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                焊接工艺评定试验国内外标准对比
                时间:2021-09-18 11:41:35   阅读

                焊接工艺评定:/te0ltj/shiyanshijiance/2020/0519/6.html

                焊接工艺评定的主要目的在▆于证明某一个焊接工艺是否能够获得符合要求的焊接接头,以判断该工艺的正确性、可行性,而不是评定焊接操作人员的技艺水平。焊接工艺评定是保证焊接々结构制造质量的①重要前提。目前国内外常用的焊接工艺评定标准和规范主要有 GB 50661-2011,NB/T 47014-2011,EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012,ASME IX-2013,AWS D1.1/D1.1M-2015等。


                1 各标准对检验项目和试█样数量的规定 

                 标准母材形式试件形式无损探伤试件试样数量
                厚度/mm拉伸面弯背弯侧弯焊缝冲击热影响区冲击硬度

                GB 50661-2011

                板、管对接<14aab
                ≥14aab

                NB/T 47014-2011

                板、管对接<20caa
                ≥20aa
                AWS D1.1/D1.1M-2015板、管对接≤10c
                >10aa
                ASME IX-2013板、管对接≤10caa
                >10aa
                EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012板、管对接<12aa
                ≥12aa
                注:a表示是否进行冲击试验以及试验条件按设计选用钢材的要求确定;b表示硬度试验根据工程实际情况确定是否需要进行;c表示厚度 ≥10mm 的板、管可以用侧弯代替面弯和背△弯


                试样制备 

                (1)拉伸试样 

                各标■准对拉伸试样形状及尺寸要求见图2和表2。接头拉伸试样原则上都是全厚度试样,当试样厚度太厚,试验机能力无法满足时,可以分层取←样←,尽量用最少的试样覆盖全厚度。当管材试〇样外径很小时,也可以全厚度拉伸。拉伸试样要去掉焊缝处的余高,与母材齐平即可。除了GB 50661-2011和EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012外,其他几个标准的管材拉伸试样允→许将平行段部∑ 分刨平。各标准规定差异最大的是对试样平行段长度的要求,一种是长试样,另一种☆是短试样,短试样平行段基本就是焊缝和热影响区,着重考查的是焊缝区域的强▲度;另一方面,试样平行段长度越小,平行段宽度越小,应力集中影响区域就越ζ大,这会导致测得的抗♀拉强度偏高。


                拉伸〖试验试样.jpg


                表2 各标准对拉伸试样尺寸的规定 

                标准总长度L夹持宽度b1平行段部分宽度b平行段 长度Lc过渡◥圆弧半径r

                GB 50661-2011适用于所使用的试验ω 机b+12

                12(ts≤2);

                 25(ts>2)

                6(D≤50);

                12(50<D≤168); 

                25(D>168)

                ≥Ls+60≥25
                NB/T 47014-2011适用于所使用Ψ的试验机 b+12≥20

                12(D≤76);

                 20(D>76)

                Ls+1225
                AWS D1.1/D1.1M-2015适用于『所使用的试验机≥b+12≥20

                12(D=50,75);

                20(D=150,≥200)

                 Ls+12≥12
                ASME IX-2013适用于所使用的试验机b+1219

                13(D≤75);

                 19(D>75)

                ≥Ls+12≥25
                EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012适用于所使用的试验机b+12

                12(ts≤2);

                 25(ts>2)

                6(D≤50);

                 12(50<D≤168.3);

                25(D>168.3)

                ≥Ls+60≥25
                注:ts 为试样厚度;D 为管材外○径;Ls 为焊缝最宽处的宽度 

                                                       

                (2)弯曲试样 

                各标准对弯曲试样形状及尺寸要求见图3和表3。弯曲试样的区别主要在面弯〒和背弯上,侧弯的尺寸是相ㄨ同的,美标的面弯和背弯【试样宽度尺寸较大,国内标准虽然修改采用美〓准,但是为了与国内其他标准相适应进行了修改。弯曲试样的宽度越大对试验的要求也就越高。当试板厚度非常大时,可以分ㄨ层取样,每个◤试样的宽度在20~40mm,以能够覆盖整个试板厚度为原则。另外弯曲试验中还有一种不常用弯曲方←式为纵向弯曲,由于▆取样时平行于焊缝,占用试板的尺寸较大,当两种母材硬╱度差别较大时,推荐选用该种弯曲方式。


                弯曲试样.jpg


                表3 各标准对弯曲试样尺寸的规定

                标准试样长度L试样宽度b试样厚度
                面弯和背弯侧弯面弯和背弯侧弯
                GB 50661-2011≥L1+2R≥1.5ts,最小20

                ≥T+0.05D,最小8,最大40(D>50);

                ≥T+0.1D,最小8(D≤50) 

                ts(ts>40

                可以分层) 

                 ts10
                NB/T 47014-2011≥L1+2R 38

                38(D>100);

                T+0.05D,最小8, 最大40(50≤D≤100);

                T+0.1D,最小8(10≤D<50);

                或当 D≤25时,圆周四等分取ㄨ样

                ts(ts≥38

                可以分层)

                ts10
                AWS D1.1/D1.1M-2015≥L1+2R40

                25(D≤100);

                40(D>100) 

                ts(ts>38

                可以分层) 

                ts10
                ASME IX-2013≥L1+2R38

                40(D>114.3);

                19(60.3≤D≤114.3);

                10(17.1≤D<60.3);

                或当 D≤33.4时,圆周四等分取样

                ts(ts≥38

                可以分层) 

                 ts10
                EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012  ≥L1+2R≥1.5ts,最小20

                ≥T+0.05D,最小8, 最大40(D>50);

                ≥T+0.1D,最小8(D≤50) 

                ts(ts>4

                0可以分层) 

                ts10
                式中:ts 为试样厚度;D 为@ 管材外径;L1 为辊筒间距□ 离;R 为∏辊筒半径

                                             

                (3)冲击试样 

                各标准对冲击试样取样位置及数量要求见图4和表4. 所有标准中冲√击试样标准尺寸都是10mm×10mm×55mm,开 V 型缺口,只是在尺寸的◆公差范围上略有变化。冲击试样优先选用标准尺寸试样,通常试样缺口选◎择垂直于焊缝表面,焊缝冲击试样缺口开在焊缝中心线上,热影响区缺口轴线至试样纵轴线与熔合线交点的距离大于零,并尽可能多地通过↘热影响区,通常为0.5~2mm,具体¤还要根据焊接热输入量的大小来确定,并且要尽量能够覆盖所有焊接方法焊接的部位。各标准主要的差异在冲击试样的取样位置及数量上卐,冲击试样的取▲样位置都分为焊缝区和热影响区,焊缝区比较明确,热影响区是指焊接时,由于热源的作用,材料组织和性能发生变◥化的区域。但随着板厚和焊接方法的不同,取样位置及数量也不同。AWS D1.1/ D1.1M-2015中增加了熔合线+5mm 的热影响区▼冲击,ASME IX-2013关于冲击试验部分的取样要求是引用 ASME VIII《压力容器施工规程々》,而其他标准中都各自有具体描述。


                冲击试样.jpg



                表4 各标准对冲击试样取样位置及数量的规定

                标准取样位置说明
                焊缝冲击热影响区冲击
                GB 50661-2011 

                单面焊位于焊缝正面,距表面2mm 内取1组;

                双面焊←位于后焊面,距表面2mm内取1组

                单面焊位于焊缝正面,距表面2mm内取1组;双面焊位于后焊面,距表面2mm内取1组不同材料焊接时其接头热影响区试样应取自对冲击性能要求较低的】一侧
                NB/T 47014-2011

                距表面2mm内取1组(t≤40mm);

                试样中心距表面1/4t 处取1组 (t>40mm),如果是双◇面焊,则以背面为基准取↓样

                距表面2mm内取1组(t≤40mm);

                试样中心距表面1/4t 处取1组 (t>40mm),如果是双面焊,则以背︼面为基准取样

                材料标准有规定时,按材料标准要求;当材料标准没有规定时,按此方法取样
                AWS D1.1/D1.1M-2015

                单面焊:在板材1/2t处取1组(t≤12mm),距背∩面最小1/4t 处取1组 (t>12mm);

                双面焊:距背面最小1/4t处取1组

                单面焊:在板材1/2t处取2组(t≤12mm),距表面最小1/4t 处取2组 (t>12mm);

                双面焊:距表面最小1/4t处取2组

                热影响区2组冲击试样分别为熔合线+1mm和熔合线+5mm
                ASME IX-2013

                距表面1.5mm内取1组(t≤38mm);

                距表面1.5mm 内取1组,距背面1/4t处取1组(t>38mm)

                单面焊:1/4t~1/2t 取1组 (t<38mm),1/4t~1/2t取2组(t≥38mm);

                双面焊:1/2t处取1组(t≤19mm),1/4t~ 1/2t取2组(t>19mm)

                热影响区中的2组

                指正面、背面各1组

                EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012

                距表面2mm内取1组(t≤50mm);

                距表面2mm内1组,1/2t处取1组或者根部区域◢取1组(t>50mm)

                距表面2mm内取1组(t≤50mm);

                距表面2mm内取1组,1/2t 处取1组或者根部区域取1组(t>50mm)

                热影响区冲击缺口距熔合线1~2mm
                注:t为试样厚度


                评定依据 

                各标准对拉伸、弯曲和冲击的评定要求见表5。接头抗拉强度都基本要求不小ζ于相应的母材强度,没有太大区别。弯曲试验对单个试样上裂纹及其他缺欠单个长度→都要求不大于3mm,不同点≡是是否应当计算角裂纹及如何计算角裂纹,还有各个试样上裂纹及缺欠总长度要求的数值不同。冲击试验评定♂中GB 50661-2011,NB/T 47014-2011EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012的要Ψ求相同,规定最小单个值不得低于规定值的70%,而AWS D1.1/D1.1M-2015ASME IX-2013中则给出最小单个值,这个值略高于规定值的70%。


                表5 各标准对评定依据的规定

                标准拉伸弯曲冲击
                GB 50661-2011 接头抗拉强度应不小于相应▂母材的抗拉强度;如果是异种材料焊接,则应不小于强↓度较低一侧母材的抗拉强度各试样任何△方向的裂纹及其他缺欠单个长度不∑大于3mm,各试样任何@方向不大于3mm的裂纹及其他缺欠的总长度不大于7mm;4个试样各种缺欠的总长度应不大于24mm焊◆缝中心及热影响区各3个试样冲击吸收能量的平均值应分别达到母材标准规定或设◣计要求的最低值,并允@ 许一个低于以上规定值,但不得低于规定值的70%
                NB/T 47014-2011接头↙抗拉强度应不小于相应母材的抗拉强度;如果是异种材料焊接,则应不小于强度较低一侧母材的抗拉强度;如果使用室温抗拉强度小于母材的焊缝金属,则每个试样的抗ω拉强度应不小于焊缝金属规定的抗拉强度的最低值;上述试样如果断裂发生在焊缝及熔合线以外的母□材上,则抗∞拉强度不得小于本标准规定的母材抗拉强度最低︻值的95% 在拉伸面上的焊缝和热影响区内,各试样任何方向的开口缺陷单个长度不大于3mm,由未熔合、夹渣或其他内部缺陷引起的棱角☉开口缺陷长度〇应计入焊缝中心∑ 及热影响区各3个试样冲击吸收能量的平均值应分别达到母材标准规定或设计要求的最低值,并允许一№个低于以上规定值,但不得低于规定值的70% 
                AWS D1.1/D1.1M-2015 接头抗拉强度应不小于※相应母材的抗拉强度各试样任何方向的裂纹及其他缺欠单个长度不大于3mm,各试样任何方向大于1mm、但不大于3mm 的裂纹及其他缺欠的总长度不大于10mm;允许最大的角裂纹长度为▲6mm,如果角 裂纹长度」大于6mm,则需复测一根替代,由夹渣或其他内部缺陷引起的角裂纹最大允许长度』为3mm焊缝中心及热影响区各3个试样冲击吸收能量的平均值应分别达到本标准规定的最低值,并允许一个低于以上规定值,但不得小于规定的最小单个值
                ASME IX-2013NB/T 47014-2011NB/T 47014-2011 当有要▓求时,参考其他卷
                EN ISO 15614 G1:2004+A2:2012GB 50661-2011  各试样任何方向的裂纹及其他缺欠单个长度不大于3mm,试样的棱角开口缺陷不计 同GB 50661-2011