焊接接頭破壞性檢測

第2章 焊接接頭破壞性檢測和目視檢測

【學習目標】

1）掌握各種破壞性檢測和外觀檢測的目的。

2）瞭解各種破壞性檢測的注意事項和目視檢測的裝置與儀器

3）熟悉得提檢驗尺的各種功能，並選熟練操作評核檢驗尺。

2。1破壞性檢測

破壞性檢測是從得件或試件上切取試樣，或以產品的整體性破壞為前提做試驗，以檢測其各種力學效能、化學成分和全相組織等的試驗方法。

1。 並接接頭拉伸試驗

拉伸試驗一般包括母材、焊接接頭及卻縫及煉數金屬的拉伸試驗，母材拉伸試驗用來測定材料的強度，塑性和封性；焊接接頭拉伸試驗用於評定焊縫或焊接接頭的強度和塑性；焊建及始數金屬的拉伸試驗只要求測定其抗控強度及型性。

母材的拉體試驗按照GB/T228。1-2010（《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》）進行，焊接接頭的拉伸試驗可按CB/T2651-2008（《焊接接頭拉伸試驗方法》）進行，以測定焊接接頭的抗拉強度（R），試樣應從焊接接頭垂直於焊縫軸線的方向擷取，如圖2-1所示，焊鍵及始數金屬的拉伸試驗可按GB/T2652-2008（《焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法》）進行，以測定其抗拉強度（R）和屈服強度（R試樣加工完成後，焊縫的軸線應位於試樣長度方向的中間。焊接接頭的拉伸試樣分為板及管板狀試樣、整管試樣和實心截面試樣三種，如圖2-2所示。其中，整管試樣主要用於小直徑管（相關標準或協議未作特殊規定時，小直徑管指的是外徑小於或等於18mm的管子）的拉伸試驗。

焊接接頭在高溫下工作時，其力學效能與常溫下有很大不同。根據焊接接頭的高溫工作條件對其進行高溫短時拉伸試驗時，應執行CB/T4338-2006（（金屬材料高溫拉伸試驗方法》）的規定，以求得不同溫度下試樣的抗拉強度、屈服強度、伸長率及斷面收縮率對於在高溫下工作的焊接接頭，須測定其在高溫長期載荷作用下的持久強度，即在給定溫度下材料經過規定時間發生斷裂的應力值，此時應執行CB/T2039-2012（《金屬材料單軸拉伸蠟變試驗方法》）的規定。試驗時，測定試樣在給定溫度和規定應力作用下的斷裂時間，然後用外推法求出其數萬小時甚至數十萬小時的持久強度，在試驗的同時，還可測定試樣在高溫下的持久塑性——伸長率及斷面收縮率

2。焊接接頭彎曲試驗

彎曲試驗可用來評價焊接接頭的塑性變形能力和顯示受拉麵的焊接缺陷。熔焊和壓焊焊接接頭的彎曲試驗可按GB/T2653-2008（《焊接接頭彎曲試驗方法》）進行。按照標準要求，可採用橫彎，織彎和例彎三種基本型別的彎曲試驗，如圖2-4所示。

（1）橫考試驗 焊縫軸線與試樣縱軸垂直的彎曲試驗。

（2） 織考試驗 焊縫軸線與試樣縱軸平行的彎曲試驗。

（3）側彎試驗 試樣受拉麵為焊縫縱剖面的彎曲試驗。

對於焊接接頭的橫彎試驗和縱彎試驗，根據彎曲時受拉麵的不同，又可分為面彎（受拉麵為焊縫正面）試驗和背彎（受拉麵為焊縫背面）試驗，面彎試驗易發現焊縫近表面的缺陷：背彎試驗易發現焊縫根部的缺陷；側彎試驗能評定焊縫與母材之間的結合強度、雙金屬焊接接頭過渡層及異種倒接頭的脆性、多層焊的層間缺陷等，可根據產品技術條件選定彎曲檢測方法

圖2-4 考曲試驗分類a）模考試驗 b） 報考試驗 x）例考試驗

彎曲試驗主要採用三點彎曲和提簡彎曲兩種試驗方法，如圖2-5所示。在彎曲試驗中，常用彎曲角a達到技術條件規定數值時接頭是否開型來評定受試接頭或材料是否滿足使用要求，有時也以受拉麵出現裂紋時的臨界彎曲角a來評定受試接頭的彎曲效能。

工程上常採用的是三點彎曲試驗，輥筒彎曲試驗特別適用於兩種母材或母材和焊縫之間

婚焊和壓焊對接接頭的夏比衝擊試驗分為常溫衝擊試驗和低溫衝擊試驗兩種。焊接接頭

3。焊接接頭衝擊試驗

的常溫衝擊試驗可按CB/T2650-2008（《焊接接頭衝擊試驗方法》）進行，以測定接頭焊鍵、熔合線和熱影響區的衝擊吸收能量。熔焊和壓焊對接接頭的低溫衝擊試驗可按CB/T229-2007（《金屬材料夏比擺錘衝擊試驗方法》）進行，以測定接頭焊縫、熔合線和熱影響區的衝擊吸收能量。

（1）焊接接頭衝擊試驗方法衝擊試驗通常是在一定溫度下（如0℃、-20℃-40℃），把有缺口的試樣放在衝擊試驗機上進行的

根據試樣形狀和破斷方式，衝擊試驗分為彎曲衝擊試驗、扭轉衝擊試驗和拉伸衝擊試驗三種。由於橫樑式彎曲衝擊試驗操作簡單，因此應用最廣。我國現行標準規定的衝擊試驗，採用標準V系缺口試行進行衝擊試驗，且缺口應開在得接接頭，將其作為測定衝擊衝擊試樣在試板中的方位和缺口位置如圖2-7所示，所有缺口的軸線應垂直於焊縫製度的特定區域海、試樣的規律，始合線和熱影響區缺口位置如圖2-5所示，為了能準確地將缺口開在應開位置，在開裝門前，應用病性別離線試樣，在清楚顯示接頭各區域後按要求劃線

（2）婚礙和壓得對接接頭的低量衝擊試驗 低溫衝擊試驗的目的是檢查或研究低溫施性傾向，改進材料的低溫制性，選擇抗低溫鋼性材料，保證工程結構在低溫下的安全執行。試驗時，將試樣置於低溫槽的均溫區冷卻至試驗溫度（-192-15℃）後，保溫足夠長的時間，然後用錯子將試樣取出進行低溫衝擊試驗

低溫衝擊試驗是測定金屬從銅性狀態轉變為脆性狀態的溫度，由於材料的工作溫度低於其本身的切能轉變溫度T，，因此測定材料的切美轉變溫度非常重要，透過低溫衝擊試驗得出不同的衝擊制度值，作出a，T曲線，從而確定7。

4、洋接接頭的硬度試驗

全屬的硬度試驗是透過將硬質鋼球或金剛石維體壓入試樣或擊打試樣表面，進面測定金屬對區域性型性變形的抗力及其軟硬程度的試驗。一般情況下，金屬的強度和硬度對於確定型別的材料存在一定的經驗關係，故許多情況下只測定硬度而不進行拉伸試驗，硬度試驗具有不破壞工作和工作效率高等優點。

培焊和壓得得接接頭的硬度試驗可按CB/T2654-2008（（焊接接頭硬度試驗方法））作為的最高建度不能相過某個上限數值

（1）粉光進行表現分析，進行有針對性的基礎金相分析

維住狀品生長黨化單點，主現編析，理目標準，得進模就面形狀，熱影響區寬度和多層舞道是次等情況，斷門分析可以瞭解得接缺的的形態，產生的部位和擴充套件的情況。

2）及熱影響區的顯示組織分析，接頭的顯強組織分析重點為理建和熱影響區的過熱區，進面估揮城金相分析與一般金相分析相同，包括樣品的製備，組織觀察與發別，以及照相等兒計由整個得接換頭的性質個相互關聯的開節。

清洗及視速等一系列操作過程，圖2。9所示為全相試樣製備裝置組織時，采采用鍵賬的方法來獲得尺寸適當、外形規則的試樣。鑲該的方法包括機械該法和樹脂壤旅法；機械壤旅法是將試樣放在夾持器或小鋼夾中，然後用螺釘和墊塊進行固定，如圖2-10房示：樹脂鑲旅法是利用樹脂來鑲嵌細小的金相試樣，可以將任何形狀的試樣滾嵌形成一定尺寸的試樣樣品切取和該後，應立即進行標記並作詳的記錄，使其在製備、觀察及儲存過程中不致混滑，標記時可根據樣品的情況採用貼字、丁鋼印或電火花則字等方法，以清晰，能長久儲存為原則。

3）磨光、拋充與浸蝕。磨光是試樣製備最重要的階段，其且的是使試樣平整，並使組織損傷層降低到最低程度，試樣的磨光分為粗磨和細磨，粗磨較軟的材料時，一般用錘刀或組砂紙修整外形和磨面；對於較硬的鋼鐵材料，可在砂輪機、砂帶或磨床上進行修整、細磨拋光是試樣製備的最後階段，其目的是去除磨光時留下的磨痕，提高試樣表面的光反射即磨光，在由粗到細的各號金相砂紙上進行。改善組織解析度，全相試樣的拋光方法有機械拋光（在金相試樣指光機上進行）、電解脂元（利用電化學溶解作用）和化學拋光（依靠化學藥劑對試樣表面的不均性溶解）。浸蝕是在金相顯微鏡下觀察和顯示顯微組織的方法。生產及科研中廣泛採用的是化學授蝕法，它是將拋光好的金相試樣授入化學試劑中，或用化學試劑措擦試樣表面，從而顯示顯微組織的方法，其操作簡單、經濟、重現性好。

（3）組織觀察與分析 對焊接接頭金相組織進行觀察與分析時，首先要對樣品的成分、焊接方法與規範、焊前和焊後熱處理情況、樣品的製備方法，特別是浸蝕方法等有一個基本的瞭解，再根據顯微鏡中觀察到的顏色、形態與分佈情況等區分各種金相組織，必要時要輔以電鏡、金相分析和X射線結構分析等現代金相技術加以鑑定

6。化學分析與腐蝕試驗

（1）化學分析 焊縫金屬的化學分析是對金屬材料的化學成分進行分析，並對化學效能（如耐蝕性、抗氧化性等）進行檢驗，金屬的化學成分在很大程度上決定了該種金屬的物理效能、化學效能和力學效能，所以有必要透過化學分析來確定金屬材料的化學成分。焊縫金屬的化學分析可按CB/T223（《鋼鐵及合金化學分析方法》）有關規定進行。化學成分分析包括常規元素分析和微量元素分析。鋼鐵材料的常規元素一般指碳、矽、硫、磷等常存元素和絡、鎳、鋁、鈦、鋼等常見元素；微量元素一般是指常用合金系列之外的元素，如磷、砷、錦、錫等易造成回火脆性的元素，在低溫鋼中易造成亞熱影響區脆化的氮元素等。

通用的化學分析方法有化學溶液溶解焊接接頭樣屑法與光譜儀測定法，

化學溶液溶解焊接接頭樣屑法是指先按要求透過鑽、創、車等方法在焊接接頭上取焊縫樣屑，然後將樣屑放入特定的化學溶液中，根據化學反應的結果（如反應產物的量或消耗試劑的量）來確定某種元素的含量。

光譜儀測定法的原理是：每一種元素的原子都有其特徵光譜，根據原子光譜中的元素特徵譜線就可以確定試樣中是否存在被檢元素，通常將元素特徵光譜中強度較大的諧線稱為元素的靈敏線、只要在光語中檢出了某種元素的靈敏線，就可以確定試樣中存在該元素。

（2）離線試驗 品間腐蝕試驗是一種常用的檢驗類氏體、雙相不鏽鋼焊接接頭品間腐飲質的腐蝕試驗，其基本試驗方法是：用配製好的溶液熱蝕焊接試件一定時間後，將焊件給婚合線彎曲180°，然後在放大鏡下觀察彎曲表面，看是否有品間腐蝕裂紋，以此來評定接頭的品間腐蝕傾向。

員氏體不銷創焊接頭品間腐蝕試驗可按GB/T4334-2008（《金屬和合金的腐蝕不鋼別品間腐蝕試驗方法》）的有關規定進行，以評定焊接接頭的品間腐蝕傾向。焊後狀態銘保類氏體不銷倒焊建中鐵素體含量（體積百分比）的測定可按GB/T1954-2008（《銘謀奧氏體不鏽創理鐵素體含量測量方法）進行，測量方法有品向法和磁性法兩種