冷裂纹试验小铁研实验概述

1、焊接冷裂纹及其测定方法(小铁研) 焊接裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性。根据形成焊接裂纹的温度可分为热裂纹和冷裂纹；根据裂纹发生的位置可分为焊缝金属中的裂纹和热影响区中的裂纹。而其中尤以冷裂纹的危害最大。冷裂纹与热裂纹的主要区别就是：冷裂纹在较低的温度下形成，一般在200-300以下形成；冷裂纹不是在焊接过程中产生的，而是在焊后延续一定的时间后才产生，如果钢的焊接接头冷却到湿温后并在一定的时间（几小时、几天、甚至十几天以后）才出现的冷裂纹称为延迟裂纹；冷裂纹多在焊接热影响区内产生，如沿应力集中的焊缝根部形成的冷裂纹称为焊根裂纹。沿应力集中的焊趾处形成的冷裂纹称

2、为焊趾裂纹。在靠近堆焊焊道的热影响区内所形成的裂纹称为焊道下裂纹。冷裂纹有时也在焊缝金属内发生。一般焊缝金属的横向裂纹多为冷裂纹。冷裂纹与热裂纹相比，冷裂纹的断口无氧化色。冷裂纹产生的原因：钢材的淬火倾向，残余应力，焊缝金属和热影响区的扩散氢含量。其中氢的作用是形成冷裂纹的重要因素。当焊缝和热影响区的含量较高时，焊缝中的氢在结晶过程中向热影响区扩散，当这些氢不能逸出时，就聚集在离熔合线不远的热影响区中；如果被焊材料的淬火倾向较大，焊后冷却下来，在热影响区可能形成马氏体组织，该种组织脆而硬；在加上焊后的焊接残余应力，在上述几种因素的作用下，导致了冷裂纹的产生。防止冷裂纹的具体措施如下：（1）焊前

3、预热和焊后缓冷，不仅能改善焊接接头的组织，降低热影响区的硬性和脆性，还能加速焊缝中的氢向外扩散，并起到减少焊接应力的作用。（2）选择合适的焊接材料，如选用碱性低氢型焊条，在焊前将焊条烘干，并随用随取。在焊前应仔细清除坡口周围的水、油、锈等污物，以减少氢的来源。（3）选择合适的焊接规范。尤其是焊接速度，即不能过快，也不能太慢。焊接速度太快，易形成淬火组织；焊接速度太慢，会使热影响区变宽，总之，都会产生冷裂纹。在焊接时，采用合理的装配和焊接顺序，以减少焊接残余应力。（4）焊后及时进行消除应力热处理和去氢处理，消除残余应力，使氢从焊接接头中充分逸出。所谓的去氢处理就是一般指焊件焊后立即在200-35

4、0的温度下保温2h-6h，然后缓冷。其主要目的使焊缝金属内的氢的扩散加速逸出。因此，正确测定焊接冷裂纹十分重要。焊接冷裂纹倾向的测定方法很多，常用的有：最高硬度法、斜y坡口对接裂纹试验法（“小铁研式”抗裂实验）、刚性拘束裂纹试验（RRC试验）、拉伸拘束试验(TRC)、插销试验等。按照接头拘束类型可把抗裂试验分为自拘束抗裂试验和外拘束性抗裂试验两大类。自拘束抗裂试验主要评价材料（焊材）抗热、冷裂纹性能，确定焊接规范(不开裂时)及热处理情况（包括预热、后热）。这种试验只是定性地进行。象小铁研试验、窗口试验等。外拘束性试验适用于定量评定材料的裂纹倾向，以及可以比较深入地进行有关理论研究工作，像插销试

5、验法等。我在此仅简要对小铁研实验进行介绍。测试目的：对接焊缝（HAZ -WM组合）的冷裂纹敏感性。主要应用领域：验收测试，研究和开发。材料：高强度非合金或低合金钢（盘）和相应的适当的填充材料。测试厚度：T10毫米。标本号：1至3的每个条件。所要求的预热温度（ Tpreh ）必须由至少3个试样没有早期裂纹证明测试类型：对接焊缝（根运行） ，测试焊缝（ HAZ -WM ）载入中：自制标本，负荷水平取决于钢板厚度测试时间： 16小时张力：强调作为收缩约束和改造残余应力的结果。的单V形对接接头的根面被部分地渗透，以达到一个对应的凹口效应裂纹的位置：焊接热影响区和/或WM裂纹识别：目视检查，早期裂纹检查通过金相切片或打开手段强行氧化退火（ 250 C/3h ）之后。特殊的影响因素：钢板厚度，接头准备，均匀预热标准的裂纹敏感性：无裂缝条件（焊接金属氢含量，预热温度，热输入），裂纹扩展系数：总裂纹表面的比率来焊接截面积下面以Q235为例介绍小铁研