破坏性检验课件

破坏性检验8—1焊接接头、焊缝及熔敷金属的力学性能试验⒈焊接接头的拉伸试验●GB/T2651—2008《焊接接头拉伸试验方法》规定了焊接接头拉伸试验程序及试样尺寸要求。●此标准适用于金属材料熔化焊和压焊接头。⑴试样的制备②取样位置试样应从焊接接头垂直于焊缝轴线方向截取，试样加工完后，焊缝的轴线应位于试样平行长度部分的中间。外径≤18mm可采用整管拉伸的办法。②取样方法钢：厚度＞8mm，不能用剪切的方法。若用热切割方法取样，切割面应距试样表面8mm以上。其它金属材料：不得采用剪切和热切割法取样，只能采用机械加工的方法。③试样式样

试样式样分有：1)板及管板状试样、2)整管试样、3)实心圆柱形试样。

1)板及管板状试样

●平行长度部分宽度b：见P174图8—1a)、b)

平板—

板厚tS≤2b=12

板厚tS＞2b=25

管子—

管外径D≤50b=6

管外径50＜D≤168b=12

管外径D＞168b=25

◎平行长度部分长度：LC

Lc≥焊缝宽度LS＋60mm2)整管试样

加管塞。见P174图8—1C)3)实心圆柱形试样

平行长度部分长度：LC

Lc≥焊缝宽度LS＋60mm⒉焊缝及熔敷金属拉伸试验◆可按GB/T2652—2008《焊缝及熔敷金属接伸试验方法》进行。◆可测σb、σS、δ（伸长率）、ψ（断面收缩率）●δ＝［（LK－Lo）/Lo］×100%◎ψ＝［（Ao－AK）/Ao］×100%■试样的夹持部分允许有母材或未加工的焊缝表面。▲试样横截面为圆形，夹持部分可以是：

1)单肩、2)双肩、3)带螺纹。见P175图8—3“焊缝及熔敷金属拉伸试样”⒊焊接接头的弯曲试验⑴焊接接头的弯曲试验术语◆GB/T2653—2008《焊接接头的弯曲试验方法》适用于金属材料熔化焊接头的弯曲试验。◆弯曲试验分有：横弯（见P176图8—4a）、纵弯）（见P176图8—4b）

、侧弯（见P176图8—4c）三种。◆横弯、纵弯还分有正弯和背弯。▲所谓正弯是试样受拉面为焊缝正面的弯曲。（P177第1——3行）▲对于双面不对称焊缝，所谓正弯是试样的受拉面为焊缝最大宽度面；▲对于双面对称焊缝，所谓正弯是试样的先焊面为受拉面。横弯纵弯侧弯◆GB/T2653—2008标淮包括的弯曲试验有：

1）对接接头正弯：

单面焊—焊缝表面为受拉面。

双面焊—焊缝较宽或开始焊的一面为受拉面。2)对接接头背弯：焊缝根部为受拉面。3)对接接头侧弯：焊缝横截面为受拉面。⑵试样尺寸要求宽度的截取①横向正弯和背弯试样宽度截取：钢板：b≥1.5tS，最小为20mm。（tS为试样厚度）铝、铜及合金：b≥2tS，最小为20mm。管径≤50mm：bmiX＝t＋0.1D，最小为8mm。管径＞50mm：bmiX＝t＋0.05D，最小为8mm，最大为40mm。②侧弯试样宽度截取：

一般等于焊接接头母材厚度。

③纵向弯曲试样宽度截取：

钢：tS≤20mm，b＝LS＋（2×10）

（LS加工后焊缝最大宽度再加上2个熔合线外宽度10mm）

tS＞20mm，b＝LS＋（2×15）

（LS加工后焊缝最大宽度再加上2个熔合线外宽度15mm）

铝、铜及合金：tS≤20mm，b＝LS＋（2×15）

tS≥20mm，b＝LS＋（2×25）⑶弯曲试验法弯曲试验方法见P177图8—6“弯曲试验方法”有两种

1)圆形压头弯曲试验（三点弯曲）、2)辊筒弯曲试验。4.焊接接头及堆焊金属的硬度试验●硬度是表征金属在表面局部体积内抵抗变形或破坏的能力。金属的硬度虽然没有确切的物理意义，但它不仅与材料的静强度、疲劳强度存在经验关系，还与焊接性有间接联系。●硬度试验法分有：

1)布氏硬度试验法（HB）、2)洛氏硬度试验法（HR）、3)维氏硬度试验法（HV）。①布氏硬度试验法（HB）★用一个一定直径的硬质合金压头压入试样表面，测量压痕直径测定布氏硬度。单位：Kgf/mm2★由于压痕面积较大，能反映金属表面较大范围内各组成相综合平均的性能数值，特别适合于具有粗大晶粒或粗大组成相的焊接接头。②洛氏硬度试验法（HR）●洛氏硬度试验分有多种软质压头（钢球）、硬质（金刚石圆锥），可测出较软到极硬材料的硬度。■HRB的压头为φ1.588mm（1/16英寸）的钢球。适用于软钢、铜合金、铝合金、可锻铸铁。▲HRC的压头为120度的金刚石圆锥。适用于淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢。◆压痕面积较小，对一般工件基本不造成太大损伤。对于具有粗大晶粒或粗大组成相的焊接接头，缺乏代表性，所以不宜采用。③维氏硬度试验法（HV）

维氏硬度试验法采用金刚石四棱锥为压头，锥面夹角为136度。GB/T2654—2008/IS09015-1:2001

“焊接接头硬度试验方法”●标准适用于金属材料的电弧焊接头，压焊接头和堆焊金属的硬度测试，但不适用于奥氏体不锈钢焊缝硬度试验。●被检测表面制备完成后最好进行适当腐蚀，以便准确确定焊接接头不同区域的硬度测量位置。●为防止由测点压痕变形引起的影响，两测点中心的最小距离应为测点压痕对角线（维氏硬度）或直径（洛氏硬度）平均值的2.5倍。●在热影响区中由于焊接引起的硬化区域至少要有一个测点，测点中心与熔合线之间距离≤0.5mm。5.焊接接头的冲击试验●焊接接头的冲击试验是把试验的接头制成规定的形状和尺寸的试样，在冲击试验机上一次冲断，用冲断试样所消耗的功，得到冲击性能指标（冲击韧度、冲击吸收功）。●冲击试验所得到的冲击值与断裂韧度有密切关系，冲击值可用来估计断裂韧度，或直接测量材料的动态断裂韧度和止裂韧度。

◆熔焊和压焊对接接头的夏比冲击试验分为：常温和低温冲击试验两种。

■焊接对接接头的常温夏比冲击试验按GB2650—89？“焊接接头冲击试验方法”进行。可以测定焊缝、熔合线和热影响区的冲击吸收功AK（单位：J）、或冲击韧度αK（单位：J/cm2）。

▲因为试样缺口分有V型和U型两种，所以冲击吸收功分有AKV和AKU。

●冲击韧度分有αKV和αKU。

焊接接头冲击试样冲击试样缺口与接头各区域相对位置焊接对接接头的低温夏比冲击试验●焊接对接接头的低温夏比冲击试验按GB4159—84？《金属低温夏比冲击试验方法》○低温试验温度：15～－192度。保温时间不得少于5min。试样拿出至打断时间不应超过5S。8—2焊接接头金相组织分析⒈焊接接头金相组织分析内容⑴焊接接头的宏观分析

1)粗晶分析（低倍分析）粗晶分析（低倍分析）可以了解：①焊缝树枝晶(柱状晶)生长形态、②焊缝成形系数、③宏观偏析、④焊接缺陷、⑤热影响区宽度、⑥多层多道焊情况。

2)断口分析

●了解焊接缺陷形态、产生部位和扩展情况，可以为判断引起断裂的原因提供重要依据。

●断口分析技术是由①宏观断口分析和②显微断口分析组成。

①宏观断口分析可以判断断裂性质及断裂事故的全过程，为进一岁开展显微断口分析提出目标和任务。可以说宏观断口分析是显微断口分析的前提和基础。

②用显微镜分析研究断口形貌特征的方法称为显微断口分析。用光学显微镜、电子显微镜（包括透射电镜TEM和扫描电镜SEM进行高倍观察）进行金属材料断口分析。

⑵焊接接头显微金相分析1)焊缝铸态一次结晶组织分析一次结晶组织表现为各种形态的柱状晶组织。柱状晶组织的形态、粗细程度以及宏观偏析情况对焊缝力学性能、裂纹倾向影响很大。2)二次固态相变组织分析

是针对高温奥氏体经连续冷却相变后固态相变组织进行分析。

3)热影响区显微组织分析

★热影响区组织比较复杂，尤其是熔合线和过热区。

●在熔合线和过热区常存在一些粗大组织，使接头的冲击吸收功和塑性大大降低，也成为脆性破坏的发源地。热影响区的性能有时决定了整个接头的质量和寿命。

◆金相组织分析可采用光学显微镜和电子显微镜。

◆电子显微镜包括有：扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）。

★扫描电镜（SEM）可进行：

①可代替光学显微镜进行低倍宏观分析（即断口分析）及高倍微观分析。

②可进行成分分析（扫描方式有：点扫描和线扫描）★透射电镜（TEM）：其原理同光学显微镜。只是用电子束代替可见光。

①电子束直接穿过试样，对材料内部的组织结构进行分析。

◆电镜分辩率高，在光学显微镜下无法确认的组织（如钢中的极细珠光体，上、下贝氏体，马氏体回火组织等）在电子显微镜下可以可靠辩认。

◆试样对于电子束必须是“透明”的，试样厚度—般控制在100～200nm内，就是所谓的薄膜直接透射法。

②薄膜透射技术还能观察晶体的缺陷（如位错、孪晶、层错等）。⒉金相试样的制备⑴试样的截取试样应包括母材、焊缝和热影响区三个部分。试样在截取过程不应受热、变形，以免失真。⑵试样的夹持与镶嵌8—3焊缝金属化学分析⒈奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验

GB4334.1—84《不锈钢10%草酸浸蚀试验方法》；

GB4334.2—84《不锈钢硫酸—硫酸铁腐蚀试验方法》；

GB433