四-金属焊接性.ppt

2. 插销试验 插销试验主要考核焊接热影响区的氢致延迟裂纹敏感性。也可用于考核再热裂纹和层状裂纹等的敏感性。 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10所示。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11所示。 * 图10 插销试棒的形状 a) 环形缺口插销 b) 螺形缺口插销 * 图11 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 * 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12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5作适当调整 。 表5 缺口位置a与焊接热输入E的关系 * 图12 熔透比的计算 * 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13），盲孔直径3mm，深度与插销试棒的缺口处一致。测点的最高温度应不低于1100℃。 当加载试棒时，插销可能在载荷持续时间内发生断裂，记下承载时间。在不预热条件下，载荷保持16h而试棒未断裂即可卸载。预热条件下，载荷保持至少24h才可卸载。可用金相或氧化等方法检测缺口根部是否存在断裂。经多次改变载荷，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，但应注明。根据临界应力σcr的大小可相对比较材料抵抗产生冷裂纹的能力。 * 图13 底板的形状及尺寸 * 试棒上端与底板表面平齐，试验时在底板上以规定的热输入熔敷一条焊道，其熔深应使缺口尖端位于热影响区的粗晶区内。 如不预热，焊后冷却至100-150℃时加载。如有预热，应在高于预热温度50-70℃时加载。 在无预热条件下，载荷保持16小时而试棒未断裂即可卸载。有预热条件下，载荷保持至少24小时才可卸载。经多次改变载荷，即可求出在试验条件下不出现断裂的临界应力值。 * 3. 拉伸拘束裂纹试验（Tensile Restraint Cracking Test, 即TRC试验） 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，冷却到规定温度时在焊缝横向施加一拉伸载荷并保持恒定，直到产生裂纹或断裂。 4. 刚性固定对接裂纹试验（Restrained Butt Joint Cracking Test） 这种试验方法主要用于测定焊缝的冷裂纹和热裂纹倾向，也可以测定热影响区的冷裂纹倾向，适用于低合金钢焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。 * 5. 窗形拘束裂纹试验（Window Type Restraint Cracking Test） 这种方法主要用于测定低合金钢多层焊时焊缝横向冷裂纹及热裂纹的敏感性，为选择焊接材料和确定工艺条件提供试验依据。 6. 搭接接头焊接裂纹试验（Controlled Thermal Severity，即CTS试验） 这种试验是通过热拘束指数的变化来反映冷却速度对焊接接头裂纹敏感性的影响，主要适用于低合金钢热影响区的冷裂纹敏感性评定。 * 三．焊接再热裂纹试验方法 厚板焊接结构，并采用含有某些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，焊接热影响区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。可采用如下几种试验方法进行评定。 * (1) 插销式再热裂纹试验法 试验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 试件形状及尺寸如图14所示。试板厚为δ=