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《材料成型工程综合试验》《材料成型工程综合试验》第五章 焊接产品质量检验 沈阳工业大学材料成型及控制工程专业沈阳工业大学材料成型及控制工程专业第一节第一节 焊接产品质量检验的目的焊接产品质量检验的目的1 1．对于生产厂家：把住产品质量关，防止不合格的产品出厂．对于生产厂家：把住产品质量关，防止不合格的产品出厂 由于忽视焊接产品质量检验造成的事故屡见不鲜：由于忽视焊接产品质量检验造成的事故屡见不鲜：         1978 1978年年6 6月月2828日，上海某热电厂供热管道发生爆炸日，上海某热电厂供热管道发生爆炸 原因：焊后检查不严，未焊透深度达板厚的原因：焊后检查不严，未焊透深度达板厚的80%80%       19791979年年1010月月1414日日，，辽辽宁宁某某化化纤纤厂厂盛盛氮氮球球罐罐水水压压试试验验时时发发生生爆裂 原因：竣工检查时漏检裂纹原因：竣工检查时漏检裂纹2 2．对于用户：了解质量情况，可以放心地使用．对于用户：了解质量情况，可以放心地使用3 3．对于国家质检部门：进行质量认证和安全认证。

．对于国家质检部门：进行质量认证和安全认证 第二节第二节 焊接产品质量检验的内容焊接产品质量检验的内容 产产品品不不同同，，检检验验的的内内容容也也不不相相同同，，例例如如，，船船舶舶、、桥桥梁、锅炉、压力容器、建筑结构等均有区别梁、锅炉、压力容器、建筑结构等均有区别 可以概括为以下几方面：可以概括为以下几方面： 1 1．外观质量检查．外观质量检查Ú        检查产品和焊缝的外形尺寸；检查产品和焊缝的外形尺寸；Ú         检查焊缝表面缺陷检查焊缝表面缺陷 2 2．无损检测．无损检测Ú         检查焊缝内部缺陷检查焊缝内部缺陷 3 3．焊接接头力学性能试验．焊接接头力学性能试验Ú         检查焊接接头的强度、塑性、韧度等检查焊接接头的强度、塑性、韧度等4 4．金相及断口检验．金相及断口检验Ú     检查焊接接头各区域的金相组织和断口形貌；检查焊接接头各区域的金相组织和断口形貌；Ú      检查焊接接头的内部缺陷检查焊接接头的内部缺陷5 5．焊缝晶间腐蚀试验．焊缝晶间腐蚀试验Ú       检查不锈钢焊缝抵抗晶间腐蚀的能力。

检查不锈钢焊缝抵抗晶间腐蚀的能力6 6．压力试验．压力试验 （（1 1）耐压试验）耐压试验 检验产品承受工作静压力的能力分类：检验产品承受工作静压力的能力分类：Ú        液压试验液压试验 （首选）（首选）Ú       气压试验气压试验 （（2 2）气密性试验）气密性试验 检验产品的密封性检验产品的密封性7 7．其它试验，如抗疲劳试验、耐磨试验等．其它试验，如抗疲劳试验、耐磨试验等 第三节第三节 压力容器焊接质量检验的内容和方法压力容器焊接质量检验的内容和方法一．检验的内容一．检验的内容 根据《压力容器安全技术监察规程》，包括以下四个方面：根据《压力容器安全技术监察规程》，包括以下四个方面：（（1 1））  外观质量检查外观质量检查（（2 2））  焊缝无损检测试验焊缝无损检测试验（（3 3））  焊接接头力学性能试验焊接接头力学性能试验（（4 4））  压力试验压力试验二．检验的方法二．检验的方法 （一）外观质量检查（一）外观质量检查 利利用用检检验验尺尺、、样样板板、、量量规规等等检检查查外外观观尺尺寸寸；；利利用用肉肉眼眼或或放放大镜检查焊缝表面缺陷。

大镜检查焊缝表面缺陷 要要求求：：外外观观尺尺寸寸符符合合设设计计图图样样的的规规定定；；焊焊接接接接头头无无裂裂纹纹、、气孔、未熔合、未焊透、咬边等，焊缝与母材过渡圆滑气孔、未熔合、未焊透、咬边等，焊缝与母材过渡圆滑 [ [未焊透未焊透] ] [ [未熔合未熔合] ] [ [咬边咬边] ] ( (二二) ) 焊缝无损检测试验焊缝无损检测试验1 1．焊缝无损检测的方法．焊缝无损检测的方法 可以分为两类：可以分为两类：Ú    焊缝内部缺陷检测方法：射线检测、超声检测等；焊缝内部缺陷检测方法：射线检测、超声检测等；Ú    焊缝外部缺陷检测方法：渗透检测、磁粉检测等焊缝外部缺陷检测方法：渗透检测、磁粉检测等 射射线线检检测测按按GB GB — — 33233323《《钢钢熔熔化化焊焊对对接接接接头头射射线线照照相和质量分级》中的规定进行；相和质量分级》中的规定进行； 超超声声检检测测按按JB JB — — 11521152《《锅锅炉炉和和压压力力容容器器对对接接焊焊缝缝超声波探伤》中的规定进行；超声波探伤》中的规定进行； 渗透检测按渗透检测按GB150GB150《《钢制压力容器》中的规定进行；钢制压力容器》中的规定进行； 磁粉检测按磁粉检测按JB3965JB3965《《钢制压力容器磁粉探伤》中的钢制压力容器磁粉探伤》中的规定进行。

规定进行 2 2．技术要求．技术要求（（1 1）射线检测）射线检测Ú   射线照相质量不应低于射线照相质量不应低于ABAB级；级；Ú  GBGB 150150、、GB151GB151等等标标准准中中要要求求进进行行 100%100%检检测测的的压压力力容容器器的的对接焊缝不得低于对接焊缝不得低于ⅡⅡ级级; ;；；Ú 除除上上述述以以外外要要求求进进行行100%100%检检测测和和局局部部（（20%20%））检检测测的的压压力力容器的对接焊缝不得低于容器的对接焊缝不得低于ⅢⅢ级，且无未焊透级，且无未焊透2 2）超声检测）超声检测Ú  GB150GB150、、GB151GB151等等标标准准中中要要求求进进行行100%100%检检测测的的压压力力容容器器的的对接焊缝不得低于对接焊缝不得低于ⅠⅠ级；级；Ú  除除上上述述以以外外要要求求进进行行100%100%检检测测和和局局部部（（20%20%））检检测测的的压压力力容器的对接焊缝不得低于容器的对接焊缝不得低于ⅡⅡ级3 3）渗透检测）渗透检测 没有任何裂纹、成排气孔和分层，并符合有关标准要求没有任何裂纹、成排气孔和分层，并符合有关标准要求。

4 4）磁粉检测）磁粉检测 没有任何裂纹、成排气孔和分层，并符合有关标准要求没有任何裂纹、成排气孔和分层，并符合有关标准要求 ( (三三) ) 焊接接头力学性能试验焊接接头力学性能试验 1. 1. 产品焊接试板的制备产品焊接试板的制备 (1) (1)．试板材质与产品相同；．试板材质与产品相同； (2) (2)．试板形状和尺寸．试板形状和尺寸Ú厚度：与焊件相同；厚度：与焊件相同；Ú宽度：宽度：250250～～300300mmmm；；Ú长度：以够截取试样为准，舍弃长度：手工焊长度：以够截取试样为准，舍弃长度：手工焊≥ 30≥ 30mmmm：：自动焊自动焊≥40≥40mmmm (3)(3)．焊接试板．焊接试板 在施工过程中，采用与产品相同的焊接工艺焊接在施工过程中，采用与产品相同的焊接工艺焊接 (4)(4)．试板数量．试板数量 按照《规程》的规定；有的按台，有的按批按照《规程》的规定；有的按台，有的按批2. 2. 试验内容和方法试验内容和方法(1)(1)．拉伸试验．拉伸试验 1 1）试样尺寸和数量）试样尺寸和数量 数量：数量：2 2个；个；•         试样宽度试样宽度≥25≥25mm;mm;•         试样厚度：当试板厚试样厚度：当试板厚≤30≤30mmmm时，采用全板厚；时，采用全板厚； 当试板厚当试板厚≥30≥30mmmm时，采用多片试样。

时，采用多片试样 2 2）技术要求）技术要求 抗拉强度不小于下列规定之一：抗拉强度不小于下列规定之一：•         产品样图规定值；产品样图规定值；•         钢材标准规定的最小抗拉强度；钢材标准规定的最小抗拉强度；• 不同强度钢材组成的接头中抗拉强度较小者不同强度钢材组成的接头中抗拉强度较小者 ( (2)2)．弯曲试验．弯曲试验 1 1）试样尺寸和数量：当）试样尺寸和数量：当δ<20mmδ<20mm时，面弯时，面弯1 1个，背弯个，背弯1 1个；个； 当当δ≥20mmδ≥20mm时，侧弯时，侧弯2 2个 2) 2) 技术要求：技术要求： 在在拉拉力力机机上上冷冷压压至至规规定定的的角角度度后后，，在在受受拉拉面面的的任任何何方方向上没有长度大于向上没有长度大于3mm3mm的纵向裂纹或缺陷的纵向裂纹或缺陷(3)(3)．冲击试验．冲击试验 1 1）试样位置和数量）试样位置和数量 一一般般只只制制取取3 3个个焊焊缝缝冲冲击击试试样样；；当当设设计计温温度度≤-20℃≤-20℃时，还须做时，还须做3 3个个HAZHAZ冲击试样。

冲击试样 弯曲试验角度的规定弯曲试验角度的规定 2 2）技术要求）技术要求 常常温温冲冲击击功功的的平平均均值值不不低低于于27J27J；；低低温温冲冲击功的平均值不低于下表值击功的平均值不低于下表值 单个值不小于规定值的单个值不小于规定值的70%70%( (四四) )．压力试验．压力试验 1. 1. 液压试验液压试验 一般采用水作为介质，因此亦称为一般采用水作为介质，因此亦称为““水压试验水压试验”” (1) (1)．试验前的准备．试验前的准备 1 1））必必须须先先进进行行焊焊后后热热处处理理和和其其它它所所有有试试验验，，且全部合格且全部合格 2 2））必必须须检检查查所所用用的的设设备备、、仪仪器器和和防防护护措措施施，，且合格 (2) (2)．试验规范．试验规范 1 1））水水温温：：碳碳素素钢钢、、16MnR16MnR、、15MnVR15MnVR，，不不低低于于5℃5℃；其它低合金钢不低于；其它低合金钢不低于15℃15℃。

2) 2) 试验压力和保压时间：试验压力和保压时间：  试验压力的计算：试验压力的计算： P PT T = ηP[σ]/[σ] = ηP[σ]/[σ]t t式中式中 P PT T — — 耐压试验压力耐压试验压力, MPa , MPa ；； P — P — 压力容器的设计压力压力容器的设计压力 , MPa , MPa ；； η — η — 耐压试验压力系数，见下表；耐压试验压力系数，见下表； [σ] — [σ] — 试验温度下材料的许用压力，试验温度下材料的许用压力，MpaMpa；； [σ] [σ]t t — — 设计温度下材料的许用压力，设计温度下材料的许用压力，MpaMpa表中：表中：P—P—设计压力设计压力 （（MPaMPa）；）； 低压：低压：0.1≤P0.1≤P＜＜1.6 1.6 中压：中压：1.6≤Р1.6≤Р＜＜10 10 高压：高压：10≤Р10≤Р＜＜100100 超高压：超高压：Р≥100Р≥100(3)(3)．试验步骤．试验步骤 1 1）将容器充满液体；）将容器充满液体； 2 2）当容器壁温与液体接近时，缓慢升压至设计压力；）当容器壁温与液体接近时，缓慢升压至设计压力； 3 3）确认无泄露后，升压至试验压力，保压）确认无泄露后，升压至试验压力，保压30min30min；； 4 4））降降压压至至试试验验压压力力的的80%,80%,保保压压足足够够的的时时间间，，进进行行检检查查，， 然后卸载。

然后卸载4)(4)．技术要求．技术要求 a. a.无泻漏；无泻漏；b.b.无可见异常变形；无可见异常变形；c.c.无异常响声无异常响声 动画 2. 2. 气压试验气压试验 （略）（略） 3. 3. 气密性试验气密性试验(1)(1)．试验前的准备．试验前的准备 1 1）必须先进行耐压试验，且合格；）必须先进行耐压试验，且合格； 2 2）必须检查所用的设备、仪器和防护措施，且合格必须检查所用的设备、仪器和防护措施，且合格2)(2)．试验规范．试验规范 1 1）气温：碳素钢和低合金钢，不低于）气温：碳素钢和低合金钢，不低于5℃5℃；； 其它按设计图样规定其它按设计图样规定 2 2）试验压力和保压时间：试验压力等于设计压力试验压力和保压时间：试验压力等于设计压力 (3)(3)．试验步骤．试验步骤 1 1）缓慢升压至试验压力，保压）缓慢升压至试验压力，保压30min30min；； 2 2））对对所所有有焊焊缝缝和和连连接接部部位位进进行行泄泄漏漏检检查查，， 然后卸载。

然后卸载4)(4)．技术要求：无泄漏．技术要求：无泄漏 第四节第四节 焊接产品质量检验工程应用实例焊接产品质量检验工程应用实例 —— —— 中间冷却器焊接质量检验（自学）中间冷却器焊接质量检验（自学）《《焊焊接接工工艺艺过过程程综综合合试试验验》》第第二二阶阶段段实实验验对对象象简介简介 （一）焊接产品名称：储液压力容器 （二）材质：18MnMoNb （三）设计压力：3.6MPa （四）介质：水 （五）工作温度：常温 （六）焊接方法：焊条电弧焊 （七）结构形式和筒节环、纵缝坡口：如图所示下一阶段要求：下一阶段要求：（1）通过金属焊接性实验，拟定焊接工艺； （2）进行焊件失效分析实验，确定裂纹种类；（3）对焊成的储液压力容器进行焊接产品质量检验。