卷制处理后345C钢焊接接头力学性能试验及评定 摘要: 本文结合云南金汉拉扎电站压力钢管的制作，在力学性能试验的基础上，通过对比分析评估卷制处理后Q345C钢焊接接头的质量。 关键词卷制处理力学性能试验Q345C钢焊接接头质量 Abstract: This paper combines Yunnan Jinhan Hydropower Station Penstock manufacture, in on the basis of mechanical property test, through the contrast analysis of assessment of rolling processing of Q345C steel welded joint quality. Keywords: rolling processing mechanical properties test Q345C steel welding joint quality 云南金汉拉扎水电站引水压力钢管主管直径φ2200mm，支管直径φ1500mm/φ900mm，钢管（衬）采用Q345C钢材，岔管采用Y型加月牙肋板形式，主材为WDB620高强钢，压力钢管总工程量为1493.03T。由于供货为非定制板材，钢板长度不定，给现场制作带来一定的麻烦，结合钢管制作现场实际情况，项目部决定在试验论证的基础上，采用钢板对接后卷制成形工艺进行压力钢管的制作，提高生产效率，降低生产成本。本文结合云南金汉拉扎水电站压力钢管的制作，浅谈卷制处理对Q345C低合金钢焊接接头力学性能的影响。 1、Q345C低合金钢板材的主要技术性能 表1：Q345C化学成分，% 随着现代工业的发展、科技的进步，低合金钢Q345C因其含C，Si、Mn量低，在通常情况下综合力学性能好，低温性能好，冷冲压性能、焊接性能和可切削性能好，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。 2、力学性能试验 中华人民共和国电力行业标准《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》DL/T 5017-2007第四章压力钢管的制造4.1.8所述，“拼焊后，不宜再在卷板机上卷制或矫形。”结合钢管制作现场实际情况，项目部特对经过卷制处理和未经卷制处理的拼焊焊接接头分组进行力学性能试验，通过分析对比，评估卷制处理对板材拼焊焊接接头质量影响的大小。 金汉拉扎水电站引水压力钢管主材为Q345C钢，钢管壁厚依次为10㎜、12㎜、14㎜、16㎜、20㎜、22㎜、25㎜、28㎜、30㎜和32㎜等10种规格，本
7050-T7451铝合金FSW接头的组织与力学性能 杨春艳 陈芙蓉 （内蒙古工业大学 材料科学与工程学院，呼和浩特市，010051） 摘要：以6.4mm的7050铝合金为研究对象进行搅拌摩擦焊接试验，运用金相显微镜、微机控制电子 万能试验机等测试手段，研究了搅拌摩擦焊工艺参数对接头组织和力学性能的影响。研究表明，6.4mm 厚的7050铝合金，在搅拌头转速为400r/min，焊接速度为60mm/min时，接头强度达到了母材的89%； 焊核区发生了动态再结晶，形成了细小的等轴晶粒，热机影响区晶粒有明显被拉长的迹象，且晶粒粗大，热影响区的晶粒与母材相似，但出现了晶粒粗化现象；焊核底部的晶粒较顶部晶粒细小；焊接接 头的显微硬度呈“W”形分布，母材和焊核区的硬度较高，热影响区和热机影响区的硬度较低。 关键词：搅拌摩擦焊；7050铝合金；等轴晶粒；抗拉强度 0前言 7xxx系列的铝合金，由于其高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀性，使得它在航空、航天、高速列车、高速舰船等工业领域得到了越来越广泛的应用。但作为时效强化型铝合金，由于合金中强化相的类型、分布及其在焊接过程中的溶解和析出行为，使得该类合金采用传统的熔化焊(目前主要为MIG焊)后焊缝中容易出现焊接变形和气孔，残余应力较大，且对应力腐蚀敏感，不能充分发挥材料的性能。因此，探索新的焊接方法在7000系铝合金构件材料中的应用，是非常必要和非常迫切的。 与传统的熔焊相比，搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）技术具有连接温度低、焊后残余应力小、接头性能高等一系列优点，在航空航天、造船、汽车等领域，尤其是高强铝合金的连接方面具有广阔的应用前景。可以说，搅拌摩擦焊的诞生从根本上解决了高强铝合金的难焊问题。 7050铝合金作为一种Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金，由于具有比强度高、韧性好以及抗应力腐蚀性能优良等优点，逐渐成为搅拌摩擦焊的重点研究对象。但截止目前为止，搅拌摩擦焊在7xxx系列铝合金中的应用还相对有限。文中以已有的铝合金搅拌摩擦焊相关知识为基础,研究了T7状态的7050铝合金FSW焊接工艺参数对其焊缝组织及力其学性能的影响，为进一步优化焊接工艺参数提供依据,并为7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接技术的实际应用奠定基础。 1 试验方法 试验材料为6.4mm厚的7050铝合金轧制板材，其化学成分及力学性能如表1、表2所示。试验采用规格为400mm×120mm×6.4mm的10块试板，每两块为一组。焊前先用钢丝刷打磨除去母材表面氧化膜并用丙酮清洗，采用平板对接形式将其固定在刚性工作台上。焊接试验在龙门式数控搅拌摩擦焊机上进行。焊接试验时选用带右旋螺纹的三角锥形搅拌头，轴肩直径20mm，搅拌针直径8mm，搅拌针长度7.8mm。焊接时，搅拌头顺时针旋转。具体工艺参数如下：每组的焊接速度均为60mm/min，而采用的搅拌头的旋转速度分别为400r/min、600r/min、800r/min、1000r/min、1200r/min。焊接工艺倾角为2.5°，轴向压力为25KN，压入深度为0.2mm。 表1 7050-T7451铝合金的化学成分 Table1 Chemical composition of aluminum Alloy 7050-T7451 %(质量分数) Si Fe Cu Mn Mg Zn Al 0.120.15 2.0~2.60.10 1.9~2.6 6.0余量 表2 7050-T7451铝合金的力学性能 Table2 Mechanical properties of aluminum alloy 7050-T7451 R m/MPa R el/MPa δ/% HV 510 455 10 135 由于始焊端与末焊端容易出现焊接缺陷，所以试验之前需弃用焊缝两端各20mm。沿焊缝横向制取金相试样，并观察其宏观形貌，拉伸试样（见图1）是依据国家标准GB/T2651-1989《焊接接头拉伸试验方法》的规定制取的，每种工艺参数下制取三个拉伸试样。用Keller试剂（1mL浓HF+1.5mL浓HCL+2.5mL浓HNO3+95mLH2O）对抛光后的金相试样进行腐蚀，用Axio lmager型蔡司光学显微镜观察接头的显微组织；用HVS-30Z/LCD 维氏硬度计测试
铝合金焊接接头疲劳性能研究张禧铭 摘要：测定了6061铝合金焊接件焊接接头的疲劳性能，介绍了铝合金焊接件焊 接接头的疲劳特征，分析了铝合金焊接件焊接接头中缺陷对其疲劳性能的影响。 结果表明铝合金焊接件焊接接口处气孔、夹杂物及未焊透三个焊接缺陷均会零件 的应力集中创造条件，对铝合金焊接件焊接接头疲劳性能有重大影响。气孔的大小、数量，未焊透的分布位置及形式明显地影响铝合金焊接件焊接接头的疲劳性 能 0.引言 铝合金由于其质量轻、强度高、无磁性、耐腐蚀性好，广泛应用于汽车、铁路、航空航天等领域。焊接是铝合金零件最常见的连接方式，在铝合金焊接零件 在重复外力作用下会发生疲劳断裂，而疲劳破坏过程又这些问题往往会给用户造 成不可估量的巨大损失[1]。通过研究发现，铝合金焊件焊接接头发生疲劳破坏是 铝合金焊接断裂的主要原因，因此对铝合金焊接件进行全面分析，找出原因并提 出解决方案，提高铝合金焊接件有着重大意义[2，3]。近些年过高校和科研院所 对铝合金焊接件焊接接口做了大量研究工作，并取得了重大成果。周进等人通过 对5A02 铝合金焊接接头的疲劳性能进行分析，得出了补焊可以降低铝合金焊接 件焊接接口的疲劳强度（下降将近20%），可作为一种可靠的补救措施[4]。王德 俊通过对铝合金焊接接头焊缝几何特征的研究，得出了十字接头焊接方式比对接 接头焊接方式应力集中更严重的结论[5]。本文以6061铝合金为研究对象，分析 焊接缺陷铝合金焊接件疲劳性能的研究。 1.试验材料及试验方法 本试验需要的材料为铝合金和焊丝，其中铝合金选用6061铝板，焊丝选用5356焊丝，铝板采用对接焊接。这两种材料的化学成分如表1所示。 试验材料化学成分/% 将铝板通过焊丝分别用MIG焊和TIG焊两种方法进行焊接，不仅仅能够保证 铝合金焊接件内部化学成分的完整性，而且也可以提高铝合金焊接件的焊接质量。 在进行全部焊接之后还需要采用合理的方法对焊接物进行验伤处理，找出其 中存在的问题，并对出现问题的原因进行全面分析。焊后进行X射线探伤检验， 找出存在的问题并找到原因及时解决，将样品进行铣削加工，去除焊缝余高。为 获得样品真实状态，将样品铣削加工后再进行X射线探伤检测。在MTS万能试验机上进行疲劳试验，用JSM-35C显微镜对断口形状进行合理观察。 2.试验结果及分析 2.1疲劳试验 试验结果如表2所示，对试验结果进行整理、对比，可以发现无论6061铝合金焊接件的焊缝有无缺陷，发生疲劳破坏的均为焊接口。但是整个焊接过程是否 存在缺陷对存在的疲劳现象和相应寿命还有很重要的作用。但焊缝有无缺陷对其 寿命有明显影响，即有焊缝缺陷的样品其寿命明显低于无焊缝缺陷的样品，并且 随着缺陷尺寸的增大，疲劳寿命下降越多。 6061铝合金焊接接头疲劳性能 2.2疲劳断口特征 按照焊接接头的断裂过程疲劳断口一般分为裂纹源、疲劳裂纹扩展和最后断
承压设备焊接的基本知识 全国锅炉压力容器标准化技术委员会秘书处 戈兆文 第一讲名词与术语 1 焊接方法与机械化程度 1.1 承压设备主要采用的焊接方法：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、钨板气体保护焊、溶化板气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、螺柱焊、气电立焊和摩擦焊以及堆焊。 1.1.1 气焊（OFW） 气焊是利用气体火焰加热并溶化母材及焊材的一种焊接方法。示意如图1。
图1 气焊设备组成及焊接图 1—氧气瓶2—减压器3—乙炔发生器4—回火保险器5—橡皮管6—焊炬 1.1.2 焊条电弧焊（SMAW）利用焊条和工件之间的电弧加热金属，从而达到接合的弧焊方式。示意如图2。 图2 手弧焊过程 1—焊缝2—熔池3—保护性气体4—电弧5—熔滴6—焊条7—焊钳 8—电焊机9—焊接电缆10—工件 1.1.3 钨板气体保护焊（GTAW）：在惰性气体保护下，利用钨板与工件间产生的电弧热熔化母材和填充丝的焊接方法。示意如图3。 图3-1 钨极惰性气体保护焊示意图 1—喷嘴2—钨极3—电弧4—焊缝5—工件图3-2 热丝钨极氩弧焊示意图6—熔池7—填充焊丝8—惰性气体 1.1.4 溶化板气体保护焊（GMAW）在气体保护下采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源溶化母材与焊材。保护气体有：惰性气体、氧化性混合气体（惰性气体中加入氧气、CO2气等）、全CO2气。示意如图4。
1.1.5 埋弧焊（SAW ）：电弧在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，熔化母材与焊材（焊丝与焊剂）一种焊接方法，由于电弧光不暴露故该焊接方法称之为埋弧焊。示意为图5，埋弧焊主要设备自动焊焊车示意如图6。 图5 埋弧焊示意图 图6-1 典型半自动埋弧焊机[4] 1—送丝机构 2—焊丝盘 3—送丝软管（电缆） 4—焊炬 5—控制箱 6—焊接电源 图4-1 熔化极气体保护电弧焊示意图 1—母材 2—电弧 3—导电嘴 4—焊丝 5—送丝轮 6—喷嘴 7—保护气体 8—熔池 9—焊缝金属 图4-2 管状焊丝气体保护电弧示意图[5] 1—导电嘴 2—喷嘴 3—管状焊丝 4—CO 2气体 5—电弧 6—熔渣 7—焊缝 8—熔池 图4-3 摆动电弧法窄间隙焊操作原理图[6] 1—气体保护罩 2—冷却水 3—导电嘴 4—焊丝成圈盘5—电弧摆动电机 6—支撑轮 7—弯曲轮 8—送丝软管 9—送丝电机 10—保护气
任务一焊接接头的力学性能试验 教学目的要求: 1. 能够根据焊接接头正确选择力学性能的种类; 2. 能够正确从焊接接头上截取试样; 3. 能够进行力学性能试验的操作; 4. 能够按照标准分析力学性能试验结果; 重点难点：焊接接头的力学性能指标及拉伸、弯曲、冲击的试验原理； 教学难点：焊接接头的力学性能试验操作过程； 课时分配, 理论4-6学时；实践2学时 【相关知识】 一、力学性能试验概述 1. 力学性能指标 （1）强度 （2）屈服点或屈服应力 （3）塑性 （4）弹性 （5）韧性 （6）脆性 （7）硬度 （8）疲劳强度 （9）延展性 2.力学性能试验取样的一般原则 （1）由于试样从试板上截取，因此焊接试板的尺寸必须满足相应的要求。试板两端不能利用的长度要去除，去除的长度最小不应低于25mm。 （2）试板的性能存在各向异性，因此为各种不同目的所截取的试样，其取样部位必须符合规定，（3）保证试样加工符合规定的精度和公差。各种试样都有具体规定，例如V型缺口比U型缺口的冲击试样对表面粗糙度的要求就高一些。 （4）试验的实物及委托单上必须有标记，但标记的部位不应在试验面上，要易于辨认识别，委托单要随实物一起流转。 （5）试验所使用的仪器设备必须状态良好，计量刻度数据显示准确可靠，误差符合规定。 二、力学性能试验的分类 1.拉伸试验 2.弯曲试验 3.缺口冲击试验
4.硬度试验 5.疲劳试验 6.断裂韧性试验 三、力学性能试验的应用 1.拉伸试验 （1） 焊接接头的拉伸试验 焊接接头的拉伸试验应按GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》标准进行，以测定接头的抗拉强度和抗剪负荷。 （2） 焊缝及熔敷金属的拉伸试验 焊缝及熔敷金属的拉伸试验应按GB/T2652-2008《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》标准进行，以测定其强度（R m 和R eH ）以及塑性（A 和Z ）。试样分有单肩、双肩和带螺纹试样三种，如图2-5所示。 通过拉伸试验，能够提供的特征值主要包括：抗拉强度R m （N/mm 2）、屈服极限R eH （N/mm 2）、屈服点R P0.2（N/mm 2）、伸长率 A 、断面收缩率 Z 、屈强比等。 R m = 0 S F m （2-1） 屈服极限定义为指材料在出现屈服现象时所能承受的最大应力。 R eH = 0 S F e （2-2） 伸长率 A 是衡量材料塑性变形能力的一种方式。 A= 0 0L L L u - = 0L L ?×100％ （2-3） 断面收缩率 Z 是衡量材料塑性变形能力的另一种方式。 Z = 00S S S u - = 0 S S ?×100％ （2-4） 2.弯曲试验 弯曲试验应按GB/T 2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》标准的有关规定进行。 (1) 横弯试验； (2) 纵弯试验； (3) 横向侧弯试验； 3. 缺口冲击试验 缺口冲击试验实验目的是测定焊缝金属或焊件热影响区在受冲击载荷时抵抗断裂的能力(韧性)，以及脆性转变的温度。
第六讲焊接接头试验 一、焊接接头力学性能试验 力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性。首先应当焊制产品试板，从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进行试验，以确定焊接工艺参数是否合适，焊接接头的性能是否符合设计的要求。 1、焊接接头的拉伸试验 焊接接头拉伸试验是以国家标准 (GB2651一1989)为依据进行的，该标准适用于熔焊和压焊的对接接头。 (1)试验目的 该标准规定了金属材料焊接接头横向拉伸试验方法，用以测定焊接接头的抗拉强度。 (2)试件制备 1）接头拉伸试样的形状分为板形、整管和圆形三种。可根据要求选用。 2)焊接接头拉伸试验用的样坯从焊接试件上垂直于焊缝轴线方向截取，并通过机械加工制成如图8一1所示形状及表8一1所示尺寸的板接头板状试样，或制成如图8一2所示形 状及表8一1所示尺寸的管接头板状试样。加工后焊缝轴线应位于试样平行长度的中心。 表8一1板状试样的尺寸 总长L 根据实验机定夹持部分宽度 B b+12 平行部分宽度板 b 25≥ 管 b D≤76 12 D>76 20 当D≤38时，取整管拉伸 平行部分长度l >L s+60或L s+12 过渡圆弧r 25 注：L s为加工后，焊缝的最大宽度；D为管子外径。
3）每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。 4) 试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。在受试长度下范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。 5)若相关标准和产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使其与母材原始表面齐平。 6)通常试样厚度仅应为焊接接头试件厚度。如果试件厚度超过3Omm时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不小于3Omm，且所取试样应覆盖接头的整个厚度 (见GB2649)。在这种情况下，应当标明试样在焊接试件厚度中的位置。 7)对外径小于等于38mm的管接头，可取整管作拉伸试样，为使试验顺利进行，可制作塞头，以利夹持，如图8-3所示。 8)棒材接头选用图8一4所示圆形试样。其中: do=(10土0.2)mm；l=Ls+2D；D和h由 试验机结构来定；r mm=4mm。
00000000000R 有效期限至：2016-04-05 xxx建设工程质量安全监督站 钢筋力学性能检验报告 工程名称：/ 报告编号：BRZ11500092 (第2页共2页) 委托单位/ 委托编号15000697-2 委托日期2015-04-27 施工单位/ 钢材种类热轧带肋钢筋检测日期2015-04-28 结构部位/ 牌号HRB400 报告日期2015-04-29 见证单位/ 见证人/ 证书编号/ 检验性质委托检验 样品编号 公称 直径 （mm） 技术指标要求 序 号 屈服 强度 Re(MPa) 极限 强度Rm （MPa） 伸长 率 A(%) 最大力 下总伸 长率(%) 冷弯实测强度比值 重量 偏差 (%) 生产 厂别 炉号 出产合 格证编 号 代表 数量 （t） 弯心直 径d （mm） 弯曲 角度 a（） 结果Rm/Re Re/Re K 屈服 强度 (MPa) 极限 强度 (MPa) 伸 长 率 (%) 最大力 下总伸 长率(%) 重量 偏差 （%） BZ11500392 18 ≥ 400 ≥ 540 ≥ 16 ≥ 7.5 ± 5 1 475 600 27.0 / 72.0 180 合格 1.26 1.19 -4 三钢/ / 60 2 470 595 27.0 / 72.0 180 合格 1.27 1.18 BZ11500393 20 ≥ 400 ≥ 540 ≥ 16 ≥ 7.5 ± 5 1 470 600 26.5 / 80.0 180 合格 1.29 1.18 -4 三钢/ / 60 2 475 605 26.0 / 80.0 180 合格 1.27 1.19 BZ11500394 16 ≥ 400 ≥ 540 ≥ 16 ≥ 7.5 ± 5 1 460 595 27.0 / 64.0 180 合格 1.29 1.15 -4 三钢/ / 60 2 465 590 27.5 / 64.0 180 合格 1.27 1.16 检验依据GB1499.2-2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB/T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》 主要仪 器设备仪器名称：油压万能材料试验机管理编号：YQ-03 规格型号： WI-100 有效期至：2016-01-14 结论样品编号：BZ11500392 样品编号：BZ11500393 样品编号：BZ11500394 试样依据标准所检验项目符合指标要求 试样依据标准所检验项目符合指标要求 试样依据标准所检验项目符合指标要求备注 声明1、报告未盖检测单位“检测报告专用章”无效。 2、复制报告未重新加盖检测单位“检测报告专用章”无效。 3、对报告若有异议，应及时向检测单位提出。 地址 地址：xxxxxxxxxxxxxxxxx(xxx建设工程质量安全监督 站) 邮编：000000 电话:0000-00000000 传真：0000-00000000 批准：审核：校核：检验：
承压设备焊接标准 全国锅炉压力容器标准化技术委员会戈兆文 0 焊接基本概念 0.1 金属材料的焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程 0.1.1 焊接性能：焊接性能是金属材料的固有特性，是指金属材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。 0.1.1.1 焊接性能分为：工艺焊接性 使用焊接性 0.1.1.2 填充金属也有焊接性能 0.2 焊接工艺评定：验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。 0.3 焊接工艺规程：是制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件，可保证由熟练焊工操作时质量的再现性。 0.4 材料的焊接性能是焊接工艺评定的基础；焊接工艺评定是焊接工艺规程的前提；焊接工艺规程是确保焊件质量的必备文件。 0.5 焊接方法与焊接方法的机动化 表0.5 焊接方法与代号
0.5.1 焊接方法的机动化程度：手动、机动、自动 ?手工焊：焊工用手于进行操作和控制工艺参数而完成的焊接，填充金属可以由人工送给，也可以由焊机送给。 ?机动焊：焊工操作焊机进行调节与控制工艺参数而完成的焊接。 ?自动焊：焊机自动进行调节与控制工艺参数而完成的焊接。 0.5.2 焊接方法与焊接方法的机动化程度是两个概念 0.6 焊接材料与填充金属 0.6.1 焊接材料与填充金属、焊丝与填充丝、填充金属与附加填充金属 图0.6.1 附加填充金属示意图 0.6.2 填充金属的型号与牌号（钢号） a）型号：是表示符合标准（国家、行业）焊接材料的代号。焊材型号中表示了焊材的主要特征（如焊材类别、类型、性能、焊接特点）； b）牌号：作为出厂产品的一种名称代号，焊材牌号表示了该焊材特点：生产商、类别、性能。 表0.6.2 填充材料的型号与牌号 （2）型号与牌号之间关系：符合、相当、不标注。
改善焊接接头性能的方法 焊缝和热影响区的组织特征对接头的力学性能影响很大，改善方法有: 一．选择合适的焊接工艺方法 同一接头，同一材料采用不同的焊接方法、焊接工艺时，接头性能会有很大差异。主要考虑减少焊缝合金元素的烧损、焊缝中的杂质元素、焊缝中的气体含量，以及热影响区宽度、焊缝的组织特点等方面。氩弧焊合金烧损基本没有，力学性能最好。氧乙炔接头最差。易淬火钢焊接，为了避免在过热区产生淬硬组织，通常采用预热、控制层间温度和焊后缓冷等措施改善。 二．选择合适的焊接参数 焊接过程中，焊缝熔池中晶粒成长方向，会随着焊接速度的变化而变化。速度越大，熔池中的温度梯度大，此时容易形成脆弱的结合面，常在焊缝中心出现纵向裂纹。当焊接速度一定时，焊接电流对结晶形态有很大。电流较小(150A)，容易得到胞状晶，电流增大时(300A)，得到胞状树枝晶，继续增大(450A)，会得到粗大的胞状树枝晶，影响力学性能。焊缝成形系数也影响接头性能，大电流中速焊可以得到较宽的焊缝。小电流快速焊时，宽度变窄，熔池中心聚集杂质偏析，容易形成裂纹。 三．选择合适的焊接热输入 焊接热输入的大小，影响焊接热循环，影响接头的组织和脆化倾向及冷裂倾向。低碳钢脆硬倾向小，选择余地较大。含碳量偏高的16M钢及低合金钢，淬硬倾向增大，热输入应选择大一些。焊接含碳量和合金元素均偏高的正火钢(490MPA)时应采用预热及焊后热处理。 四．选择合适的焊接操作方法 采用多层多道焊，改善接头性能 五．正确选择焊接材料 焊缝金属的成分及性能应于被焊金属相近，利用焊接材料调整焊缝金属。选择低碳及S\P含量较低的焊接材料。耐热钢要考虑接头对高温的要求。 六．正确选择焊后热处理 焊后热处理可消除残余应力；防止延迟裂纹；提高焊缝抗拉强度；对热影响区进行软化。 七．控制熔合比 熔化焊时，被融化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫熔合比。控制它在焊后获得希望得到的焊缝。当母材和焊材化学成分基本相同时，熔合比对焊缝金属性能无明显影响。当母材与焊接材料有较大差别或较多杂质时，一般选择较小的熔合比。
承压设备焊接质量控制 James, You 一、承压设备焊接的基本概念 1.1 焊接方法与机械化程度 1.1.1 承压设备主要采用的焊接方法：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、螺柱焊、气电立焊和摩擦焊，以及堆焊。 1.1.1.1 气焊（OFW） 气焊是利用气体火焰加热并熔化母材及焊材的一种焊接方法。示意如图1。 图1 气焊设备组成及焊接图 1—氧气瓶2—减压器3—乙炔发生器4—回火保险器5—橡皮管6—焊炬 1.1.1.2 焊条电弧焊（SMAW）利用焊条和工件之间的电弧加热金属，从 而达到接合的弧焊方式。示意如图2。 图2 手弧焊过程 1—焊缝2—熔池3—保护性气体4—电弧5—熔滴6—焊条7—焊钳 8—电焊机9—焊接电缆10—工件 1.1.1.3 钨极气体保护焊（GTAW）：在惰性气体保护下，利用钨极与工件
间产生的电弧热熔化母材和填充丝的焊接方法。示意如图3。 图3-1 钨极气体保护焊示意图 1—喷嘴2—钨极3—电弧4—焊缝5—工件图3-2 热丝钨极氩弧焊示意图6—熔池7—填充焊丝8—惰性气体 1.1.1.4 溶化极气体保护焊（GMAW）在气体保护下采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源溶化母材与焊材。保护气体有：惰性气体、氧化性混合气体（惰性气体中加入氧气、CO2气等）、全CO2气。示意如图4。 1.1.1.5 埋弧焊（SAW）：电弧在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，熔化母材与焊材（焊丝与焊剂）一种焊接方法，由于电弧光不暴露故该焊接方法称之为埋弧焊。示意如图5，埋弧焊的主要设备自动焊焊车示意如图6。 图4-1 熔化极气体保护电弧焊示意图 1—母材2—电弧3—导电嘴4—焊丝 5—送丝轮6—喷嘴7—保护气体 8—熔池9—焊缝金属 图4-2 管状焊丝气体保护电弧示意图[5] 1—导电嘴2—喷嘴3—管状焊丝 4—CO2气体5—电弧6—熔渣 7—焊缝8—熔池 图4-3 摆动电弧法窄间隙 1—气体保护罩2—冷却水3—导电嘴 4—焊丝成圈盘5—电弧摆动电机6—支撑轮 7—弯曲轮8—送丝软管9—送丝电机 10—保护气11–焊枪。12–焊丝
材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044
[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：
1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。
一、目的 检测钢筋焊接件的力学性能指标,指导检测人员按规程正确操作，保证检测结果科学、准确。 二、检测参数及执行标准 拉伸试验、冷弯试验。 执行标准： JGJ 18—2003《钢筋焊接及验收规程》； JGJ/T 27—2001《钢筋焊接接头试验方法标准》； GB 2653—89《焊接接头弯曲及压扁试验方法》; GB 8170—2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》； 三、适用范围 适用于闪光对焊、电弧焊、气压焊、电渣压力焊。 四、职责 检测人员必须认真执行国家标准，按照作业指导书操作，作好试验记录，填写检测报告，并对数据负责。 五、样本大小及抽样方法 钢筋闪光对焊应在同一台班内，由同一焊工完成的300个同牌号，同直径钢筋焊接接头应作为一批，当同一台班内焊接的接头数量较少，可在一周之内累计计算，累计不足300个接头应按同一批计算。钢筋电弧焊、钢筋电渣压力焊（接头）在现场安装条件下，应在不超过二楼层中以300个同型式接头，同牌号钢筋的接头作为一批。不足300个时，仍作为一批。闪光焊试件作力学性能试验时，闪光焊试件，应从每批接头中随机切取6
个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验；电弧焊试件只作3根，用来作拉伸试验。 闪光对焊拉伸试件长度 L=8d0+200mm； 冷弯试样:Ⅰ级钢筋 L=5d0+150mm； Ⅱ—Ⅳ热轧钢筋 L=10d0+150mm； 电弧焊（帮条搭接）拉伸试样长度为单面焊：8d0+300mm； 双面焊:5d0+300mm。 六. 仪器设备 1. 万能试验机，精确度±1%； 2. 游标卡尺，精确度为0.1mm； 3. 引伸计—标距为50mm（每一分格值为0.01-0.002mm）； 4. 钢板尺，精确度为0.5mm； 七. 环境条件 试验应在室温10－35℃下进行。 八. 试验步骤及数据处理 1. 拉伸试验 (1) 试验前根据钢筋品种、规格选择试验机(吨位)，应采用游标卡尺复核钢筋的直径、钢板厚度和焊缝长度。 (2)将试件夹紧于试验机上，加荷应连续而平稳，不得有冲击或跳动，加荷速度为10-30MPa/s直至试件拉断（或出现颈缩后）为止。 (3)试验过程中应记录下列各项数据。 a 钢筋级别和公称直径。
xxx建设工程质量安全监督站 钢筋力学性能检验报告 工程名称：/ 报告编号：BRZ11500092 (第2页共2页)
00000000000R 有效期限至：2016-04-05 批准： 审核： 校核： 检验： xxx 建设工程质量安全监督站 钢筋力学性能检验报告 工程名称：/ 报告编号：BRZ11500092 (第1页 共2页) 委托单位 / 委托编号 15000697-2 委托日期 2015-04-27 施工单位 / 钢材种类 热轧带肋钢筋 检测日期 2015-04-28 结构部位 / 牌 号 HRB400 报告日期 2015-04-29 见证单位 / 见证人 / 证书编号 / 检验性质 委托检验 样品编号 公称 直径 （mm ） 技术指标要求 序号 屈服 强度 Re(MPa) 极限 强度Rm （MPa ） 伸长率A(%) 最大力下总伸长率(%) 冷弯 实测强度比值 重量 偏差 (%) 生产厂别 炉号 出产合 格证编 号 代表数量（t ） 弯心直径d （mm ） 弯曲角度a （） 结果 Rm/Re Re/Re K 屈服 强度 (MPa) 极限 强度 (MPa) 伸长率(%) 最大力下总伸 长率(%) 重量偏差 （%） BZ11500389 10 ≥ 400 ≥ 540 ≥16 ≥ 7.5 ± 7 1 445 580 29.5 / 40.0 180 合格 1.30 1.11 -7 三钢 / / 60 2 450 585 29.0 / 40.0 180 合格 1.30 1.1 3 BZ11500390 12 ≥ 400 ≥ 540 ≥16 ≥ 7.5 ± 7 1 470 590 27.5 / 48.0 180 合格 1.25 1.18 -6 三钢 / / 60 2 465 595 27.5 / 48.0 180 合格 1.28 1.16 BZ11500391 14 ≥ 400 ≥ 540 ≥16 ≥ 7.5 ± 5 1 450 585 27.0 / 56.0 180 合格 1.30 1.13 -4 三钢 / / 60 2 450 580 27.0 / 56.0 180 合格 1.29 1.13 检验依据 GB1499.2-2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB/T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》 主要仪器设备 仪器名称：电液式万能试验机 管理编号：YQ-061 规格型号：WA-100B 有效期至：2016-01-14 结论 样品编号：BZ11500389 样品编号：BZ11500390 样品编号：BZ11500391 试样 依据标准所检验项目符合指标要求 试样 依据标准所检验项目符合指标要求 试样 依据标准所检验项目符合指标要求 备 注
承压设备焊接工艺评定典型实例 朱海鹰段瑞君王进杰赵敏辛忠仁 （中国化工装备协会北京100120） 摘要：本文精选了承压设备焊接工艺评定典型实例50余例，以供从事承压设备焊接工作的有关人员参考。按照NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》标准，本文将按照各种焊接方法的通用评定规则和各种焊接方法的专用评定规则分类举例论述。 关键词：承压设备焊接工艺评定典型实例 一、各种焊接方法通用评定规则焊评举例 1、Q345R/16mm/对接焊缝/AW/SMAW/E5015评定合格的焊接工艺评定在其他焊评因素不变情况下能否适用于Q245R/24mm/对接焊缝/AW/SMAW/E5016的焊接工艺？为什么？ 答、适用，不需要重新评定。 ①母材Q345R属于Fe-1-2，母材Q245R属于Fe-1-1，上述两母材属于同类别但不同组别，且Q345R的组别较Q245R高，按照NB/T47014的6.1.2.2d)，Q345R评定合格的焊接工艺适用于Q245R； ②Q345R、16mm的评定其焊件母材的覆盖范围为16-32mm，能覆盖24mm 的Q245R； ③焊材E5015（FeT-1-2）和E5016（FeT-1-2）属于同一类别号填充金属。按照NB/T47014的6.1.2.1e)的第2段话判断，适用。 应注意的是：该例未考虑到工程应用，在实际生产中不可能采用E5015焊条焊接Q245R。采用该例的目的是为了举例说明焊接工艺评定规则的应用，仅此而已，以下有的例子与此目的相同。希望不要引起误解 “焊接工艺评定规则”不能当作焊接工艺规程使用； 1、从焊接工艺评定来讲可以不重新进行焊接工艺评定； 2、从焊接工艺规程来讲，要从力学性能、经济性考虑，不会用E5015焊接Q245R。 2、Q345R/16mm/对接焊缝/AW/SMAW/E5015评定合格的焊接工艺评定在其他焊评因素不变情况下能否适用Q345R+Q245R/24mm/对接焊缝/AW/SMAW/E5016的焊接工艺？为什么？ 答、适用，不需要重新评定。 ①因为Q345R和Q245R母材属于同类别号但不同组别，且Q345R的组别号（Fe-1-2）较Q245R（Fe-1-1）高，按照NB/T47014的6.1.2.2C)，同类别号中高组别号母材Q345R评定合格的焊接工艺适用于该高组别号母材Q345R与低组别号母材Q245R相焊。Q345R、16mm的评定其焊件母材的覆盖范围为16-32mm，能覆盖24mm的Q345R +Q245R焊接工艺。 ②焊材E5015（FeT-1-2）和E5016（FeT-1-2）属于同一类别号填充金属。 3、Q345R/16mm/对接焊缝/AW/SMAW/E5015评定合格的焊接工艺在其他
焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述 1 焊接接头的强度匹配 长期以来，焊接结构的传统设计原则基本上是强度设计。在实际的焊接结构中，焊缝与母材在强度上的配合关系有三种：焊缝强度等于母材（等强匹配），焊缝强度超出母材（超强匹配，也叫高强匹配）及焊缝强度低于母材（低强匹配）。从结构的安全可靠性考虑，一般都要求焊缝强度至少与母材强度相等，即所谓“等强”设计原则。但实际生产中，多数是按照熔敷金属强度来选择焊接材料，而熔敷金属强度并非是实际的焊缝强度。熔敷金属不等同于焊缝金属，特别是低合金高强度钢用焊接材料，其焊缝金属的强度往往比熔敷金属的强度高出许多。所以，就会出现名义“等强”而实际“超强”的结果。超强匹配是否一定安全可靠，认识上并不一致，并且有所质疑。九江长江大桥设计中就限制焊缝的“超强值”不大于98MPa；美国的学者Pellini则提出〔1〕，为了达到保守的结构完整性目标，可采用在强度方面与母材相当的焊缝或比母材低137MPa的焊缝（即低强匹配）；根据日本学者佑藤邦彦等的研究结果〔2〕，低强匹配也是可行的，并已在工程上得到应用。但张玉凤等人的研究指出〔3〕，超强匹配应该是有利的。显然，涉及焊接结构安全可靠的有关焊缝强度匹配的设计原则，还缺乏充分的理论和实践的依据，未有统一的认识。为了确定焊接接头更合理的设计原则和为正确选用焊接材料提供依据，清华大学陈伯蠡教授等人承接了国家自然科学基金研究项目“高强钢焊缝强韧性匹配理论研究”。课题的研究内容有：490MPa级低屈强比高强钢接头的断裂强度，690～780MPa级高屈强比高强钢接头的断裂强度，无缺口焊接接头的抗拉强度，深缺口试样缺口顶端的变形行为，焊接接头的NDT试验等。大量试验结果表明： （1）对于抗拉强度490MPa级的低屈强比高强钢，选用具备一定韧性而适当超强的焊接材料是有利的。如果综合焊接工艺性和使用适应性等因素，选用具备一定韧性而实际“等强”的焊接材料应更为合理。该类钢焊接接头的断裂强度和断裂行为取决于焊接材料的强度和韧塑性的综合作用。因此，仅考虑强度而不考虑韧性进行的焊接结构设计，并不能可靠地保证其使用的安全性。 （2）对于抗拉强度690～780MPa级的高屈强比高强钢，其焊接接头的断裂性能不仅与焊缝的强度、韧性和塑性有关，而且受焊接接头的不均质性所制约，焊缝过分超强或过分低强均不理想，而接近等强匹配的接头具有最佳的断裂性能，按照实际等强原则设计焊接接头是合理的。因此，焊缝强度应有上限和下限的限定。
承压设备现场焊接规程示 范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
承压设备现场焊接规程示范文本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1 范围 本规程规定了大型塔式容器设备现场组装焊接的基本 要求。 本规程适用于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护 焊、气焊，熔化极气体保护焊焊接的压力容器。 2 引用标准 《钢制塔式容器》JB 4710-2005 《压力容器》GB 150-2011 《压力容器封头》GB/T25198-2010 《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014-2011 《压力容器焊接规程》NB/T47015-2011 《承压设备无损检测》JB/T4730-2005
《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236-98 3 通用焊接规程 3.1焊接材料 3.1.1选用原则 应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。 焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术条件要求。对各类钢的焊缝金属要求如下： 3.1.1.1相同钢号的焊缝金属 1）碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa。耐
材料力学性能测试实验 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理 拉伸实验原理 拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉 至断裂为止，通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。 对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图 1 所示， 图 1 金属试样拉伸示意图 则样品中的应力为 其中A 为样品横截面的面积。应变定义为 其中△l 是试样拉伸变形的长度。 典型的金属拉伸实验曲线见图 2 所示。 图3 金属拉伸的四个阶段 典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图 3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E 就是杨氏模量、σs 点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩 现象，接着产生强化后最终断裂。 弯曲实验原理 可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实 验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。 三点弯曲的示意图如图 4 所示。 图4 三点弯曲试验示意图 据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C 点的总挠度和力F 之间的关系是 其中I 为试样截面的惯性矩，E 为杨氏模量。 弯曲弹性模量的测定 将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲， 对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图 5 所示。 对试样施加相当于σpb0.01。 (或σrb0.01)的10％以下的预弯应力F。并记录此力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50％。记录弯曲力的增量DF 和相应挠度的增量Df ,则弯曲弹性模量为 对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I 为 其中b、h 分别是试样横截面的宽度和高度。 也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图 6 所示。然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。 二、试样要求