《金属材料焊缝破坏性试验 焊件的热裂纹试验 弧焊方法 第3部分：外载荷试验gbz 41107.3-2021》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3部分：外载荷试验gb/z41107.3-2021》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通则contents目录6试验7试验报告附录A(资料性)可调拘束试验装置及使用辅助弯曲板图例011范围适用对象本标准适用于金属材料焊缝的热裂纹试验，特别是针对弧焊方法完成的焊缝。适用于评估金属材料在焊接过程中产生热裂纹的敏感性和抵抗能力。本标准详细描述了采用弧焊方法进行金属材料焊缝的外载荷试验的程序和要求。涵盖了试验原理、试样制备、试验设备、试验步骤、结果评定以及试验报告等方面的内容。涉及内容为金属材料焊接工艺的制定、优化以及焊接质量的控制提供重要依据。有助于提高金属材料焊缝的可靠性和安全性，推动焊接技术的进步和发展。旨在通过标准化的外载荷试验，评估金属材料焊缝在承受外力作用时的热裂纹敏感性。目的和意义022规范性引用文件引用标准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焊接接头弯曲及压扁试验方法GB/T6397金属拉伸试验试样0204010305焊接裂纹焊接过程中或焊接后在焊缝或热影响区出现的裂纹。热裂纹外载荷试验相关术语和定义焊接过程中，在高温下产生的裂纹，通常是由于焊接熔池在结晶过程中存在低熔点共晶和杂质，导致在结晶后期由于收缩和应力作用而产生的裂纹。通过对焊件施加外部载荷，检测焊件在承受载荷时的性能和可能出现的裂纹情况。123本部分规定了采用弧焊方法焊接的金属材料焊缝，在承受外载荷作用下进行热裂纹试验的方法和要求。通过模拟实际工况下的外部载荷，对焊件进行加载，观察并记录裂纹的产生和发展情况，以评估焊缝的性能和可靠性。试验过程中需严格控制试验条件，确保试验结果的准确性和可靠性，为金属材料焊缝的质量控制和改进提供依据。试验原理和方法概述033术语和定义定义弧焊是一种通过电弧产生高温来熔化金属并进行焊接的方法。特点弧焊具有焊接速度快、焊缝质量高等优点，广泛应用于各种金属材料的连接。3.1弧焊热裂纹是在焊接过程中或焊后冷却过程中，由于焊接接头受到较大的拘束应力和焊接时产生的热应力，导致焊缝金属在结晶过程中产生裂纹。定义根据裂纹产生的温度和部位，热裂纹可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等。分类3.2热裂纹定义外载荷试验是指在焊件上施加外部载荷，以模拟焊件在实际使用过程中的受力情况，从而检验焊缝的承载能力和稳定性。目的外载荷试验的目的是评估焊缝在承受外部载荷时的性能表现，以及发现焊缝中可能存在的缺陷和问题。3.3外载荷试验3.4破坏性试验意义通过破坏性试验可以获得焊件在极限状态下的性能数据，为焊件的设计和使用提供重要依据。同时，也可以帮助发现焊件在设计和制造过程中可能存在的问题和不足之处。定义破坏性试验是指对焊件进行加载直至其发生破坏的试验，以测定焊件的极限承载能力和破坏形式。044符号和缩略语施加在焊件上的外部载荷F应力σ应变ε符号010203裂纹长度a焊件宽度W01020304裂纹张开位移δ焊件厚度t符号AWSAmericanWeldingSociety（美国焊接学会）缩略语GB国标标准GBT国家标准推荐ISOInternationalOrganizationforStandardization（国际标准化组织）缩略语EN:欧洲标准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3部分：外载荷试验gb/z41107.3-2021》中经常出现，对于准确理解和应用该标准具有重要意义。其中，符号部分主要用于描述试验中涉及的物理量和几何参数，而缩略语部分则提供了与焊接和标准化相关的重要组织和标准的简称。ASME:AmericanSocietyofMechanicalEngineers（美国机械工程师协会）缩略语055通则测定焊接接头在外载荷作用下的热裂纹抗力。为焊接工艺评定、材料选用及结构优化提供依据。评估焊接接头在热裂纹敏感性方面的性能。5.1试验目的010203利用弧焊方法在试件上形成焊缝。在焊接过程中或焊后施加外载荷，模拟实际工况下的受力状态。观察焊缝在热影响区及焊缝金属中是否出现热裂纹。5.2试验原理采用合适的弧焊电源和焊枪，确保稳定的焊接过程。弧焊机能够对试件施加稳定且可控的外载荷。加载装置如放大镜、显微镜等，用于观察和记录裂纹情况。裂纹检测装置5.3试验设备1.准备试件2.焊接过程整理试验数据，分析裂纹产生的原因、位置和扩展规律，评估焊接接头的热裂纹抗力。5.数据处理与分析在加载过程中及卸载后，使用裂纹检测装置观察并记录焊缝及热影响区的裂纹情况。4.裂纹检测在焊接过程中或焊后，按照规定的加载方式和速率对试件施加外载荷。3.施加外载荷按照标准规定加工和准备试件，确保试件的尺寸、材质和状态符合试验要求。采用预定的弧焊方法和参数进行焊接，确保焊缝质量。5.4试验步骤066试验6.1试验准备确定试样的材料和尺寸，确保其符合标准要求。01对试样进行必要的预处理，如清洗、打磨等，以消除表面缺陷对试验结果的影响。02准备好试验所需的设备和工具，包括加载设备、测量工具、记录仪器等。036.2试验过程010203将试样放置在试验机上，确保其位置正确且稳定。根据标准规定的加载速率对试样施加外载荷，直至试样发生破坏或达到预定的加载值。在加载过程中，密切观察试样的变形和裂纹扩展情况，并记录相关数据。根据试验数据绘制载荷-位移曲线，分析试样的承载能力和变形特性。6.3试验结果分析观察裂纹的扩展路径和形态，分析裂纹的类型和原因。结合试样的材料和焊接工艺，对试验结果进行综合评价，并提出改进意见。010203在试验过程中，应确保操作人员的安全，避免发生意外事故。严格按照标准规定的试验方法和步骤进行试验，确保试验结果的准确性和可靠性。对于异常数据或试验结果，应进行详细记录并分析原因，以便后续改进和优化。6.4试验注意事项077试验报告试验基本信息包括试验名称、试验日期、试验地点、试验人员等基本信息，以确保试验的可追溯性和准确性。试验过程记录详细记录试验过程中的所有操作步骤，包括焊接参数、加载方式、环境温度和湿度等，以便后续分析和复现试验过程。试样信息详细描述试样的材料、尺寸、形状等信息，以及试样的制备过程和状态。试验结果与分析对试验结果进行详细的描述和分析，包括裂纹的形态、位置、尺寸等特征，以及裂纹产生的原因和机理。同时，对试验结果进行解释和讨论，提出改进意见和建议。7.1报告内容报告应采用规范的文件格式，如Word、PDF等，确保报告的易读性和可编辑性。报告中的数据和结论应客观、准确、可信。对于存在争议或不确定的结果，应进行充分的讨论和说明，避免误导读者。报告应包含清晰的图表和图片，以直观地展示试验结果和分析过程。同时，图表和图片应有明确的标题和说明，便于读者理解和分析。报告应注明引用的标准和文献，以确保报告的权威性和可信度。同时，对于引用的内容应进行适当的引文标注，避免侵犯他人的知识产权。7.2报告格式和要求0204010308附录A(资料性)可调拘束试验装置及使用辅助弯曲板图例加热与测温加热元件用于对焊件进行局部加热，以模拟焊接热影响区；测温元件则实时监控焊件的温度变化，确保试验过程的准确性和可重复性。装置组成该装置主要由拘束架、加热元件、测温元件以及控制系统等组成，用于模拟焊接过程中的热裂纹生成环境。拘束度调整装置具备可调拘束功能，通过调整拘束架的松紧度，可以模拟不同的焊接残余应力状态，从而更真实地反映焊件在实际应用中的受力情况。可调拘束试验装置使用辅助弯曲板图例弯曲板的作用辅助弯曲板主要用于在试验中施加弯曲载荷，以模拟焊件在实