本标准适用于低合金钢和碳素钢搭接接头焊接裂缘试验。

1 名词、术语

1．1二向热流(Bithermal)：传递热流的方向数为2个。

1．2三向热流(Trithermal)：传递热流的方向数为3个。

1．3热拘束指数(Thermal severity number缩写为TSN)：与板厚和传递热流的方向数有关，用来表示冷却条件与裂纹间关系的指数。

1．4可控热拘束(Controlled thermal severity缩写为CTS)：通过热拘束指数的变化来反映冷却速度对接头裂纹倾向的影响。

2 试件的制备

2．1试件的形状和尺寸如图1所示。

2．2上板试验焊缝的两个端面必须要机械切削加工(气割下料时，机械切削加工余量为10mm以上)，其它端面可采用气割下料。

2．3上板和下板的接触面以及下板试验焊缝附近的氧化皮、油、锈等均要打磨清除干净。

3 试验步骤

图1 试件形状和尺寸

x>1.5；δ₁-上板厚度；δ-下板厚度

3．1按图1进行试件组装。先用螺栓把上板固定在下板上，然后采用试验焊条焊接两侧面的拘束焊缝，每侧焊两道。

3．2待试件完全空冷至室温后，将试件放在隔热的平台上焊接试验焊缝。

3．3焊接试验时，按照图1，先焊接试验焊缝1，然后等试件完全空冷至室温后，更换焊条再焊试验焊缝2。

3．4焊后的试件在室温放置48h后进行解刮。

3．5试件解剖时，将每条试验焊缝按图2中虚线所示的尺寸进行机械切割。每条试验焊缝上取3块试样，共计6块。

3．6对各试样检测面要进行金相研磨和腐蚀处理，然后，放大10～100倍检测有无裂纹并测量裂纹的长度。

           

图2 试件解剖尺寸                                              图3 试样裂纹长度的计算

4 计算方法

4．1按图3所示对测得的裂纹长度应用下列公式分别算出上板和下板的裂纹率。

式中：C₁-上板裂纹率，％；

      C₂-下板裂纹率，％；

      ∑L₁-上板试样裂纹长度之和，mm；

      ∑L₂-下板试样裂纹长度之和，mm。

5 记录

5．1试验日期、时间、环境温度和湿度。

5．2试件钢号和化学成分、试件状态、试件上板、下板厚度及其轧制方向。

5．3焊前试件温度，焊接电源的种类、焊接极性、焊条牌号、焊条直径、焊条的烘干温度和时间、焊接电流、焊接电压和焊接速度。

5．4试件开始解剖时间和方法。

5．5试验结果：热流指数及其裂纹率。

附 录 A

《搭接接头(CTS)焊接裂纹试验方法》的说明  

(补充件)

A．1 适用范围

本试验方法主要适用于低合金钢焊接热影响区，由于马氏体转变而引起的裂纹试验，该方法也适用于碳素钢。

A．2 试件的制备

A．2．1本标准对试件厚度未作规定，但常用板厚为6～50mm。试验时，视结构情况，上板和下板的厚度可以不等。

A．2．2为确保试件尺寸和试验的可靠性，上板的两个受试端面要进行机械加工。当采用气割下料时，为避免试验焊接区受到热的影响，规定至少加工掉10mm。

A．2．3本试验方法主要靠两道拘束焊缝进行拘束，故需牢固地焊接这两条焊缝。试件中问的螺栓只起固定上板位置的作用，故螺栓与孑L径之间可有些间隙。

A．3 试验步骤

A．3．1这种产生于热影响区的冷裂纹与热影响区的冷却速度有密切的关系，尤其是300℃以下的冷却条件。因此要注意焊接时试件的初始温度。焊接试验通常在室温进行，但也可以在预热后和热处理的条件下进行。试验时将试件处于隔热条件下，以防止热量散失。

A．3．2焊接规范对冷裂产生有明显的影响，一般减少线能量，即增大热影响区冷却速度。因而增加淬硬倾向使冷裂纹敏感性增大。

A．3．3试件解剖时不得采用气割，要使用机械切割。机械切割时应尽量减少振动，以防止裂纹的扩展。

A．3．4本试验方法所得到的裂纹通常发生在焊缝下，有时也发生在上板和下板的接触部分及焊趾处，有时也可能发生在焊缝内，如图A1所示。对焊缝内裂纹和热影响区裂纹要区别对待。

A．3．5这种裂纹又称焊缝下裂纹，从外表几乎看不到，因此对各试样检测面要仔细研磨。通常磨到可以进行一般金属组织观察的程度即可。然后进行金相腐蚀，腐蚀剂一般可采用5％硝酸酒精溶液。但最好采用在3％苦味酸酒精溶液中添加3％浓硫酸的溶液。

图 A1 各种裂纹

A．3．6本试验较容易出现用肉眼观察不到的小裂纹，因此，在放大10～100倍条件下仍难以分辨时可使用500～1000倍显微镜进行观察。并利用显微镜上的测量附件来测量裂纹的长度。

A．3．7测量裂纹长度时，若裂纹呈曲线形则(如图3所示)按直线测量，裂纹重迭时，重迭部分的长度不重复计算。

A．4 热拘束指数(TSN)的确定

TSN是根据热流方向数和试件厚度而确定的。如图A2a表示在板厚6.25mm的端部焊接试验焊缝，其热流方向数为1，这时的热拘束指数规定为1，用TSN=1来表示。图A2b表示在板厚6.25mm的对接接头或在板厚为12.5mm试件的端部焊接时，前者热流方向数为2，后者为1。但由于后者的板厚比前者的板厚大一倍，故两者的热拘束指数都规定为2，用TSN=2来表示。图A2c表示CTS试件的热流方向数，第一条试验焊缝的热流方向数是2，称为二向热流(Bithermal)，第二条试验焊缝的热流方向数是3，称为三向热流(Trithermal)。利用下列公式可求出不同板厚时的TSN值。

第一道试验焊缝：

第二道试验焊缝：

式中：δ₁-上板厚度，mm；

      δ-下板厚度，mm。

图 A2 热拘束指数的确定

附 录 B

试验规范 (参考件)

为了比较不同钢种的冷裂纹倾向，推荐采用下列试验规范：

焊条直径  4mm；

焊条电流  170±10A；

焊接电压  24±2V；

焊接速度  150±mm/min。