《金属材料焊缝破坏性试验 焊件的热裂纹试验 弧焊方法 第2部分：自拘束试验gbt 41107.2-2021》详细解读

《金属材料焊缝破坏性试验焊件的热裂纹试验弧焊方法第2部分：自拘束试验gb/t41107.2-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号和缩略语5原理contents目录6试验附录A(资料性)T型接头焊缝裂纹试验报告附录B(资料性)焊缝金属拉伸试验报告附录C(资料性)纵向弯曲试验报告011范围适用范围本标准规定了采用弧焊方法进行金属材料焊缝破坏性试验中焊件的热裂纹试验方法。01适用于对金属材料焊缝在热裂纹敏感性方面的评估。02适用于不同金属材料在焊接过程中热裂纹产生的风险评估。03010203本标准不适用于其他焊接方法，如激光焊、电阻焊等。不适用于已存在裂纹或缺陷的焊缝评估。非金属材料的焊缝热裂纹试验不在本标准规定范围内。不适用范围022规范性引用文件国家标准GB/T2651焊接接头拉伸试验方法GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T2653焊接接头弯曲试验方法GB/T6397金属拉伸试验试样0204010305JB/T4730.5承压设备无损检测第5部分渗透检测行业标准ISO15614-1钢的电弧焊和气焊/镍和镍合金的焊接工艺评定试验02AWSD1.1/D1.1M:2020钢结构焊接规范03这些规范性引用文件为《金属材料焊缝破坏性试验焊件的热裂纹试验弧焊方法第2部分：自拘束试验》提供了试验方法和评定标准的依据，确保了试验的准确性和可靠性。同时，这些引用文件也是该标准的重要组成部分，对于理解和实施该标准具有重要意义。04ISO6892-1金属材料室温拉伸试验方法01国际标准033术语和定义3.1焊接焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。在本试验中，焊接特指使用弧焊方法对金属材料进行连接的过程。弧焊是一种通过电弧产生高温来熔化金属，从而实现金属连接的方法。热裂纹是在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。热裂纹通常发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。其产生原因主要是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。3.2热裂纹3.3自拘束试验自拘束试验是一种评估焊接接头热裂纹敏感性的试验方法。它通过特定的焊接条件和几何形状，使得焊接接头在冷却过程中产生较大的拘束应力，从而诱发热裂纹。在本试验中，自拘束试验被用于评估金属材料在弧焊方法下的热裂纹敏感性，为金属材料的焊接性能提供重要参考。破坏性试验是指对焊接接头进行力学性能测试，直至其发生破坏的试验过程。通过破坏性试验可以获取焊接接头的强度、塑性、韧性等力学性能指标。在本试验中，破坏性试验被用于验证焊接接头的质量和性能是否满足相关标准和要求，为金属材料的安全使用提供重要保障。3.4破坏性试验044符号和缩略语符号T表示温度，单位℃（摄氏度）表示时间，单位s（秒）t表示焊缝长度，单位mm（毫米）L表示焊缝余高，单位mm（毫米）H表示应力，单位MPa（兆帕）σ01020304表示焊缝宽度，单位mm（毫米）W表示应变ε符号美国焊接学会（AmericanWeldingSociety）AWS国家标准（GuoBiao，中国国家标准）GB美国材料与试验协会（AmericanSocietyforTestingandMaterials）ASTM缩略语010203欧洲标准（EuropeanNorm）EN国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization）ISO美国机械工程师学会（AmericanSocietyofMechanicalEngineers）ASME缩略语01TIG：钨极惰性气体保护焊（TungstenInertGasWelding）02MIG：金属惰性气体保护焊（MetalInertGasWelding）03这些符号和缩略语在《金属材料焊缝破坏性试验焊件的热裂纹试验弧焊方法第2部分：自拘束试验gb/t41107.2-2021》标准中经常出现，对于理解和实施该标准具有重要意义。其中，温度、时间、焊缝尺寸等符号在试验中需要精确测量和记录，以确保试验结果的准确性和可靠性。而各个标准和焊接方法的缩略语则有助于简化表述，提高沟通效率。缩略语055原理热裂纹的形成焊接过程中，焊缝金属在凝固过程中受到拉应力作用，且由于金属在凝固过程中的收缩，易在焊缝中产生热裂纹。热裂纹通常发生在焊缝金属由液态向固态的凝固过程中，特别是在焊缝金属的凝固末期，此时焊缝金属处于又脆又硬的状态，对裂纹敏感性增大。自拘束试验原理自拘束试验是通过在试板上预制一定深度的缺口，模拟实际焊接接头中的应力集中和拘束条件，使试板在焊接过程中产生热裂纹。通过观察和分析热裂纹的形态、位置和数量，可以评估焊接材料和工艺对热裂纹的敏感性，从而为优化焊接工艺和提高焊接质量提供依据。试验的意义通过自拘束试验，可以研究和预测金属材料在焊接过程中产生热裂纹的倾向，有助于在实际生产中避免或减少热裂纹的产生。该试验方法对焊接材料的选择、焊接工艺的制定以及焊接质量的控制具有重要的指导意义。同时，也为焊接技术的进一步发展和优化提供了理论基础和实验依据。066试验123确定试样的材料和尺寸，确保其符合标准要求。对试样进行必要的预处理，如清洗、去除油污和氧化皮等。检查焊接设备和工艺参数，确保其满足试验要求。6.1试验准备焊接完成后，对焊缝进行外观检查，记录焊缝的形貌和尺寸。按照标准要求进行破坏性试验，如拉伸、弯曲等，记录试验数据和破坏形态。将试样装夹在焊接设备上，调整焊接参数，进行焊接。6.2试验过程6.3试验结果分析对比不同焊接参数下的试验结果，优化焊接工艺参数。根据试验结果，评估焊接工艺和材料的匹配性，提出改进意见。分析焊缝的宏观和微观组织，了解焊缝的质量和性能。010203010203在试验过程中，应严格遵守安全操作规程，确保人员和设备安全。使用防护用品，如手套、护目镜等，避免飞溅物对人员造成伤害。试验结束后，及时清理现场，将废弃物妥善处理。6.4安全与防护07附录A(资料性)T型接头焊缝裂纹试验报告试验目的010203评估金属材料在焊接过程中热裂纹的敏感性。通过自拘束试验方法，模拟实际焊接过程中的应力状态。为金属材料的焊接工艺优化提供依据。试验原理利用T型接头焊缝的特殊结构，使焊接接头在冷却过程中产生自拘束应力。通过观察焊缝表面是否出现裂纹，以及裂纹的数量和长度，来评估材料的热裂纹敏感性。1.准备试件按照标准规定加工T型接头试件，保证试件的尺寸和形状符合要求。2.焊接过程采用弧焊方法进行焊接，记录焊接参数，如电流、电压、焊接速度等。3.焊后处理焊接完成后，对试件进行必要的后处理，如热处理等。4.裂纹检测采用合适的方法对焊缝进行裂纹检测，记录裂纹的数量、长度和位置。试验步骤结合焊接参数和焊后处理情况，分析裂纹产生的原因和机理。提出改进焊接工艺的建议，以降低热裂纹的产生风险。根据裂纹检测结果，计算裂纹率，评估材料的热裂纹敏感性。结果分析本试验通过T型接头焊缝裂纹试验，成功评估了金属材料的热裂纹敏感性。试验结论试验结果表明，在某些焊接参数和焊后处理条件下，材料存在较高的热裂纹风险。根据试验结果，建议优化焊接工艺参数、改进焊后处理方法，以降低热裂纹的产生风险，提高焊接接头的质量和可靠性。08附录B(资料性)焊缝金属拉伸试验报告试验目的为焊接工艺评定、材料选择及结构优化提供参考依据。测定焊缝金属的抗拉强度、屈服强度和延伸率等关键指标。评估焊缝金属在拉伸过程中的力学性能和变形行为。010203010203拉伸试验是通过对试样施加拉伸载荷，测定材料在拉伸过程中的应力-应变关系。通过拉伸试验可以获得材料的抗拉强度、屈服点、延伸率等力学性能指标。本试验按照国家标准GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行。试验原理具备足够的量程和精度，能够记录载荷-位移曲线。拉伸试验机试样引伸计按照标准制备的焊缝金属拉伸试样，尺寸和形状符合规定。用于测量试样的变形量，精度要求高。试验设备与材料5.试验结束当试样断裂时，停止试验，并保存试验数据。2.安装试样将试样安装在拉伸试验机上，并连接好引伸计。4.观察记录观察试样的变形过程，记录抗拉强度、屈服点和延伸率等指标。3.开始试验启动拉伸试验机，对试样施加拉伸载荷，同时记录载荷和位移数据。1.准备试样按照标准要求制备焊缝金属拉伸试样，确保试样尺寸和形状符合要求。试验步骤结果分析010203根据试验数据绘制载荷-位移曲线，分析焊缝金属的力学性能和变形行为。对比不同焊接工艺或材料下的拉伸试验结果，评估其优劣。结合其他破坏性试验（如冲击试验、弯曲试验等）结果，综合评定焊缝金属的性能。09附录C(资料性)纵向弯曲试验报告试验目的为焊接工艺的优化和质量控制提供数据支持。检测焊接接头在弧焊过程中产生热裂纹的潜在风险。评估焊缝金属在热裂纹敏感性方面的性能。010203试验步骤准备试件按照标准规定制备试件，确保试件的尺寸、形状和材质符合要求。焊接过程采用弧焊方法对试件进行焊接，记录焊接参数和过程。弯曲试验焊接完成后，对试件进行纵向弯曲试验，观察并记录裂纹情况。结果评定根据裂纹的数量、长度和形态，评定焊缝金属的热裂纹敏感性。分析裂纹的形态特征，如直线型、树枝状等，以及裂纹的分布情况。裂纹形态统计裂纹的数量和长度