应变值在某一温度区间超过焊缝金属或热影响区内塑性变形能力时，即产生裂纹，就以此来评定产生热裂纹的敏感性。 50 * 对焊接区施加的应变值是由外加载荷P的作用下使试件弯曲变形而获得。为了保证试件变形速度均勾和试件承受应变量的准确，采用了旋转式加载机构，使加载压头始终垂直于试件表面。 根据试验目的不同，可确定进行横向或纵向可调拘束裂纹试验，两者可在同一台试验机上进行。 图6-11 可拘束裂纹试验示意图 50 * 五、其他焊接性试验方法 50 * 1、拉伸拘束裂纹试验（TRC） 基本原理是模拟焊接接头承受的平均拘束应力，在一定坡口形状和一定尺寸的试板间施焊后，冷到规定温度时在焊缝横向施加一个恒定的载荷