焊接性的实验

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第508页（1679字）

评价焊接性的实验方法多种多样，每一种方法都是从某一特定的角度来考核或说明焊接的某一方面。因此，往往需进行一系列的实验才可能较全面地说明焊接性，从而有助于确定焊接方法、焊接材料、工艺规范及必要的工艺措施等。

1．焊接性实验的内容

从获得完整的具有一定使用性能的焊接接头出发，焊接性实验主要有下列内容：

(1)焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力：熔池金属在结晶时，由于有害元素的存在并受到较大拉应力的作用，就可能发生热裂纹，这是焊接时比较常见的一种严重缺陷，所以焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力常被当作衡量焊接性的重要标志。

(2)焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力：在焊接热循环的作用下，焊缝及热影响区金属由于组织、性能发生变化，内应力作用及扩散氢的影响，就可能发生冷裂纹，这也是一种常见的严重缺陷。

(3)焊接接头金属抗脆性转变能力：由于焊接时的冶金反应、热循环、焊缝结晶的结果，可能使焊接接头的某一部分或整体发生脆化，尤其对在低温条件下使用的结构影响更大，所以，接头金属抗脆性转变能力往往也是焊接性的一项重要标志。

(4)焊接接头的使用性能：包括机械性能和产品要求的其他性能，如不锈钢的耐腐蚀性、低温钢的低温冲击韧性、耐热钢的蠕变强度等。

2．焊接性实验方法分类

(1)模拟类方法：这类焊接性实验方法一般不需要实焊接头，而只是利用模拟焊接热循环，人为制造缺口或电解充氢等手段，估计金属在焊接时可能发生的变化和问题，为制定合理的焊接工艺条件提供依据。这类方法的优点是节省材料和工时，而且可以将接头内某一区域局部放大，使有些因素孤立出来，便于分析研究和寻求改善焊接性的途径。因为很多条件被简化，这类方法与实际焊接相比存在差别。这类方法最常用的有热应力模拟实验、插销实验等。

(2)实焊类方法：这类方法的特点在于要在一定条件下进行焊接，通过实焊来评价焊接性。有时是在生产条件下进行焊接，然后检查焊接接头是否发生缺陷，或进行机械性能及其他方面的实验。也有时是使用一定形状尺寸的试样在规定的条件下进行焊接，再做各种检查。属于这类方法常用的有斜Y型坡口对接裂纹实验、窗口拘束实验、刚性固定对接裂纹实验以及不锈钢晶间腐蚀试验等。

(3)理论计算类方法：这是一类在大量生产和科学研究经验基础上归纳总结出来的理论计算方法，主要是根据母材或焊缝金属的化学成分，加上某些其他条件，如接头拘束度、焊缝扩散氢含量等，然后通过一定的经验公式计算，估计冷裂、热裂、再热裂纹的倾向大小。由于是经验公式，这些方法的应用是有条件限制的，而且多半是间接、粗略地估计焊接性问题。这类方法中应用较多的是碳当量法及冷裂纹敏感系数等。

3．确定焊接性实验方法的原则

(1)针对性：进行焊接性实验时，其实验条件应尽可能接近实际焊接时的条件。在有明显针对性的条件下，才能使实验结果比较确切地说明焊接性问题。

(2)可靠性：焊接性实验应尽量避免人为因素的影响，实验结果要有较好的再现性、稳定性和变化规律。为此，要严格实验条件，要尽可能采用自动化、机械化的方法取代手工操作，确保实验结果的真实可靠性。

(3)经济性：在足以获得可靠结果的前提下，应该力求做到消耗材料少、加工周期短、实验费用省。