1主曩内窖及适用范围

本标准规定了用环形或螺形缺口试样进行的插销冷裂纹试验方法。

本标准适用于钢材焊接冷裂敏感性的评定。

本焊接方法、钢材和应力给定的条件下也适用对比焊接材料特性。

2概述

2．1插销冷裂纹试验采用圆柱形试样，试样由被试的钢材加工而成。将带有缺口的试样插入底板的孔中，并使带缺口的一端端面与底板的表面齐平。

2．2在底板上熔敷一焊道，尽量使焊道中心线通过插销端面中心。该焊道的熔深应保证缺口位于热影响区的粗晶区中。

2．3焊后在完全冷却以前，给插销施加一拉伸静载荷。见图1。

2．4试验既可以用启裂也可以用断裂作为准则。

2．5试验可以就以下变量参数进行：

a．表征所用焊接材料的氢含量；

b．表征焊接热循环的诸参数；

c．考虑拘束作用所施加的应力。

试验昕得的结果．可用以评定在选用的试验条件下被试钢材的冷裂敏感性。

3．试件的设备

3．1插销

3．1．1插销的制取

插销从被试的材料或产品(轧制件、锻件、铸件、焊缝、焊接构件)中制取。但必须说明插销相对金属纤维的取向或相对厚度方向的位置。

3．1．2插销类型和尺寸

a环形镑口插销试样。见图2a。

测试部分长度fl在采用螺纹连接时应大于底板厚度，在采用夹头时则需大于底板与夹头厚度的总长。

缺口与插销端面的距离a应使焊道熔深与缺口根部所确定的平面相切或相交。但缺口根部圆周被熔透的部分不得超过缺口根部圆周的20％。见图3。

测试部分长度f在采用螺纹连接时应大于底板厚度，在采用夹头时则需大于底板与夹头厚度的总长。

缺口螺距P=1mm；

螺纹总长度应保证粗晶区被包括在螺纹段内。

3．1．3在测试部分和夹持部分之间要有圆角。夹持部分可用螺纹连接或其它方式连接。插销在底板孔中的配合尺寸为φAH12/d10。

3．2底板

底板材料应与被研究材料相同或两者热物理参数基本一致。底板厚度20mm。

底板尺寸：200mm~300mm，底板钻孔数小于等于4，位置处于底板纵向中心线上，孔的间距为33mm。见图4。

如果线能量大于20KJ／cm或有特殊需要时，经协商同意可以增加底板的宽度、长度或厚度。焊后底板的平均温度不得比初始温室高出50℃，并需在报告中记录。

4试验程序

4．1焊接

4．1．1按试验要求确定试验条件及有关待测试验参数。

4．1．1．1焊接材料

试验所用涂料焊条、药芯焊丝、实芯焊丝、保护气体及焊剂应符合相应标准。对试验性焊接材料应标明其规格、成分等有关技术参数。

对于所使用的焊接材料，必须说明扩散氢含量及测氢的试验方法，并在报告中说明。

4．1．1．2试验的初始温度

不预热试验时，试件的初始温度应为室温。

预热试验时，试件(插销及整个底板)的初始温度为预热温度。

4．1．1．3热循环特征

应测定800～500℃的冷却时间(18／5)，还应记录500～100℃的冷却时间或Tmax～100℃的冷却时间。热循环应以置于焊缝或焊接热影响区的热电偶测定。测定点的最高温度不得低于1100℃。每次测定值可表征同系列的试验，但需定期检查。

4．1．2组装试件

插销在底板的位置如2．1条所述。见图5。

4．1．3按试验所选用的焊接方法，严格控制确定的焊接规范，按2．2条规定在底板熔敷一焊道。焊道长100～150mm(同组试验中焊道长应相等)。焊道的焊接方向垂直于底板的纵向。

4．2加载

当试件冷却到比初始温度高出50～70℃，但不应低于100℃时，给插销施加所需的拉伸静载荷。

试件应逐渐地加载，规定的载荷应在1min内并在试件冷却到100℃以前加载完毕。如果后热应在后热以前加载。

在不预热条件下试验时，试件载荷保持16h后不断裂即可卸载。如果在预热或预热加后热条件下试验时，载荷至少要保持24h。

载荷应与下列数值有关：

a．环形缺口试样缺口根部截面积。

b．螺形缺口试样缺口根部圆柱的垂直截面积。

4．3结果

4．3．1插销可能在载荷持续时间内发生断裂，在这种情况下应记录插销承受载荷的时间。

4．3．2若未发生断裂，那么将试件取下，可采用下列方法之一检测缺口根部可能存在的裂纹

a．沿插销焊道纵向截面进行金相检查，逐次检查几个切面，放大400～600倍，确定是否有裂纹存在，

b．用氧化的方法，将没有发生断裂的试件进行加热(300～450℃，保温1h)，冷却后给插销施加纵向载荷，使插销与底板分离，检查断口表面，确定存在裂纹，

c．可以采用能给出等效信息的其它检测方法。

5试验报告

试验报告应记述；

试验材料的特征(化学成分、机械性能、种类、牌号、规格、热处理条件)；

焊接材料的牌号、种类、规格；

底板的材料牌号、尺寸；

焊接条件(焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量)；

插销商径。缺口型式；

预热温度，后热温度及时间；

变量的数值：冷却时间、应力、至断裂的时间或载荷保持时间；焊缝金属的扩散氢含量及测氢方法；

试验的准则：启裂或断裂；

室温与相对湿度；

检查裂纹的方法：根据需要可在试验结果中说明裂纹的形态。