破壞性檢驗課件

1、破壞性檢驗81 焊接接頭、焊縫及熔敷金屬的力學性能試驗 焊接接頭的拉伸試驗焊接接頭的拉伸試驗GB/T26512008焊接接頭拉伸焊接接頭拉伸試驗方法試驗方法規(guī)定了焊接接頭拉伸試規(guī)定了焊接接頭拉伸試驗程序及試樣尺寸要求。驗程序及試樣尺寸要求。此標準適用于金屬材料熔化焊和此標準適用于金屬材料熔化焊和壓焊接頭。壓焊接頭。 試樣的制備取樣位置取樣位置試樣應從焊接接頭垂直于焊縫軸線方向截取，試樣試樣應從焊接接頭垂直于焊縫軸線方向截取，試樣加工完后，焊縫的軸線應位于試樣平行長度部分的加工完后，焊縫的軸線應位于試樣平行長度部分的中間。中間。外徑外徑18mm可采用整管拉伸的辦法。可采用整管拉伸的辦法。 取樣方

2、法取樣方法 鋼：厚度鋼：厚度8mm，不能用剪切的方法。若用熱切，不能用剪切的方法。若用熱切割方法取樣，切割面應距試樣表面割方法取樣，切割面應距試樣表面8mm以上。以上。 其它金屬材料：不得采用剪切和熱切割法取樣，其它金屬材料：不得采用剪切和熱切割法取樣，只能采用機械加工的方法。只能采用機械加工的方法。 試樣式樣 試樣式樣分有：1)板及管板狀試樣、2)整管試樣、3)實心圓柱形試樣。1) 板及管板狀試樣 平行長度部分寬度b： 見P174圖81 a)、b)平板 板厚tS2 b=12 板厚tS2 b=25管子 管外徑D50 b=6 管外徑 50D168 b=12 管外徑D168 b=25平行長度部分長

3、度：LC Lc焊縫寬度LS60mm2) 整管試樣 加管塞。見P174圖81 C)3) 實心圓柱形試樣 平行長度部分長度：LC Lc焊縫寬度LS60mm 焊縫及熔敷金屬拉伸試驗可按可按GB/T26522008焊縫及熔敷金屬接伸試驗方焊縫及熔敷金屬接伸試驗方法法進行。進行?？蓽y可測b、S、（伸長率）、（伸長率）、（斷面收縮率）（斷面收縮率）（LKLo）/Lo100% （AoAK）/Ao100%試樣的夾持部分允許有母材或未加工的焊試樣的夾持部分允許有母材或未加工的焊 縫表面?？p表面。 試樣橫截面為圓形，夾持部分可以是：試樣橫截面為圓形，夾持部分可以是： 1)單肩、單肩、2)雙肩、雙肩、3)帶螺紋。帶

4、螺紋。見見P175圖圖83“焊縫及熔敷金屬拉伸試樣焊縫及熔敷金屬拉伸試樣” 焊接接頭的彎曲試驗 焊接接頭的彎曲試驗術語焊接接頭的彎曲試驗術語 GB/T26532008焊接接頭的彎曲試驗方法焊接接頭的彎曲試驗方法適用適用于金屬材料熔化焊接頭的彎曲試驗。于金屬材料熔化焊接頭的彎曲試驗。彎曲試驗分有：橫彎（見彎曲試驗分有：橫彎（見P176圖圖84 a）、縱彎）、縱彎）（見（見P176圖圖84 b） 、側彎（見、側彎（見P176圖圖84 c）三種。）三種。 橫彎、縱彎還分有正彎和背彎。橫彎、縱彎還分有正彎和背彎。所謂正彎是試樣受拉面為焊縫正面的彎曲。（所謂正彎是試樣受拉面為焊縫正面的彎曲。（P177第

5、第13行）行）對于雙面不對稱焊縫，所謂正彎是試樣的受拉面為焊對于雙面不對稱焊縫，所謂正彎是試樣的受拉面為焊縫最大寬度面；縫最大寬度面；對于雙面對稱焊縫，所謂正彎是試樣的先焊面為受拉對于雙面對稱焊縫，所謂正彎是試樣的先焊面為受拉面。面。橫彎縱彎側彎GB/T26532008標淮包括的彎曲試驗有： 1）對接接頭正彎 ：單面焊焊縫表面為受拉面。雙面焊焊縫較寬或開始焊的一面為受拉面。2) 對接接頭背彎 ：焊縫根部為受拉面。 3) 對接接頭側彎：焊縫橫截面為受拉面。 試樣尺寸要求寬度的截取寬度的截取 橫向正彎和背彎試樣寬度截取橫向正彎和背彎試樣寬度截?。?鋼板：鋼板：b1.5tS，最小為，最小為20mm。

6、（tS為試樣厚度）為試樣厚度） 鋁、銅及合金：鋁、銅及合金：b2tS，最小為，最小為20mm。 管徑管徑50mm：bmiXt0.1D，最小為，最小為8mm。 管徑管徑50mm：bmiXt0.05D，最小為，最小為8mm，最大為最大為40mm。 側彎試樣寬度截?。?一般等于焊接接頭母材厚度。 縱向彎曲試樣寬度截?。?鋼： tS20mm，bLS（210）（LS加工后焊縫最大寬度再加上2個熔合線外寬度10mm） tS20mm，bLS（215） （LS加工后焊縫最大寬度再加上2個熔合線外寬度15mm） 鋁、銅及合金： tS20mm，bLS（215） tS20mm，bLS（225）彎曲試驗法彎曲試驗方法

7、彎曲試驗方法見見P177圖圖86“彎曲試驗方彎曲試驗方法法”有兩種有兩種 1)圓形壓頭彎曲圓形壓頭彎曲試驗（三點彎試驗（三點彎曲）、曲）、2)輥筒輥筒彎曲試驗。彎曲試驗。4. 焊接接頭及堆焊金屬的硬度試驗 硬度是表征金屬在表面局部體積內抵抗變形或破壞的硬度是表征金屬在表面局部體積內抵抗變形或破壞的能力。金屬的硬度雖然沒有確切的物理意義，但它不能力。金屬的硬度雖然沒有確切的物理意義，但它不僅與材料的靜強度、疲勞強度存在經驗關系，還與焊僅與材料的靜強度、疲勞強度存在經驗關系，還與焊接性有間接聯(lián)系。接性有間接聯(lián)系。硬度試驗法分有：硬度試驗法分有： 1)布氏硬度試驗法（布氏硬度試驗法（HB）、）、2)

8、洛氏硬度試驗法（洛氏硬度試驗法（HR）、）、3)維氏硬度試驗法（維氏硬度試驗法（HV）。）。 布氏硬度試驗法（布氏硬度試驗法（HB）用一個一定直徑的硬質合金壓頭壓入試樣表面，測量用一個一定直徑的硬質合金壓頭壓入試樣表面，測量壓痕直徑測定布氏硬度。單位：壓痕直徑測定布氏硬度。單位：Kgf/mm2由于壓痕面積較大，能反映金屬表面較大范圍內各組由于壓痕面積較大，能反映金屬表面較大范圍內各組成相綜合平均的性能數值，特別適合于具有粗大晶粒成相綜合平均的性能數值，特別適合于具有粗大晶?；虼执蠼M成相的焊接接頭?；虼执蠼M成相的焊接接頭。 洛氏硬度試驗法（HR） 洛氏硬度試驗分有多種軟質壓頭（鋼球）、硬質（金剛

9、石圓錐），可洛氏硬度試驗分有多種軟質壓頭（鋼球）、硬質（金剛石圓錐），可測出較軟到極硬材料的硬度。測出較軟到極硬材料的硬度。 HRB的壓頭的壓頭為為1.588mm（1/16英寸）的鋼球。適用于軟鋼、銅合金、英寸）的鋼球。適用于軟鋼、銅合金、鋁合金、可鍛鑄鐵。鋁合金、可鍛鑄鐵。 HRC的壓頭的壓頭為為120度的金剛石圓錐。適用于淬火鋼、調質鋼、深層表面度的金剛石圓錐。適用于淬火鋼、調質鋼、深層表面硬化鋼。硬化鋼。 壓痕面積較小，對一般工件基本不造成太大損傷。對于具有粗大晶粒壓痕面積較小，對一般工件基本不造成太大損傷。對于具有粗大晶?；虼执蠼M成相的焊接接頭，缺乏代表性，所以不宜采用?；虼执蠼M成相的

10、焊接接頭，缺乏代表性，所以不宜采用。 維氏硬度試驗法（HV） 維氏硬度試驗維氏硬度試驗法采用金剛石法采用金剛石四棱錐為壓頭，四棱錐為壓頭，錐面夾角為錐面夾角為136度。度。GB/T26542008/IS09015-1:2001“焊接接頭硬度試驗方法”標準適用于金屬材料的電弧焊接頭，壓焊接頭和堆焊標準適用于金屬材料的電弧焊接頭，壓焊接頭和堆焊金屬的硬度測試，但不適用于奧氏體不銹鋼焊縫硬度試金屬的硬度測試，但不適用于奧氏體不銹鋼焊縫硬度試驗。驗。被檢測表面制備完成后最好進行適當腐蝕，以便準確被檢測表面制備完成后最好進行適當腐蝕，以便準確確定焊接接頭不同區(qū)域的硬度測量位置。確定焊接接頭不同區(qū)域的硬度

11、測量位置。為防止由測點壓痕變形引起的影響，兩測點中心的最為防止由測點壓痕變形引起的影響，兩測點中心的最小距離應為測點壓痕對角線（維氏硬度）或直徑（洛氏小距離應為測點壓痕對角線（維氏硬度）或直徑（洛氏硬度）平均值的硬度）平均值的2.5倍。倍。在熱影響區(qū)中由于焊接引起的硬化區(qū)域至少要有一個在熱影響區(qū)中由于焊接引起的硬化區(qū)域至少要有一個測點，測點中心與熔合線之間距離測點，測點中心與熔合線之間距離0.5mm。5. 焊接接頭的沖擊試驗焊接接頭的沖擊試驗是把試驗的接焊接接頭的沖擊試驗是把試驗的接頭制成規(guī)定的形狀和尺寸的試樣，在頭制成規(guī)定的形狀和尺寸的試樣，在沖擊試驗機上一次沖斷，用沖斷試樣沖擊試驗機上一次

12、沖斷，用沖斷試樣所消耗的功，得到沖擊性能指標（沖所消耗的功，得到沖擊性能指標（沖擊韌度、沖擊吸收功）。擊韌度、沖擊吸收功）。 沖擊試驗所得到的沖擊值與斷裂沖擊試驗所得到的沖擊值與斷裂韌度有密切關系，沖擊值可用來估計韌度有密切關系，沖擊值可用來估計斷裂韌度，或直接測量材料的動態(tài)斷斷裂韌度，或直接測量材料的動態(tài)斷裂韌度和止裂韌度。裂韌度和止裂韌度。 熔焊和壓焊對接接頭的夏比沖擊試驗分為：常溫和低溫沖擊試驗兩種。 焊接對接接頭的常溫夏比沖擊試驗按GB265089？“焊接接頭沖擊試驗方法”進行?？梢詼y定焊縫、熔合線和熱影響區(qū)的沖擊吸收功AK（單位：J）、或沖擊韌度K（單位：J/cm2）。 因為試樣缺口

13、分有V型和U型兩種，所以沖擊吸收功分有AKV和AKU。沖擊韌度分有KV和KU。焊接接頭沖擊試樣沖擊試樣缺口與接頭各區(qū)域相對位置焊接對接接頭的低溫夏比沖擊試驗焊接對接接頭的低溫夏比沖擊試焊接對接接頭的低溫夏比沖擊試驗按驗按GB415984？金屬低溫夏比金屬低溫夏比沖擊試驗方法沖擊試驗方法 低溫試驗溫度：低溫試驗溫度：15192度。度。保溫時間不得少于保溫時間不得少于5min。試樣拿出。試樣拿出至打斷時間不應超過至打斷時間不應超過5S。82 焊接接頭金相組織分析 焊接接頭金相組織分析內容焊接接頭金相組織分析內容 焊接接頭的宏觀分析焊接接頭的宏觀分析 1) 粗晶分析（低倍分析）粗晶分析（低倍分析）

14、粗晶分析（低倍分析）可以了解：粗晶分析（低倍分析）可以了解：焊縫樹枝晶焊縫樹枝晶(柱狀晶柱狀晶)生長形態(tài)、生長形態(tài)、焊縫成形系數、宏觀偏析、焊縫成形系數、宏觀偏析、焊接缺陷、熱影響區(qū)寬度、多焊接缺陷、熱影響區(qū)寬度、多層多道焊情況。層多道焊情況。 2) 斷口分析 了解焊接缺陷形態(tài)、產生部位和擴展情況，可以 為判斷引起斷裂的原因提供重要依據。 斷口分析技術是由宏觀斷口分析和顯微斷口分析組成。 宏觀斷口分析可以判斷斷裂性質及斷裂事故的全 過程，為進一歲開展顯微斷口分析提出目標和任務?？梢哉f宏觀斷口分析是顯微斷口分析的前提和基礎。 用顯微鏡分析研究斷口形貌特征的方法稱為顯微斷口分析。用光學顯微鏡、電子

15、顯微鏡（包括透射電鏡TEM和掃描電鏡SEM進行高倍觀察）進行金屬材料斷口分析。 焊接接頭顯微金相分析1)焊縫鑄態(tài)一次結晶組織分析焊縫鑄態(tài)一次結晶組織分析 一次結晶組織表現(xiàn)為各種形態(tài)的柱一次結晶組織表現(xiàn)為各種形態(tài)的柱狀晶組織。柱狀晶組織的形態(tài)、粗細狀晶組織。柱狀晶組織的形態(tài)、粗細程度以及宏觀偏析情況對焊縫力學性程度以及宏觀偏析情況對焊縫力學性能、裂紋傾向影響很大。能、裂紋傾向影響很大。2)二次固態(tài)相變組織分析 是針對高溫奧氏體經連續(xù)冷卻相變后固態(tài)相變組織進行分析。3) 熱影響區(qū)顯微組織分析 熱影響區(qū)組織比較復雜，尤其是熔合線和過熱區(qū)。 在熔合線和過熱區(qū)常存在一些粗大組織，使接頭的沖擊吸收功和塑性

16、大大降低，也成為脆性破壞的發(fā)源地。熱影響區(qū)的性能有時決定了整個接頭的質量和壽命。金相組織分析可采用光學顯微鏡和電子顯微鏡。電子顯微鏡包括有：掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）。 掃描電鏡（SEM）可進行：可代替光學顯微鏡進行低倍宏觀分析（即斷口分析）及高倍微觀分析。可進行成分分析（掃描方式有：點掃描和線掃描） 透射電鏡（TEM）：其原理同光學顯微鏡。只是用電子束代替可見光。電子束直接穿過試樣，對材料內部的組織結構進行分析。 電鏡分辯率高，在光學顯微鏡下無法確認的組織（如鋼中的極細珠光體，上、下貝氏體，馬氏體回火組織等）在電子顯微鏡下可以可靠辯認。 試樣對于電子束必須是“透明”的，試樣厚度般

17、控制在100200nm內，就是所謂的薄膜直接透射法。薄膜透射技術還能觀察晶體的缺陷（如位錯、孿晶、層錯等）。 金相試樣的制備 試樣的截取試樣的截取 試樣應包括母材、焊縫和熱影響試樣應包括母材、焊縫和熱影響區(qū)三個部分。區(qū)三個部分。 試樣在截取過程不應受熱、變形，試樣在截取過程不應受熱、變形，以免失真。以免失真。 試樣的夾持與鑲嵌試樣的夾持與鑲嵌83 焊縫金屬化學分析 奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕試驗奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕試驗 GB4334.184不銹鋼不銹鋼10%草酸浸蝕試驗方法草酸浸蝕試驗方法； GB4334.284不銹鋼硫酸不銹鋼硫酸硫酸鐵腐蝕試驗方法硫酸鐵腐蝕試驗方法； GB4334.384不銹鋼不銹鋼6