焊接试验范文

焊接试验范文（精选10篇）

焊接试验 第1篇

复合土工膜以聚氯乙烯或聚乙烯塑料薄膜为防渗基材, 与无纺土工布复合而成的土工防渗材料, 具有抗拉、抗撕裂、抗顶破, 强度高, 延伸强, 耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好、质量轻、施工方便、造价低等特点。

1 工程概况

某水库为半挖半填型碾压均质土坝, 坝轴线总长4000m, 全库盆及坝坡采用复合土工膜防渗。为保证质量, 在土工膜焊接前需进行焊接工艺试验, 试验完成后方可进行焊接施工。

2 复合土工膜性能指标及试验结果分析

2.1 土工膜原材料规格及性能指标

本工程采用的土工膜为聚乙烯 (PE) 涤纶长丝纺粘针刺非织造布复合土工膜 (两布一膜) , 其规格为FN2/PE-20-400-0.5, 符合《土工合成材料非织造布复合土工膜》 (GB/T17622008) 规范的规定。

复合土工膜主要技术控制指标见表1。

2.2 土工膜焊缝质量要求

(1) 双缝焊充气长度应不大于60m, 双焊缝间充气压力达到0.1MPa, 保持1min, 压力无明显下降且打开远端封堵后压力明显下降即为合格。如双焊缝间充气压力达到0.1MPa, 保持1min, 压力无明显下降且打开远端封堵后压力仍无明显下降, 则需用真空压力法逐段检测焊缝或用分段充气法检验, 检验标准同上。

(2) 单焊缝和T形节点及修补点应采取50cm×50cm方格逐格进行真空检测。真空压力大于或等于0.005MPa, 保持30s, 肥皂液或洗涤灵不起泡即为合格。

(3) 单焊缝也可采用火花试验检测, 金属刷之间不发生火花即为合格。

(4) 室内试验:焊缝抗拉强度应大于母材强度。

2.3 复合土工膜焊接试验

(1) 试验过程

复合土工膜的土工膜采用双轨热熔焊法, 其焊缝为两道并对两端部进行封闭, 以便通过对焊缝形成的封闭空间进行密封性测试;接头抗拉强度不低于母材强度;双轨热熔焊机不能到达的部位或其他特殊情况下, 可采用热熔挤压焊接;焊接时基底表面应干燥, 含水率宜在15%以下。尽可能对各种气温条件下的焊接施工进行工况模拟, 根据往年的气象记录情况, 结合本项工程的施工时段, 规划了5℃、15℃、25℃、35℃四个临界气温条件下的焊接试验。焊缝设置及试验数据, 具体见表2。

说明:表2中“焊缝强度”检测结果数值均为母材断裂时的强度, 接缝处未断裂, 符合规范及设计要求;“/”表示焊缝现场检验不合格, 未予送检。

(2) 试验结论

由实验结果可知复合土工膜的焊接温度为180~200℃, 并不适用于本工程。

2.4 特殊部位拼接试验

(1) 试验过程

为检验配置的材料、机械设备及拟采用的施工工艺在弯弧、转角、过槽等特殊部位的可行性及可靠性, 进行了特殊部位拼接试验。试验检查项目及试验数据, 具体见表3。

(2) 试验结论

根据试验检查情况, 本项试验得出如下结论:在坝坡弯弧、库区转角等异形部位采用膜布分离的方式与复合膜进行拼接的施工工艺是可行的, 拼接质量也是可靠的, 适用于本工程。

2.5 特殊工况模拟及补疤试验 (包括T型焊缝)

(1) 试验过程

考虑到施工过程中, 难免出现复合土工膜破损、焊缝取样检测等特殊情况, 须对上述部位进行修补作业, 特进行本项试验。试验检查项目及试验数据, 具体见表4。

(2) 试验结论

根据试验检查情况, 本项试验得出如下结论:在破损、焊缝取样等特殊部位可采用PE胶粘结的方法进行修补;T形焊缝可将其中一条焊缝封堵后直接过缝焊接, 无需特殊处理;T形焊缝补强可根据实际情况, 采用热风焊枪焊接和PE胶粘接均可。

3 结束语

试验结束后对全库区进行了复合土工膜的铺设和焊接, 施工中严格检测原材料性能指标达到规范标准, 严格控制复合土工膜焊缝质量满足设计要求。通过对本工程110万m2复合土工膜现场抽取焊缝试样作拉伸强度试验, 检测合格率达到100%, 焊缝质量合格。水库经过两年多运行检验, 获得了良好的防渗效果。

参考文献

[1]彭维能, 张建华, 张福田.覆面防渗复合土工膜材料和施工工艺试验[J].四川水力发电, 1993, 04.

[2]忘海洋.仁宗海水库电站大坝上游坡面复合土工膜防渗工程施工技术[J].吉林水利, 2010, 12.

焊接工艺评定试验计划书 第2篇

Q345B钢的MAG焊

（对接）

编制：审核：批准：

内容

焊接工艺认可试验计划书............................1 1．范围...........................3 1．1 焊接方法.............................3 1．2 应用范围.........................................3 2．试验日期及地点............................3 3．试板准备..........................3 4．焊接材料..........................3 5．焊接设备..........................3 6．接头细节...........................3 6．1 对接..............................3 7．焊接条件................................5 7．1 焊接要求........................................5 7．2 预热..............................5 7．3 焊接材料的管理...............................5 8．试验与检查...........................5 9．试样准备................................6 10.试样尺寸...........................................6 10．1 横向拉伸试验....................................6 10．2 弯曲试验（侧弯）.......................................6 10．3 冲击试验.....................................6

1．范围

1．1 焊接方法

半自动CO2焊（对接）

1．2 应用范围

钢材级别：Q345B 接头形式：对接 焊接位置：PA

2．试验日期及地点

3．试板准备

母材级别：B级钢

规格：600×300×12 mm600×300×20mm600×300×60 mm 件数：22

2坡口：单V 30°单V 30°双V 30° 钝边：2

34．焊接材料

5．焊接设备

焊机型号： NBC-630 制 造 厂：双良

6．接头细节

6．1 对接

图6.1 试板对接

图6.2 试板对接

图6.3 试板对接

7．焊接参数

7．1 焊接要求

1.焊接之前必须除去预加工边的锈蚀，油污，灰尘，潮湿等。2.每道焊层必须用钢丝刷清理干净。

7．2 预热

不预热

7．3 焊接材料的管理必须建立严格的焊接材料的验收、保管、烘干、发放和回收制度。2 焊丝在使用前应除锈、去油。

8．试验与检查

9．试样准备

9.1 板材取样方法及取样位置

板材取样位置在板材的宽度方向垂直轧制方向（横向）1/4处截取所需试样。10.试样尺寸

10．1横向拉伸试验

焊接试验 第3篇

关键词： 熔敷金属； 焊接热输入； 力学性能

中图分类号：TG407

0 前言铁路货运重载运输是提高运能、降低运营成本的有效途径，是世界铁路货车技术发展的重要标志和趋势，罐车作为国内主型铁路货车之一也不例外。在70吨级罐车成熟技术的基础上，自行开发设计了GQ80型轻油罐车，传统的罐车罐体通常采用Q345A或G345R等低合金钢，焊接工艺成熟，通过多年的使用证明Q345钢制造的罐体安全可靠，焊接性能良好，而GQ80型罐车罐体采用了高强度耐候钢Q450NQR1，由于此钢种是首次在罐车罐体上使用，为了确保GQ80型罐车在制造、使用、运行过程中焊缝的安全可靠，对罐体的焊接接头的性能进行全面试验研究是非常有必要的[1-2]。

1 焊接试板制作工艺

GQ80型轻油罐车罐体板材采用符合《运装货车387号文》的高强度耐大气腐蚀钢Q450NQR1，特点是低磷、强度高及低温冲击韧性高，其化学成分见表1。

罐车罐体纵环缝均采用埋弧自动焊，所以焊接接头试验为埋弧焊焊接接头，选用的埋弧焊丝为符合TB/T2374-2008《铁道车辆用耐大气腐蚀钢及不锈钢焊接材料》的TH550-NQ-Ⅲ，焊丝直径5 mm，焊剂SJ101， 焊丝的化学成分见表2。

试板焊接完全按照罐体纵环缝焊接形式进行制作，坡口形状为V形，坡口角度70°，钝边5 mm，组对间隙0～2 mm，具体如图1所示。焊接方法采用埋弧自动焊，焊前焊剂SJ101在300～350 ℃烘干1～2 h，先焊接坡口正面焊缝，背面用角磨机打磨，清除金属溢流物等，不清根，埋弧焊焊接背面焊缝，焊接工艺参数见表3。试件焊接完成后，通过外观检测，再放置24 h后，进行射线探伤，合格后按照试验要求分别加工试样。

2 力学性能试验

根据GQ80罐车技术条件，罐体焊接必须按照NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》进行焊接工艺评定，依据标准要求，在焊接试板上截取制作拉伸、弯曲和冲击试样，试验试样如图2～4所示，评定结果见表4。

根据NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》要求，试样抗拉强度应不低于规定母材抗拉强度最低值，10 mm厚的高强度耐候钢（Q450NQR1）抗拉强度下限值为550 MPa，试验结果均大于550 MPa。弯曲试样弯曲到180°后，其拉伸面上的焊缝和热影响区内沿任何方向没有产生开口缺陷，4个弯曲试样均合格。按照设计和材料的要求，冲击试验在-40 ℃下进行，3个标准试样冲击吸收能量平均值≥31 J，试验结果合格。从表4的试验数据可看出此焊接接头的抗拉强度、弯曲性能及冲击值均符合设计和标准的要求，能够满足新产品的焊接质量要求。

3 硬度试验

硬度试验可以测得焊缝金属、热影响区和母材的硬度值，通过硬度测试，可以了解区域偏析和近缝区的淬硬倾向，根据淬硬倾向大小来反应钢材对冷裂纹的敏感程度。此次硬度试验按照GB/T 2654—2008《焊接接头硬度试验方法》进行测定，焊接接头试验位置示意图如图5所示。

通过对14个点的硬度测试，结果见表5。

从表5的测试结果可以看出，高强度铁道用耐候钢Q450NQR1在常温下焊接接头的最高硬度明显低于焊接冷裂纹倾向的临界维氏硬度值350 HV，即高强度铁道用耐候钢Q450NQR1无需预热便可进行焊接，这种钢材对焊接冷裂纹不敏感，即其焊接性良好。

4 腐蚀试验

根据罐车运输的介质，选用典型的汽油作为GQ80型轻油罐车罐体母材和焊接接头的腐蚀介质，按照JB/T 7901—1999《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行试验。

采用板状材料试样，试样尺寸为：50 mm×25 mm×2 mm，平行试样取3个；试验温度为（50±1） ℃；时间为168 h；试验介质为汽油；试验仪器为电热恒温水浴锅、1 L玻璃烧杯等（图6）。

按照要求进行试验后，用清水冲洗试样，用毛刷去除试样表面的腐蚀产物，然后用丙酮超声波清洗试样，吹干称重。全浸腐蚀试验的评定方法根据试样的腐蚀形态特征情况和腐蚀失重（对于腐蚀产物难以去除的则为增重）综合评定，对于均匀性全面腐蚀，可以根据腐蚀速率判断腐蚀的严重性，腐蚀试样如图7所示。

试样通过腐蚀后腐蚀形貌如图8所示。可以看到，Q450NQR1母材和焊缝试样表面均无明显腐蚀特征，即在汽油环境中两种材料状态均具有很好的耐蚀性能。

5 卷板试验

为了了解带丁字接头的Q450NQR1钢板在制造罐体过程中，通过滚圆机将板材卷制成筒体，板材和焊接接头是否会产生缺陷（如裂纹），通过卷板试验评估板材与焊接接头的力学性能。

将规格为2 000 mm×1 000 mm×10 mm的3块板按照图9的尺寸及型式拼接成一块大板，按照评定合格的焊接工藝进行焊接，这样拼板在卷制时就会出现一条纵缝和一条环缝（图10），按照GQ80罐体弧度进行卷制（图11），成形前后进行射线探伤，来判断焊接接头是否有裂纹的产生。再在卷制后的试板上的母材

图11 卷板后的实物

和焊接接头上截取600 mm×300 mm试板，按照弯曲方

向，母材纵向和横向试板各一块，纵缝和环缝试板各一块。将带焊缝的试板焊缝余高打磨与母材平齐，通过校平，取试样，进行力学性能试验。

通过射线探伤，滚圆前后焊缝均无裂纹产生，母材的性能测试结果见表6，焊接接头测试结果见表7。

6 结论（1）通过力学性能测试，焊接接头的各项力学性能和弯曲性能均符合设计和标准要求，满足GQ80型轻油罐车焊接质量要求。（2）通过焊接接头的硬度值测试，说明高强度耐候钢Q450NQR1无需预热便可进行焊接，对焊接冷裂纹不敏感，其焊接性良好。（3）通过Q450NQR1母材和焊缝试样在汽油环境中的腐蚀试验。说明Q450NQR1钢材可用于制备储存汽油等轻油介质的容器或罐车。（4）通过卷板试验，说明带焊缝的Q450NQR1钢板进行滚圆不会产生裂纹，且各种性能符合要求。

参考文献

[1] [ZK（#]曲朝霞，李自刚.宝钢高强度铁道车辆用钢的焊接技术[J].钢铁，2005，40（5）：65-68.

管道上坡口焊缝的焊接试验位置 第4篇

焊工 (焊接操作者) 及定位焊的合格试验, 取决于试验者个人的能力, 即在试验中是否能按照焊接的工艺、材料、流程, 焊接出验收合格的焊缝。

图1所示是管道角焊缝不同的试验位置, 具体说明如下:

图1A是一种用于管道连接的环形角焊缝试验位置, 此时管道轴线与水平成近似45°, 管道作轴线旋转, 焊缝平焊而成;

图1B是一种用于管道连接的环形角焊缝试验位置, 此时管道轴线是近似垂直的, 焊缝横焊而成;

图1C是一种用于管道连接的环形角焊缝试验位置, 此时管道轴线是近似水平的, 管道作轴线旋转, 焊缝横焊而成;

图1D是一种用于管道连接的环形角焊缝试验位置, 此时管道轴线是垂直的, 焊缝仰焊而成;

图1E是一种用于管道连接的环形角焊缝试验位置, 此时管道轴线是近似水平的, 焊缝由水平、垂直和仰焊而成。管道保持固定, 直至焊接完毕;

焊接试验 第5篇

爆炸焊接中应力波作用的动光弹试验研究

爆炸焊接对于钢板的焊接来说是一种经济而有效的`新技术、新工艺.在爆炸或冲击荷载作用下,钢板间会引起复杂的应力应变状态的变化,表现在应力波传播比较复杂.首次利用动光弹法模拟在爆炸或冲击作用下两板间的应力波的传播过程,借用应力波理论来分析爆炸焊接中应力波的作用机理,证实了两板结合前上板内存在着能量累积过程,并结合弹性波动理论和应力--光学定律推导出了理论数值解与条纹级数之间的关系.

作 者：陆渝生 连志颖 邹同彬 作者单位：解放军理工大学工程兵工程学院,江苏,南京,210007刊 名：解放军理工大学学报(自然科学版) ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PLA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：20023(2)分类号：O348.1关键词：爆炸焊接 动态光弹性 应力波理论 能量累积

水下缝合摩擦焊接试验装置的研制 第6篇

1 缝合摩擦焊原理

首先在被焊金属基体上预钻出一系列直径在9至17厘米的焊孔, 接着将一个个高速旋转的金属棒以一定的进给速度插入这些焊孔中。随着金属棒的进给, 当金属棒到达焊孔底部时, 金属棒与焊孔底部有接触并开始摩擦生热过程, 摩擦所产生的热会使金属棒产生塑性变形, 塑变的金属材料在焊接压力的作用下会不断流动填充焊孔, 同时摩擦接触面快速的从焊孔底部向上移动, 塑变的金属材料与焊孔的内表面紧密结合在一起, 完成一个焊孔的焊接。而由若干个不连续的焊孔搭接缝合形成缝合摩擦焊的焊缝。

2 缝合摩擦焊机械系统

本实验装置主要用于管线钢的焊接, 其机械结构示意图如图1所示, 包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。轴向移动装置由伺服电机、丝杠、滑块和燕尾槽组成, 伺服电机带动丝杠旋转, 与摩擦主轴头连成一体的滑块通过螺旋副与丝杠相连, 将丝杠的旋转运动转换成燕尾槽滑块的上下运动, 从而完成摩擦头的轴向移动。燕尾槽滑道和一般滑道相比运行稳定, 精度较高。轴向最大进给速度适中, 保持焊接装置的稳定性。焊接过程中, 通过摩擦主轴头的微量轴向进给提供焊接压力, 进给量由焊接压力传感器根据采集到的焊接压力实时调节, 保持焊接过程中焊接压力的稳定, 最高焊接压力可达20 k N。摩擦主轴头的高速旋转运动由液压马达控制, 使柱塞头插入焊孔高速旋转进行焊接, 最高转速可达6000 r/min, 承受最大扭矩为50 N.m。待焊工件由夹具固定在工作台上, 工作台通过螺旋副与两丝杠相连, 摇动丝杠手柄, 完成工作台前后、左右移动, 从而可方便地完成工件与摩擦主轴的对中。

3 液压系统

本实验装置摩擦主轴头最高转速要求达到6000 r/min, 最大扭矩50 N.m, 为了满足此焊接要求, 选用柱塞液压马达, 利用液压系统来控制主轴的高速旋转。根据技术要求, 选用A2FM12型柱塞液压马达。马达排量为12 m L/r, 最高转速8000 r/min, 最大流量96 L/min, 当压差为350 bar时, 扭矩为67 N.m, 当压差为400bar时, 扭矩为76 N.m。液压系统原理图如图2所示。用溢流阀4控制液压系统的最高压力, 用液压伺服阀5控制液压马达的启/停和调节主轴转速。本液压系统要求流量大, 压力高, 因此液压泵选择A2F80R2P1型柱塞泵。柱塞泵容积效率高, 漏油现象轻, 可在高压下工作, 大多用于大功率液压系统。液压伺服阀在焊接过程中起到换向和调节流量的作用, 即开启停止液压马达, 调节转速大小的功能。根据技术要求选择4WSE2ED型方向伺服阀, 最高工作压力210/315bar, 最大流量180L/min。

4 电控系统

缝合摩擦焊电控系统原理。以PLC为主控制元件, 采用触摸显示屏为人机界面, 操作简单直观, 反馈的信号可以清晰的反应到界面上。控制信息和焊接参数通过人机界面传递给PLC, 经由PLC处理分析后, 再把信号下传至电控液压阀或者伺服驱动器等执行单元。比如, PLC传递出来的信号通过伺服驱动器控制伺服电机转动, 以此来控制主轴的轴向进给运动。焊接过程中, 数据采集系统通过流量传感器、压力传感器、转速传感器、光栅尺等信息传递元件将电控液压阀的流量大小、液压马达的进出口压力大小、摩擦主轴的转速大小以及轴向移动位移量大小等信号传递给PLC, PLC分析处理后, 进行实时显示与调节, 保证焊接过程的稳定。

人机界面选择NI公司基于图形化语言的Labview进行设计。其设计语言用G编程 (Graphic Programming) 方式, 即各子功能模块的表示形式为图标/连接口, 各模块之间通过连接口彼此联结起来, 互相传送参数, 从而构成一个更大的模块并完成特定的任务。人机界面包括控制按钮部分、参数输入部分和参数显示部分。控制按钮部分包括焊接过程的启动停止、焊接主轴头的垂直上下运动、轴向进给速度的加速减速调整、主轴旋转运动的启停和旋转速度的调整。参数输入部分包括主轴进给速度和旋转速度的输入, 只要在输入框内输入指定的速度, 主轴便可快速调整。参数显示部分包括焊接压力, 主轴进给速度和主轴旋转速度的实时显示, 以供对焊接过程的观察及监控。人机界面简单清晰, 操作方便。

5 结论

(1) 本实验装置的摩擦主轴头最大工作压力可达20k N, 最高转速可达8000r/min, 最大扭矩可达76 N.m, 可用于一般管线钢的缝合摩擦焊。

(2) 利用液压系统控制摩擦主轴头的高速旋转运动, 流量大, 压力高, 焊接过程稳定。

(3) 通过摩擦主轴头的微量轴向进给提供焊接压力, 进给量由焊接压力传感器根据采集到的焊接压力实时调节, 保持焊接过程中焊接压力的稳定。

(4) 人机界面简单清晰, 操作方便, 可对焊接过程进行实时观察与监控。

(5) 配合密封水箱, 可模拟管线钢的水下缝合摩擦焊。

摘要：为了深入研究水下及深水厚壁钢结构裂纹修复新技术——缝合摩擦焊的连接机理及特性, 研制了一种可进行水下焊接的缝合摩擦焊实验装置。实验装置由机械系统、液压系统和电控系统三部分构成。机械系统包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。液压系统为主轴头的高速液压马达提供动力。电控系统采用PLC为主控制器, 通过控制伺服电机和液压伺服阀来分别控制主轴头的轴向进给运动和高速旋转运动, 并提供操作方便的人机界面, 对焊接过程和焊接参数进行实时跟踪和控制。本实验装置为缝合摩擦焊的工艺特性和连接机理研究提供了设备基础。

关键词：缝合摩擦焊,实验装置,机械系统,液压系统,电控

参考文献

[1]高峰, 朱加雷.海底油气管道维修工艺研究现状[J].北京石油化工学院学报, 2012, 20 (3) :57-59.

[2]唐德渝.海洋石油工程水下焊接技术的现状及发展[J].金属加工, 2009, (4) :1-5.

WB36钢焊接试验研究及应用 第7篇

WB36钢完全可以替代国产20G钢管及SA106B级别的ASME法规钢管, 从而可以大大减少管子壁厚和金属重量。

1 15NiCuMoNb5 (WB36) , 以下简称WB36钢化学成分及机械性能

1.1 WB36钢标准化学成分及试验用钢板的化学成分, 见表1。

1.2 组织形态WB36的组织形态为贝氏体和铁素体组织, 正火

WB36的组织形态为贝氏体和铁素体组织, 正火处理后的冷却速度决定了这两种组织的比例, 冷却速度越快, 贝氏体的含量越多。通常情况下, 贝氏体含量为95～97%。贝氏体含量的增加, 能够增加材料的强度。

1.3 热处理工艺

正火温度:900～980℃

回火温度:610～640℃

通常使用的WB36钢为正火+回火热处理, 当管道壁厚较大时, 为了获得预计的组织和性能, 热处理工艺为水淬火+回火。

1.4 WB36钢标准机械性能及试验用钢板的机械性能

WB36钢标准机械性能及试验用钢板的机械性能见表2。

2 WB36钢抗裂性试验

2.1 碳当量估算

根据有关资料介绍, 当Ceq>0.46%时, 说明该钢具有淬硬倾向, 有产生冷裂纹的可能性。

国际焊接学会推荐的碳当量公式如下:

根据以上公式, 试验用钢板碳当量Ceq=0.74 (%) , 说明WB钢碳当量较高, 在焊接过程中要采取一定的预热措施。

2.2 预热温度的理论计算按照日本伊藤.别所提出的防止根部裂纹的临界预热温度:

按照日本伊藤.别所提出的防止根部裂纹的临界预热温度:

式中, [H]—焊缝金属扩散氢含量, 按4ml/100g计算

t—板厚, t=20m m

经初步计算, 推断WB36钢的焊接预热温度应在170℃左右。

2.3 斜Y型坡口焊接裂纹试验

斜Y型坡口焊接裂纹试验的试件形状尺寸及试件的制备按GB4675.1《焊接性试验斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》中的规定, 见图1。

2.3.1 试验条件

试板尺寸:220×75×26mm

试验焊条牌号及规格:J607φ4.0mm

试验焊条烘干温度及时间:350℃/1h

焊接规范:160-170A

焊接速度:160mm/min

试板坡口装配时, 利用塞尺保证控制根部间隙在2+0.05mm (标准间隙为2±0.2m m) 。

裂纹试验试板焊后放置48小时后用着色探伤方法观察其表面裂纹, 测量后计算出表面裂纹率, 然后沿焊缝长度方向用锯床慢速, 截取5个截面, 经腐蚀后, 在放大镜下观察其断面裂纹, 测量后计算出断面裂纹率。

2.3.2 试验结果

表面裂纹情况见图2, 图3, 图4和图5。试验结果见表3。

从斜Y型坡口焊接裂纹试验结果来看, WB36钢的预热温度为150℃时就可以有效地防止焊接裂纹的产生。

2.4 焊接热影响区最高硬度试验

焊接热影响区最高硬度试验的试件形状尺寸及试件的制备按GB4675.5的规定。

2.4.1 试验条件

试板尺寸:200×75×20mm (室温) 200×150×20mm (预热)

试验焊条牌号及规格:J607φ4.0mm

试验焊条烘干温度及时间:350℃/1h

焊接规范:170A

焊接速度:150±10mm/min

试验试板焊后放置48小时后, 用带锯床慢速按规定截取硬度试样, 经研磨腐蚀后, 立即进行硬度测试。

2.4.2 试验结果

硬度测试点见图6。其中0点为熔合线的底部, 经0点画一条切线, 则切点0及其两侧各5个点做为硬度的测试点。试验结果见表4。硬度值的变化曲线见图7。

通过硬度试验, 可以看出, 不预热焊时, 焊缝热影响区的硬度值虽然没有较大的峰值, 但普遍偏高;随着预热温度的提高, 焊缝热影响区的硬度值逐渐降低, 不预热和预热焊的焊缝热影响区硬度值相差较大, 预热150℃时, 焊缝热影响区的硬度值已接近母材的硬度水平。

3 WB36钢的焊接工艺评定试验

本课题在焊接性试验基础上, 结合生产条件和产品实际结构, 进行了焊接工艺评定试验, 以便为产品焊接提供技术支持、积累经验。为便于对比和分析研究起见, 焊接工艺评定选用了国内和国外两种牌号的焊接材料, 见表5。这样, 可以为产品焊接工艺的制定提供更大的灵活性。

3.1 WB36钢环缝对接接头手工氩弧焊+焊条电弧焊工艺评定试验

试件规格:φ356×25mm

焊接材料:

焊丝:H08Mn2Moφ2.5mm

焊条:J607 (E6015-D1) φ4.0mm、φ5.0mm

最低预热温度为150℃, 由于手工氩弧焊 (GTAW) 为低氢焊接方法, 故其最低预热温度定为100℃, 焊接时最高层间温度控制在300℃。焊接规范参数见表6。

工艺评定试件焊后经100%UT+100%MT无损探伤合格后进行焊后热处理, 热处理规范:570-590℃保温2.5小时。评定试件的综合力学性能试验结果见表7和表8。

3.2 WB36钢环缝对接接头埋弧自动焊接工艺评定

试件规格:φ356×50mm (钢管)

焊丝:H10Mn2Moφ3.0mm焊剂:HJ350

最低预热温度:150℃, 焊接时最高层间温度控制在300℃。

焊接规范参数:

焊接电流:420-470A

电弧电压:30-32V

焊接速度:20-28m/h

焊丝伸出长度:25-30mm

焊后热处理:570-590℃保温2.5小时。

评定试件焊缝焊后经100%UT+100%MT无损探伤合格。

力学性能结果见表9, 表10。

3.3 WB36钢管环缝对接接头采用进口焊材的焊接工艺评定

试件规格:φ244.5×20mm

焊接方法:手工钨极氩弧焊+焊条电弧焊

保护气体:Ar流量:10～15L/min背面保护气Ar:20～25 L/min

焊接位置:水平固定

预热温度为150～250℃

层间温度控制在150～350℃。

焊后热处理:580-600℃保温1小时。

工艺评定试件焊缝焊后经100%UT+100%MT无损探伤合格。

工艺评定试件的焊接参数见表11。

3.4 WB36钢纵缝对接接头采用国内焊材的焊接工艺评定

焊接接头形式;见下图, 试件为板厚80毫米对接接头。

焊接方法:焊条电弧 (SMAW) +埋弧自动焊 (SAW)

焊前预热温度:≥150℃

层间温度:200～320℃

焊后后热:300～350℃/保温2小时

焊后热处理:590-610℃/保温4小时

评定试件焊缝焊后经100%UT+100%MT无损探伤合格。

工艺评定试件的焊接工艺参数见表12。

工艺评定试件的综合力学试验结果见表13。

4 结论

WB36具有良好的加工性和焊接性。实践证明, 常采用的普通焊接方法如TIG (钨及氩弧焊) 、SMAW (焊条电弧焊) 、SAW (埋弧自动焊) 在很大壁厚范围内焊接WB36都是成功的。在焊接时, 必须采用焊接工艺评定合格的填充金属, 即与WB36强度匹配的焊条、焊丝或焊丝/焊剂组合焊接材料以及工艺评定范围内的焊接工艺参数。

通过试验和应用得出以下结论:

4.1 斜Y型坡口焊接裂纹试验结果表明, 焊接时焊条电弧焊和埋弧自动焊焊前需经≥150℃的预热, 且焊条电弧焊时选用低氢型焊条, 埋弧焊时配用中性焊剂, 可以有效地防止焊接冷裂纹的产生。

4.2 焊接热影响区最高硬度试验结果表明, 焊接后最大硬度区域在热影响区。不预热焊时, 焊缝热影响区的硬度值偏高, 随大值 (HV10) 已达300左右;随着预热温度的提高, 焊缝热影响区的硬度值逐渐降低, 预热150℃时, 焊缝热影响区的硬度值最大为240左右, 已接近母材的硬度水平。

4.3 通过国产和国外焊接材料的对比试验, 可看出, 国产J 607 (GB E6015-D1) 焊条及H10Mn2Mo焊丝焊后的焊缝性能较进口焊材差, 抗拉强度和冲击值均较低, 特别是埋弧焊焊丝, 抗拉强度值富余度很小, 而冲击韧性值也较低。因此建议对质量有特殊要求结构或产品的焊接材料特别是埋弧焊焊材建议选用国外焊接材料。

4.4 试验采用的各项焊接规范参数恰当, 热输入量能够得到有效地控制, 焊接接头无过热组织, 手工氩弧焊、焊条电弧焊及埋弧焊焊接接头的机械性能均满足技术标准的要求。

参考文献

[1]V&M公司WB36手册.2002.

[2]陈裕川.焊接工艺评定手册.机械工业出版社.1999.

[3]吴世初.金属的可焊性试验.上海科学技术出版社.1983.

焊接钢管压扁试验开裂原因分析 第8篇

1 影响焊接钢管压扁试验结果的因素

1.1 钢管材料质量的影响

焊接钢管的压扁试验结果对于钢管物理、化学等综合性能指标的评价意义重大。对于结果的准确性是由钢管材料质量决定的, 所以对于压扁试验结果影响最大。钢管一般根据碳含量的不同称为生铁、熟铁和钢铁。其中生铁的碳含量最高, 约占整体质量的4%左右。生铁在压扁试验过程中容易断裂, 因此, 其强度和柔韧性较差。熟铁的碳含量降低2%左右, 具有一定的延展性, 容易加工, 在压扁试验测试中, 容易出现局部开裂。钢铁一般不开裂。

1.2 压扁试验装备的影响

对于焊接钢管压扁试验, 不同地区采用的试验装备不同, 压扁试验处理方法存在一定的差别。目前, 较为普遍的压扁焊接钢管测试是采用两端压扁法, 通过万能试验机或压力拉伸机, 对于焊接钢管试样的两端进行开裂试验。然而, 一些地区采用焊接钢管中端压扁试验测试, 这就使得不同挤压量和挤压部位的差异引起压扁试验结果的不同。经过调查发现, 采用德国或日本制造的压扁试验装备检测结果更趋于真实值, 检测方法简单高效。

1.3 压扁试验人员操作的影响

压扁试验人员操作对于焊接钢管试验结果的影响主要由两个方面产生:一方面, 压扁装备操作人员素质和能力不同。对于操作能力较强的人员, 获得的焊接钢管压扁试验结果越准确, 对于试样的选择更具代表性, 可以科学评价焊接工艺水平和钢管生产制造水平。另一方面, 操作不规范引起的结果误差。具有相同水平的压扁试验检测人员, 由于压扁试验设计的操作顺序较多, 不同的操作习惯对于焊接钢管的试验结果影响较为明显。

2 焊接钢管压扁试验开裂的具体原因探究

2.1 焊接钢管材质差别大

钢铁根据不同的锻造温度分为体心立方晶体结构的α铁、面心立方晶体结构的β铁和体心立方双锥晶体结构的γ铁。我们对于不同开裂程度的焊接钢管材质进行检测分析发现, α铁开裂程度最大, 开裂断面成纵裂纹;β铁也存在一定的开裂现象, 但是裂纹成横向分布;钢铁中γ铁的成分比重越大, 开裂程度越小, 对于钢管的整体性能提升越有益。

2.2 焊接钢管中存有杂质

对于一些钢材材质较好的钢管开裂原因探究发现, 断面层含有一定含量的硫化物或氯化物。而硫化物杂质普遍存在与开裂钢管中, 由于其属于钢铁内部杂质, 在进行压扁试验过程中, 由于需要高温测试, 嵌入内部的硫化物会析出, 将其余部分的铁共同体隔开, 在冷却后形成裂纹。同时, 硫与铁在相同温度下膨胀收缩系数不同, 通过开裂释放内在应力。

2.3 钢管焊接条件控制弱

经过实际分析, 钢管焊接条件控制水平直接影响开裂与否及开裂程度的强弱。由于钢管焊接是在一定温度下进行的, 温度的高低对于焊缝的质量影响重大。焊接钢管温度过高, 致使钢管焊缝处钢铁熔化面积增加, 在进行压扁试验时, 可承受的压力大大降低, 容易出现开裂现象。除此之外, 焊接时挤压量也对压扁试验开裂与否有关。

3 解决策略

3.1 完善钢管生产工艺控制

对于焊接钢管的压扁试验方案的选择, 要以性能需求为导向, 严格控制钢管生产工艺, 从源头提升钢管的物理化学性能, 减少焊接钢管在压扁试验的开裂机率。一方面, 加强钢管成分的比例混合研究。通过不同材质成分的结果建立相应的物理化学性能指标, 为日后开展压扁试验提供科学标准。一方面, 提升钢管的锻轧工艺水平。及时采用先进的钢材生产设备和工艺。

3.2 加强钢管中杂质预处理

对于杂质引起的焊接钢管出现的开裂, 可以通过化学处理法, 加强杂质前期处理。首先, 在选矿时, 进行成分分析, 及时利用氧化还原或高温煅烧去除硫化物和氯化物。其次, 在炼铁时, 加强钢铁成分的检测力度, 在处理过程中, 及时将杂质去除。最后, 钢铁在成型时, 要避免引入其他杂质。可以充分利用硫化物和氯化物的化学特性, 有针对性的选择去除工艺。

3.3 提升钢管焊接工艺水平

前文已经提到, 焊接工艺水平的高低也会直接影响在进行压扁试验过程中是否开裂。一方面, 优化现有的焊接技术, 根据性能指标和实际需求, 建立完善的钢管焊接工艺解决方案。一方面, 加大焊接条件的精确控制。根据焊接技术现状, 实现焊接温度和焊接挤出量的科学控制, 保证焊接处不会因为外界受力而开裂。进而提升焊接钢管的耐压能力和可加工能力。

4 结论

钢管应用在钢材市场上发挥着重要作用, 钢管焊接压扁试验检测分析, 有利于进行开裂原因探究。希望通过本文, 读者对于焊接钢管压扁试验中开裂有一个系统的认知, 根据影响钢管性能的因素和开裂具体原因, 合理采取改进措施, 提升钢管焊接和制造水平。

摘要：作为钢铁生产和需求大国, 钢材质量的好坏直接影响各行各业的建设和发展。钢管作为建筑构建的基本建材, 一般通过焊接压扁试验、力学拉伸试验和高温疲劳试验等测试手段, 检验焊接钢管质量水平的高低。其中焊接钢管压扁试验是检测较为准确的手段之一, 可以快速得出检验结果, 通过观察压扁后钢管的开裂和形变程度, 进行定量检测分析。然而, 在实际检测的过程中对于焊接钢管压扁试验性能测试中开裂的程度不同, 需要进一步探究原因, 指导钢管生产和锻造, 进而不断提升我国钢管制备控制工艺水平。

关键词：钢管焊接,压扁试验,原因研究,开裂分析

参考文献

[1]冯敏.Q235B在ERW钢管生产中压扁试验开裂的原因分析[J].中国科技纵横, 2014 (11) .

焊接试验 第9篇

1.1 试验材料

试验材料为对接焊复合管。复合管外层规格为Φ660×20mm, 材质为L485MB, 符合标准GB/T9711.2-1999的无缝钢管, 内衬为壁厚2mm, 材质为316L (00Cr17Ni14Mo2) , 符合标准GB/T14976-2002的无缝不锈钢管。对接焊工艺采用的是一种特殊无填充金属的爆炸焊焊接工艺。外层及内衬不锈钢钢管技术条件要求的拉伸性能如表1所示。

1.2 标准要求

该复合管对接焊焊接接头试验执行标准为SY/T4103-2006 (用户指定) , 依据标准可知试验项目为拉伸、刻槽锤断、弯曲试验。

1.3 力学性能测试

1.3.1 拉伸试验

采用上海华龙的WEW600试验机对拉伸试样进行抗拉试验, 每个试样的抗拉强度不应小于管材规定的最小抗拉强度。如果试样断在母材上, 且抗拉强度不小于管材规定的最小抗拉强度时, 则试样合格;如果试样断在焊缝或熔合区, 其抗拉强度不小于管材规定的最小抗拉强度时, 且断面缺陷没有标准要求以外的要求, 则该试样合格;如果试样是在低于管材规定的最小抗拉强度下断裂, 则该焊口不合格。拉伸试验数据见表2, 结果符合要求。

1.3.2 刻槽断裂试验

试验在上海华龙的WEW600试验机上拉断, 要求每个断裂面应完全焊透和熔合, 夹渣在长度或宽度上应不超过3.0mm, 相邻夹渣之间至少应有13mm。断裂后试样见图7。试验结果为8个试样的每个断裂面都无缺陷。

1.3.3 侧弯试验

侧弯试样在万能材料试验机WE600上进行的, 将试样以焊缝为中心放在模具上, 焊缝表面与模具呈90°施加上模压力。将试样压入下模内。直到试样弯曲近似“U”形。弯曲后试样拉伸表面上的焊缝和熔合线区域所发现的任何方向上的任一裂纹或其他缺陷尺寸应不大于公称壁厚的1/2, 且不大于3mm, 除非发现其他缺陷。由试样边缘产生的裂纹长度在任何方向上应不大于6mm。试验结果符合要求。

2 分析和讨论

2.1 拉伸试样去除试验机夹持部位的内衬层 (包括刻槽锤断试样)

根据该复合钢管的焊接工艺和样品的实际情况, 加工完用于试验的试样其外层和内衬层仅通过焊缝处连接, 焊缝两侧外层、内衬层金属不是整体, 其拉伸强度不能叠加, 并且外层厚度为20mm, 内衬层厚度为2mm, 由于薄厚相差悬殊, 会造成两层金属承载能力有很大区别, 并且内衬层金属只起到防腐作用, 对整个焊接管道的强度影响很微小, 可忽略。另外, 由于在拉伸过程中, 内衬层会先于母层断裂, 导致试验机卡具错位, 影响试验结果, 甚至会损伤试验机, 故将试验机夹持部位的内衬层去除, 只保留焊缝部位内衬层金属。

2.2 刻槽试样焊缝内外表面余高槽深约1. 6 mm

经过多次试验, 仅在焊缝两侧进行刻槽会导致试验后均断于母材。经分析, 当对焊缝两侧刻槽3mm时, 由于焊缝处余高过高, 使其刻槽后焊缝处的剩余横截面积还大于母材横截面积, 刻槽处载荷高于母材载荷, 应力集中效果不足使试样在刻槽外断裂, 无法完成试验。刻槽试验的目的是使试样在刻槽指定的断口处断裂, 观察其焊缝断面有无焊接缺陷。就其试验目的, 将试样存在焊缝余高两侧的刻槽深度加工至低于母材, 即约为1.6mm, 另外两侧槽深依旧3mm, 使刻槽处横截面积小于母材面积, 使应力集中效果有效作用于刻槽处, 再其断裂, 以便完成试验。

2.3 抗拉强度根据母层技术条件要求判定 (忽略内衬层作用)

拉伸试验时将试样的试验机夹持部位去除了内衬层不锈钢金属部分, 考虑到外层技术条件要求抗拉强度大于等于570MPa, 内衬层的技术条件要求抗拉强度大于等于480MPa, 外层与内衬层抗拉强度技术要求差距较大, 壁厚也相差很大, 实际上内衬层金属只是起到防腐作用, 抗拉作用可忽略。所以本试验抗拉强度的判定只考虑母层技术条件要求。

2.4 弯曲试验不可忽略内衬层金属

依据SY/T4013-2006标准要求, 试样壁厚大于13mm, 取侧弯试样。侧弯试验时, 作用力方向垂直于内衬层表面, 由于外层和内衬层不是一个整体, 弯曲过程中, 由于内衬层壁厚薄, 会呈现弯曲方向与试验力成切向, 引起内衬层焊缝处产生切应力, 由于应力集中, 极易导致焊缝处产生裂纹。如果内衬层弯曲性能不达标, 在使用过程中一旦产生裂纹或裂口, 焊缝处的防腐效果会降低, 甚至会产生应力集中。所以弯曲试验不应忽略内衬层金属。

3 结论

内衬不锈钢复合钢管对接焊焊接接头试验按照SY/T4103-2006的条款13要求可以进行对接焊缝的力学性能试验。根据试件实际情况, 对拉伸试样、刻槽锤断试样可以做进一步处理, 以便试验的顺利进行;对抗拉强度的判定应关注外层的作用, 可以忽略内衬层;对弯曲试验要特别注意内衬层金属的作用。

摘要：对内衬不锈钢复合钢管对接焊焊接接头试验进行了分析, 获得了内衬不锈钢复合钢管对焊后的焊接部位的抗拉强度、刻槽锤断、侧弯的力学性能情况。结果表明:按照SY/T4103-2006要求可以进行力学性能试验。

关键词：内衬不锈钢复合钢管,对接焊焊接接头,试验探讨

参考文献

[1]GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法

[2]GB/T232-2010金属材料弯曲试验方法

[3]GB/T9711.2-1999石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分:B级钢管

[4]SY/T4103-2006钢质管道焊接及试验

焊接试验 第10篇

转向架是机车关键走行部件, 其质量好坏关系到机车的运行安全。由于转向架构架是由钢板、铸件等焊接而成的, 因此如何提高和选用构架焊接技术并迅速应用到生产现场, 确保构架焊接质量是目前十分重要的研究课题。

HXN5型机车转向架构架的材料为Q420E, 属于低合金高强度钢, 在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。一般情况下, 低合金高强度钢焊接性相对较好, 但随着钢材强度的提高及钢板厚度的增大, 其焊接性变差 (通过细化晶粒提高钢材强度的除外) 。

为了得到良好的焊缝质量, 需要根据实际条件选择合理的工艺参数, 由于焊接过程是一个多因素影响的复杂过程, 因而对其工艺参数进行优化就显得非常困难, 如果试验方案安排得不好, 即使做了大量的试验, 也很难选择到最优化的焊接参数。正交试验设计是一种利用正交表来合理安排试验, 利用数理统计的原理科学地分析试验结果, 处理多因素试验的科学方法。这种方法的优点是, 能通过代表性很强的少数试验, 找到各个因素对试验指标的影响情况, 确定因素的主次顺序, 从而找出较好的生产条件或最优参数组合。

2 正交试验

2.1 试验条件和试验指标

焊接方法采用FCAW (药芯焊丝熔化极气体保护焊) , 焊丝牌号为E501T-1L, ⌀1.4 mm, 保护气体为CO2。试板尺寸为20 mm×200 mm×400 mm, 焊接试验条件:对接V形坡口, 坡口角度50°, 焊前预热150℃, 焊后消除应力热处理 (625±25) ℃, 保温2 h, 焊缝通过超声波探伤并合格, 上述条件为试验的固定条件。可变条件为焊接电流、电弧电压和焊接速度。在其他条件确定且不变的情况下, 通过选用不同的焊接电流、电弧电压和焊接速度进行试板的焊接试验, 根据试样的力学性能试验结果选用较优的参数进行产品的制造。

2.2 因素水平表设计和试验安排

根据以往的生产经验兼顾生产效率确定了3个因素, 即焊接电流、电弧电压、焊接速度, 每个因素取3个水平, 如表1所示。根据此因素水平表, 可选用L9 ( 34) 正交表并且最后一列不用, 作为试验的实施方案。将表1中每一列数字1、2、3看成是该列因素应取的水平, 每一行就是每次试验的因素条件, 共进行9次试验, 试验方案如表2所示。按照表2的试验方案进行力学性能试验, 得到如表3所示的试验结果。

3 数据处理与分析

按表3所示的试验结果分别对3个指标进行计算并做极差分析, 计算方法如下:根据表2因素A列中的各水平在表3对应位置的试验结果进行数学加和并用符号T1、T2、T3分别表示水平1、水平2、水平3的和, 同样可以得出如表4所示各指标的计算结果。

根据计算结果的波动情况 (即比较不同因素的极差值R的大小) , 就可以确定对应的指标影响焊缝综合力学性能的重要程度, 进而找到较优的焊接工艺参数。因素影响分析如下:

(1) 焊接电流:从表4中可以得知, 对抗拉强度、断后伸长率、冲击吸收功这3个指标, 焊接电流的极差都是最大的, 也就是说焊接电流是影响最大的因素, 观察因素焊接电流的3个水平所对应数值可知, 各指标中均为因素A的第2个水平对应的数值最大, 故取它的第2个水平为最好;

(2) 电弧电压:从表4中可以得知, 对抗拉强度、断后伸长率、冲击吸收功这3个指标, 电弧电压的极差都是最小的, 也就是说电弧电压的影响较其他两个因素都要小, 同时观察因素电弧电压的3个水平所对应数值可知, 各指标中均为因素B的第1个水平对应的数值最大, 故取它的第1个水平为最好;

(3) 焊接速度:从表4中可知, 对抗拉强度、断后伸长率、冲击吸收功这3个指标, 焊接速度的极差较焊接电流的小, 也就是说焊接速度是较次要的因素。同时观察因素焊接速度的3个水平所对应数值可知, 当取第2个水平时, 数值最大, 所以取第2个水平为最好。

若电弧电压太低, 反而容易引起电弧不稳定, 且3个因素中电弧电压的影响最小, 因此, 综合考虑后试验所选定的各工艺参数范围均已落入最优参数区间内。综上所述, 此次试验较优工艺参数是A2B1C2组合, 即焊接电流270A、电弧电压26 V、焊接速度0.5 m/min。