中华人民共和国国家标准
Weldabillty testingMethodof controlled thermal severity crackingtest
本标准适用于低合金钢和碳素钢搭接接头焊接裂纹试验.
1名词、术语
1.1二向热流(Bithermal):传递热流的方向数为2个.
1.2三向热流(Trithermal):传递热流的方向数为3个.1.3热拘束指数(Thermalseveritynumber缩写为TSN):与板厚和传递热流的方向数有关,用来表示冷却条件与裂纹间关系的指数.冷却速度对接头裂纹倾向的影响. 1.4可控热拘束(Controlledthermalseverity缩写为CTS):通过热拘束指数的变化来反映
2试件的制备
2.1试件的形状和尺寸如图1所示.
图1试件形状和尺寸
a>1.5-上板厚度;d-下板厚度
2.2上板试验焊缝的两个端面必须要机械切削加工(气割下料时,机械切削加工余量为10mm以上),其它端面可采用气割下料.
2.3上板和下板的接触面以及下板试验焊缝附近的氧化皮、油、锈等均要打磨清除干净.
3试验步骤
3.1按图1进行试件组装.先用螺栓把上板固定在下板上,然后采用试验焊条焊接两侧面的拘束焊缝,每侧焊两道.
3.2待试件完全空冷至室温后,将试件放在隔热的平台上焊接试验焊缝.
3.3焊接试验时,按照图1,先焊接试验焊缝1,然后等试件完全空冷至室温后,更换焊条再焊试验焊缝2.
3.4焊后的试件在室温放置48h后进行解剖.
3.5试件解剖时,将每条试验焊缝按图2中虚线所示的尺寸进行机械切.每条试验焊缝上取3块试样,共计6块.
图2试件解剖尺寸
3.6对各试样检测面要进行金相研磨和腐蚀处理,然后,放大10~100倍检测有无裂纹并测量裂纹的长度.
4计算方法
4.1按图3所示对测得的裂纹长度应用下列公式分别算出上板和下板的裂纹率.
式中:C-上板裂纹率,%;
EL--上板试样裂纹长度之和,mm; C-下板裂纹率,%;EL-下板试样裂纹长度之和,mm.
图3试样裂纹长度的计算
5记录
5.1试验日期、时间、环境温度和湿度.
5.2试件钢号和化学成分、试件状态、试件上板、下板厚度及其轧制方向.
5.3焊前试件温度、焊接电源的种类、焊接极性、焊条牌号、焊条直径、焊条的烘干温度和时间、焊接电流、焊接电压和焊接速度.
5.4试件开始解剖时间和方法.
5.5试验结果:热流指数及其裂纹率.
附录A
(补充件)
《搭接接头(CTS)焊接裂纹试验方法》的说明
A.1适用范围
本试验方法主要适用于低合金钢焊接热影响区,由于马氏体转变而引起的裂纹试验.该方法也适用于碳素钢.
A.2试件的制备
A.2.1本标准对试件厚度未作规定,但常用板厚为6~50mm.试验时,视结构情况,上板和下板的厚度可以不等.
A.2.2为确保试件尺寸和试验的可靠性,上板的两个受试端面要进行机械加工.当采用气割下料时,为避免试验焊接区受到热的影响,规定至少加工掉10mm.
A.2.3本试验方法主要靠两道拘束焊缝进行拘束,故需牢固地焊接这两条焊缝.试件中间的螺栓只起固定上板位置的作用,故螺栓与孔径之间可有些间隙.
A.3试验步骤
A.3.1这种产生于热影响区的冷裂纹与热影响区的冷却速度有密切的关系,尤其是300℃以下的冷却条件.因此要注意焊接时试件的初始温度.焊接试验通常在室温进行,但也可以在预热后和热处理的条件下进行.试验时将试件处于隔热条件下,以防止热量散失.
A.3.2焊接规范对冷裂产生有明显的影响,一般减少线能量,即增大热影响区冷却速度.因而增加淬硬倾向使冷裂纹敏感性增大.
A.3.3试件解剖时不得采用气割,要使用机械切割.机械切制时应尽量减少振动,以防止裂纹的扩展.
处,有时也可能发生在焊缝内,如图A1所示.对焊缝内裂纹和热影响区裂纹要区别对待. A.3.4本试验方法所得到的裂纹通常发生在焊缝下,有时也发生在上板和下板的接触部分及焊趾
图A1各种裂纹
A.3.5这种裂纹又称焊缝下裂纹,从外表几乎看不到,因此对各试样检测面要仔细研磨.通常磨到可以进行一般金属组织观察的程度即可.然后进行金相腐蚀,腐蚀剂一般可采用5%硝酸酒精溶液.但最好采用在3%苦味酸酒精溶液中添加3%浓硫酸的溶液.
A.3.6本试验较容易出现用肉眼观察不到的小裂纹,因此,在放大10~100倍条件下仍难以分辨时可使用500~1000倍显微镜进行观察.并利用显微镜上的测量附件来测量裂纹的长度.
A.3.7测量裂纹长度时,若裂纹呈曲线形则(如图3所示)按直线测量,裂纹重选时,重选部分
的长度不重复计算.
A.4热拘束指数(TSN)的确定
TSN是根据热流方向数和试件厚度而确定的.如图A2a表示在板厚6.25mm的端部焊接试验焊缝,其热流方向数为1,这时的热拘束指数规定为1,用TSN=1来表示.图A2b表示在板厚6.25mm板厚比前者的板厚大一倍,故两者的热拘束指数都规定为2,用TSN=2来表示.图A2c表示CTS试 的对接接头或在板厚为12.5mm试件的端部焊接时,前者热流方向数为2,后者为1.但由于后者的件的热流方向数,第一条试验焊缝的热流方向数是2,称为二向热流(Bithermal),第二条试验焊缝的热流方向数是3,称为三向热流(Trithermal).利用下列公式可求出不同板厚时的TSN值.
第一道试验焊缝:TSN= 4(08)25第二道试验焊缝:TSN= 4(288)25
式中:6一上板厚度,mm;
-下板厚度,mm.
图A2热拘束指数的确定