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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⒈⒈ 焊接接头的拉伸试验焊接接头的拉伸试验●GB/T2651—2008《《焊接接头拉伸焊接接头拉伸试验方法试验方法》》规定了焊接接头拉伸试规定了焊接接头拉伸试验程序及试样尺寸要求验程序及试样尺寸要求●此标准适用于金属材料熔化焊和此标准适用于金属材料熔化焊和压焊接头压焊接头⑴ 试样的制备②取样位置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外径≤≤18mm可采用整管拉伸的办法可采用整管拉伸的办法② ② 取样方法取样方法 钢：厚度＞钢：厚度＞8mm，不能用剪切的方法若用热，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，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—1 a)、b)平板 — 板厚tS≤2 b=12 板厚tS＞2 b=25管子 — 管外径D≤50 b=6 管外径 50＜D≤168 b=12 管外径D＞168 b=25◎平行长度部分长度：LC Lc≥焊缝宽度LS＋60mm2) 整管试样 加管塞见P174图8—1 C)3) 实心圆柱形试样 平行长度部分长度：LC Lc≥焊缝宽度LS＋60mm⒉ 焊缝及熔敷金属拉伸试验◆◆可按可按GB/T2652—2008《《焊缝及熔敷金属接伸试验方焊缝及熔敷金属接伸试验方法法》》进行◆◆可测可测σb、、σS、、δ（伸长率）、（伸长率）、ψ（断面收缩率）（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试样的夹持部分允许有母材或未加工的焊 缝表面。

缝表面▲ ▲ 试样横截面为圆形，夹持部分可以是：试样横截面为圆形，夹持部分可以是： 1)单肩、单肩、2)双肩、双肩、3)带螺纹见见P175图图8—3“焊缝及熔敷金属拉伸试样焊缝及熔敷金属拉伸试样”⒊ 焊接接头的弯曲试验⑴⑴ 焊接接头的弯曲试验术语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焊接接头的弯曲试验方法》》适用适用于金属材料熔化焊接头的弯曲试验于金属材料熔化焊接头的弯曲试验◆◆弯曲试验分有：横弯（见弯曲试验分有：横弯（见P176图图8—4 a）、纵弯））、纵弯）（见（见P176图图8—4 b）） 、侧弯（见、侧弯（见P176图图8—4 c）三种◆ ◆ 横弯、纵弯还分有正弯和背弯横弯、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所谓正弯是试样受拉面为焊缝正面的弯曲P177第第1——3行）行）▲▲对于双面不对称焊缝，所谓正弯是试样的受拉面为焊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；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对于双面对称焊缝，所谓正弯是试样的先焊面为受拉面。

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宽度的截取① ① 横向正弯和背弯试样宽度截取横向正弯和背弯试样宽度截取：： 钢板：钢板：b≥1.5tS，最小为，最小为20mmtS为试样厚度）为试样厚度） 铝、铜及合金：铝、铜及合金：b≥2tS，最小为，最小为20mm 管径管径≤≤50mm：：bmiX＝＝t＋＋0.1D，最小为，最小为8mm 管径＞管径＞50mm：：bmiX＝＝t＋＋0.05D，最小为，最小为8mm，最大为，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弯曲试验方法见见P177图图8—6“弯曲试验方弯曲试验方法法”有两种有两种 1)圆形压头弯曲圆形压头弯曲试验（三点弯试验（三点弯曲）、曲）、2)辊筒辊筒弯曲试验。

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有间接联系●硬度试验法分有：硬度试验法分有： 1)布氏硬度试验法（布氏硬度试验法（HB）、）、2)洛氏硬度试验法洛氏硬度试验法（（HR）、）、3)维氏硬度试验法（维氏硬度试验法（HV）① ① 布氏硬度试验法（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：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。

测出较软到极硬材料的硬度■ ■ HRB的压头的压头为为φ1.588mm（（1/16英寸）的钢球适用于软钢、铜合金、英寸）的钢球适用于软钢、铜合金、铝合金、可锻铸铁铝合金、可锻铸铁▲ ▲ HRC的压头的压头为为120度的金刚石圆锥适用于淬火钢、调质钢、深层表面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） 维氏硬度试验维氏硬度试验法采用金刚石法采用金刚石四棱锥为压头，四棱锥为压头，锥面夹角为锥面夹角为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。

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（冲所消耗的功，得到冲击性能指标（冲击韧度、冲击吸收功）击韧度、冲击吸收功）● ● 冲击试验所得到的冲击值与断裂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断裂韧度，或直接测量材料的动态断裂韧度和止裂韧度裂韧度和止裂韧度◆ 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焊接对接接头的低温夏比冲击试验按按GB4159—84？？《《金属低温夏比冲金属低温夏比冲击试验方法击试验方法》》○ 低温试验温度：低温试验温度：15～－～－192度保温时间不得少于温时间不得少于5min试样拿出至试样拿出至打断时间不应超过打断时间不应超过5S8—2 焊接接头金相组织分析⒈⒈ 焊接接头金相组织分析内容焊接接头金相组织分析内容⑴ ⑴ 焊接接头的宏观分析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） 粗晶分析（低倍分析）可以了粗晶分析（低倍分析）可以了解：解：①①焊缝树枝晶焊缝树枝晶(柱状晶柱状晶)生长形生长形态、态、②②焊缝成形系数、焊缝成形系数、③③宏观偏析、宏观偏析、④④焊接缺陷、焊接缺陷、⑤⑤热影响区宽度、热影响区宽度、⑥⑥多层多道焊情况。

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⑴⑴ 试样的截取试样的截取 试样应包括母材、焊缝和热影响试样应包括母材、焊缝和热影响区三个部分区三个部分 试样在截取过程不应受热、变形，试样在截取过程不应受热、变形，以免失真以免失真⑵ ⑵ 试样的夹持与镶嵌试样的夹持与镶嵌8—3 焊缝金属化学分析⒈⒈ 奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验 GB4334.1—84《《不锈钢不锈钢10%草酸浸蚀试验方法草酸浸蚀试验方法》》；； GB4334.2—84《《不锈钢硫酸不锈钢硫酸—硫酸铁腐蚀试验方法硫酸铁腐蚀试验方法》》；； GB4334.3—84《《不锈钢不锈钢65%硝酸腐蚀试验方法硝酸腐蚀试验方法》》；； GB4334.4—84《《不锈钢硝酸不锈钢硝酸—氢氟酸腐蚀试验方法氢氟酸腐蚀试验方法》》；； GB4334.5—84《《不锈钢硫酸不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法硫酸铜腐蚀试验方法》》。

2. 铬镍奥氏体不锈钢焊缝中铁素体含量的测试可按可按GB1954—80《《铬镍奥氏体不锈钢焊缝中铁素体含量测量方法铬镍奥氏体不锈钢焊缝中铁素体含量测量方法》》进进行1）金相割线法）金相割线法（（2）标准等级图片法）标准等级图片法 （以上两种方法归结为金相法）（以上两种方法归结为金相法）（（3）磁性法）磁性法3. 焊缝金属化学分析焊缝金属化学分析。