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第 2 章焊接接头的破坏性检验和外观检验

【学习目标】

1）掌握各种破坏性试验和外观试验的目的。

2）了解各种破坏性试验的注意事项和目视试验的设备、仪器

3）熟悉德体检尺的各种功能，熟练操作选择检尺。

2.1 破坏性检测

破坏性试验是从一件或试件上截取试样，或在产品整体破坏的前提下进行试验，以测试其各种力学性能、化学成分和全相结构的试验方法。

1、平行接头的拉伸试验

拉伸试验一般包括母材、焊接接头、接头和精炼金属的拉伸试验。 母材拉伸试验用于测定材料的强度、塑性和密封性能； 焊接接头拉伸试验用于评价焊缝或焊接接头的强度和塑性； 焊接结构和原生金属的拉伸试验只需要确定其控制强度和形状。

母材拉伸试验按GB/T228.1-2010（《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》）进行，焊接接头拉伸试验可按CB进行/T2651-2008（《焊接接头拉伸试验方法》《拉伸试验方法》）测量焊接接头的抗拉强度（R），试样应从垂直于焊缝轴线的焊接接头处截取，如图所示图2-1中，焊接接头与初始金属的抗拉强度试验可按GB/T2652-2008（《焊缝与熔敷金属拉伸试验方法》）进行，测定其抗拉强度（R）和屈服强度（R试样加工后，焊缝轴线应位于试样长度方向的中间。焊接接头拉伸试样分为三种类型：板和管板试样，整管试样和实心截面试样，如图2-2所示。其中，整管试样 主要用于小口径管材的拉伸试验（相关标准或协议无特殊规定时，小口径管材指外径小于或等于18mm的管道）。

焊接接头在高温下工作时，其力学性能与常温下的力学性能有很大不同。按焊接接头的高温工作条件对焊接接头进行高温短时拉伸试验时，按CB/T4338的规定-2006（（金属材料的高温拉伸试验方法）应实施以获得样品在不同温度下的拉伸强度。强度、屈服强度、延伸率和断面收缩对于在高温下工作的焊接接头，在必须测量长期高温载荷，即材料在给定温度下经过规定时间后断裂时的应力值，此时CB/T2039-2012（《金属材料单轴拉伸蜡Change Test Method”）应予以实施。试验时，测量试样在给定温度和规定应力下的断裂时间，然后用外推法求出其数万小时甚至数十万小时的持久强度小时。 测试的同时，还可以测量样品在高温下的永久塑性——伸长率和断面收缩率

2、焊接接头弯曲试验

弯曲试验可用于评估焊接接头的塑性变形能力，并显示受拉表面上的焊接缺陷。 熔焊和压焊焊接接头的弯曲试验可按GB/T2653-2008（《焊接接头弯曲试验方法》）进行。 根据标准要求，可采用三种基本类型的弯曲试验：横向弯曲、编织弯曲和规则弯曲，如图2-4所示。

(1) 焊缝轴线垂直于试件纵轴线的弯曲试验。

(2)编织试验是焊缝轴线平行于试样纵轴的弯曲试验。

(3) 侧弯试验试样的受拉面为焊缝纵截面的弯曲试验。

对于焊接接头的横向弯曲试验和纵向弯曲试验，根据弯曲时受拉面的不同，可分为表面弯曲（受拉面为焊缝正面）试验和背面弯曲（受拉面为焊缝正面）试验。焊缝背面）测试。 试验容易发现靠近焊缝表面的缺陷：后弯试验很容易发现焊缝根部的缺陷； 对于多层焊接的层间缺陷等，可根据产品技术条件选择弯曲检测方式

图2-4 音乐测试测试分类 a) 模拟测试测试 b) 应用测试 x) 样例测试测试

弯曲试验主要采用三点弯曲和简化弯曲两种试验方法，如图2-5所示。 在弯曲试验中，当弯曲角a达到技术条件规定的值时，接头是否张开来评价被试接头或材料是否满足使用要求，有时临界弯曲角a当受拉面上出现的裂纹也用于评价被测接头的质量。 弯曲性能。

工程中常采用三点弯曲试验，滚子弯曲试验特别适用于两种母材或母材与焊缝之间的试验。

对接焊和压焊对接接头的夏比冲击试验分为常温冲击试验和低温冲击试验两种。焊接接头

3、焊接接头冲击试验

室温冲击试验可按CB/T2650-2008（《焊接接头冲击试验方法》）进行，测量接头焊接结合部、熔合线和热影响区的冲击吸收功。 熔焊和压焊对接接头的低温冲击试验可按CB/T229-2007（《金属材料的夏比摆锤冲击试验方法》）进行，测量接头焊缝的冲击吸收能，熔合线和热影响区。

(1)焊接接头冲击试验方法冲击试验通常是将带缺口的试样放在一定温度(如0℃、-20℃～40℃)的冲击试验机上进行。

根据试样形状和断裂方式，冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲击试验三种。 梁弯曲冲击试验由于操作简单焊接接头弯曲试验方法，应用最为广泛。我国现行标准规定的冲击试验采用标准的V系列缺口进行冲击试验，缺口应开在接头，作为冲击试样在试板中冲击方向和缺口位置的确定，如图2-7所示，所有缺口的轴线应垂直于焊缝系统的特定区域,试样的规律、起爆线和热影响区缺口的位置如图2-5所示，为了准确的在应该开的位置开缺口，开门前，应用病性脱线样本，在清晰显示关节各区域后按要求画线

(2) 有阻隔和压缩对接接头的低体积冲击试验耐温钢材料，保证工程结构在低温下的稳定性。 安全操作。试验时，将试样置于低温槽均温区冷却至试验温度（-192-15℃），保温足够长的时间，然后用夹板取出试样进行低温冲击试验

低温冲击试验是测量金属由铜态转变为脆性态的温度。 由于材料的工作温度低于其自身的剪切能转变温度T，因此确定材料的剪切能转变温度非常重要。 是通过低温冲击试验得到不同的冲击系统值，做a，T曲线来确定7。

4、国外接头硬度测试

全属硬度试验是通过将硬钢球或金刚石维体压入试样或撞击试样表面，测量金属抗局部变形能力及其软硬度的试验。 一般来说，金属的强度和硬度与某类材料有一定的经验关系。 因此，在许多情况下，只测量硬度而不进行拉伸试验。 硬度测试具有不损坏工件、工作效率高等优点。

CB/T2654-2008（（焊接接头硬度试验方法））可用于焊接接头和压接接头的硬度试验。 最大推荐度数不能超过某个上限值。

(1) 粉光性能分析，有针对性的基础金相分析

保持产品生长的单点，主要分析，原理和标准，模具表面形状，热影响区宽度和多层舞路径为次要条件，分析可以理解和连接破门。 形态、起源位置和延伸条件。

2)及热影响区显微组织分析。 接头微观组织分析的重点是热影响区的物理组织和过热区。 观察和告别，以及摄影，算作整个交流性质的一个相互关联的开始。

清洗、视速等一系列操作。图2.9为全相制样设备的组织结构，采用键控的方法得到尺寸合适、形状规则的样品。 安装方法有机械法和树脂土法； 机械土法是将试样放在夹具或小钢夹中，然后用螺钉和垫片固定，如图2-10所示： 树脂镶嵌法是用树脂镶嵌小金相试样。 任何形状的样品都可以卷成一定尺寸的样品。 试样切割加工后，应立即作详细标记和记录，以便在制备、观察和贮存过程中，不至于混杂、打滑。 标记时，可根据样品情况采用不干胶、印章或电火花等方法。 原则明确，长期保存。

3）抛光、抛光、蚀刻。 研磨是样品制备最重要的阶段，最重要的是使样品平整，尽量减少组织损伤层。 试样的抛光分为粗磨和细磨。 ，一般用锤刀或砂纸打磨形状和打磨表面； 对于较硬的钢材，可在砂轮机、砂带或砂轮机上进行修整。 精细研磨和抛光是样品制备的最后阶段。 光留下的磨痕焊接接头弯曲试验方法，提高试样表面的光反射，即抛光，在各种金相砂纸上进行由粗到细。 为了提高组织分辨率，全相样品的抛光方法包括机械抛光（在金相样品抛光机上进行）、电解脂解（使用电化学溶解）和化学抛光（依靠化学品对样品表面的不同影响）。 均匀溶解）。 蚀刻是在金相显微镜下观察和显示微观组织的一种方法。 化学蚀刻法在生产和科研中应用广泛。 它是将抛光后的金相试样注入化学试剂，或用化学试剂擦拭试样表面，显微组织的方法。 操作简单。 ，经济且可重现。

(3) 组织观察与分析焊接接头金相组织观察分析时，试样的成分、焊接方法和规范、焊前和焊后热处理条件、制样方法，特别是腐蚀方法等. 有一个基本的认识，然后根据在显微镜下观察到的颜色、形状和分布来区分各种金相组织。 必要时，应采用电子显微镜、金相分析、X射线组织分析等现代金相技术进行鉴定。

6、化学分析及腐蚀试验

(1)化学分析焊缝金属的化学分析是分析金属材料的化学成分，测试其化学性能(如耐蚀性、抗氧化性等)，金属的化学成分决定了很大程度上影响了金属的物理性能、化学性能和机械性能，因此需要通过化学分析来确定金属材料的化学成分。 焊缝金属化学分析可按CB/T223（《钢铁及合金化学分析方法》）的有关规定进行。 化学成分分析包括常规元素分析和微量元素分析。 钢铁材料的常规元素一般是指碳、硅、硫、磷等常用元素和络合物、镍、铝、钛、钢等常用元素； 微量元素一般是指常用合金系列以外的元素，如磷、砷、金、锡等易引起回火脆性的元素，氮等易引起亚热影响区脆性的元素。低温钢等

常用的化学分析方法有化学溶液溶解焊缝试样的方法和光谱仪测量的方法。

化学溶液溶解焊接接头试样的方法是指先根据需要在焊接接头上采用钻孔、切割、车削等方法取焊缝试样片，然后将试样放入特定的化学溶液中，根据结果化学反应（如反应产物的量或消耗试剂的量）来确定一种元素的含量。

光谱仪测量方法的原理是：每种元素的原子都有自己的特征光谱。 根据原子光谱中的元素特征谱线，可以判断样品中是否存在待测元素。 通常，元素特征谱中较强的元素的谐波线称为该元素的敏感线。 只要在光学语言中检测到某种元素的敏感线，就可以确定该元素存在于样品中。

(2)离线试件间腐蚀试验是检验钢结构和双相不锈钢焊接接头腐蚀质量常用的腐蚀试验。 基本测试方法是：用配制好的溶液对焊接试样进行热蚀一段时间后，将焊件向接头线弯曲180°，然后在放大镜下观察曲面是否有中间-产品腐蚀裂纹，从而评价接头的产品间腐蚀倾向。

可按照GB/T4334-2008（《金属及合金腐蚀和非钢材的层间腐蚀试验方法》）的有关规定进行碳化硅无损焊接接头的层间腐蚀试验，以评价其焊接接头的产品间腐蚀趋势。焊后状态明宝状渗碳体中铁素体含量（体积百分比）的测定可按GB/T1954-2008（《明谋奥氏体不锈钢生成铁素体含量测定》 Method"),有两种测量方法：定向法和磁力法