【正文】 超過絕大部分壓力容器用鋼板和焊接材料伸長率的規(guī)定值下限、若彎曲試驗不合格則不能將原因歸結(jié)到焊接接頭完好性不夠，而是超過材料本身伸長率，在此情況下進行彎曲試驗，已經(jīng)失去意義。表 14D/a L 2 3 4 6δ% 50 33 29 25 20 14表 16 壓力容器常用焊材熔敖金屬伸長率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值伸 長 率 標(biāo) 準(zhǔn)定 值 ，%不小于壓 力容器常用 焊 材15 J606， j607， J707， R40717 W707Ni， W907Ni， J557， R207， R307， R31720 J50222 J422， J426， J427， J506， J507， J506RH， J507RH，J507Mow， H08Mn2SiA+CO2， all welding flux25 A132， A137， A212， A24230 A202， A207， A022表 15 GB 150中所列鋼號伸長率標(biāo)準(zhǔn)定值伸 長 率 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 值 ， %不小于GB150中所列 鋼 號17 l8MnMoNbR， 07MnCrMoVR， l2Cr2MolR18 15MnVNR， 13MnNiMoNbR， 19 20 16MnR， 15MnNiDR， 0Crl3A1， 0Crl300Crl8Ni5Mo3Si22l 16MnR， 16MnDR， Q235一 ABC22 09Mn2VDR， Q235一 ABC23 09MnNiDR Q235一 ABC24 20R， Q235一 ABC25 20R， Q235一 ABC26 Q235一 ABC35 0Crl9Nn3Mo3， 00Crl9Nil3Mo337 0Crl8Nil2Mo2Ti40 0Crl8Ni9， 0Crl8Nil0Ti， ，00Crl9Nil0， 00Crl7Nil4Mo2注： Q235ABC ， 20R， 16MnR的不同厚度其伸 長標(biāo) 準(zhǔn)定 值 不同。? 彎曲試驗的彎心直徑為 3a時，是否表明比 4a要求更嚴(yán)呢 ?回答是否定的。? 因為彎曲試驗 (特別是橫向彎曲試驗 )要求試樣的焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)應(yīng)全都在試樣受彎范圍內(nèi)，在近似相同伸長率條件下進行考核。試驗結(jié)果表明，隨著彎心直徑減小，試樣受彎范圍也相應(yīng)減少，主要集中在焊縫區(qū)受彎，而熱影響區(qū)受彎程度大大減少，熱影響區(qū)這個薄弱面在彎曲試驗中得不到充分考核，這樣減小彎心直徑所謂提高彎曲試驗要求不過是嚴(yán)在焊縫區(qū)、松在熱影響區(qū)，這對提高焊接接頭的彎曲性能，提高壓力容器安全性能極為不利， 4倍板厚的彎心直徑進行彎曲試驗時，焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)都在彎曲范圍內(nèi)，其表面伸長率近似相同 (約 20％ )承受彎曲試驗考核，這不僅是合理的，也是嚴(yán)格的。? 用不同鋼材的單面焊、雙面焊焊接接頭制成的壓力容器，無論在制造過程中或在使用過程中都受著同樣的彎曲變形過程和彎曲后承壓過程，從設(shè)計、制造、檢驗而言，就不應(yīng)當(dāng)規(guī)定單面焊和雙面焊有不同的彎曲試驗要求，也不應(yīng)當(dāng)規(guī)定不同鋼材的焊接接頭有不同的彎曲試驗要求。? 在修訂標(biāo)準(zhǔn)時，我們參照美國、日本相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在壓力容器焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)中修改彎曲試驗方法，規(guī)定不區(qū)分單面焊還是雙面焊，也不區(qū)分鋼材種類，焊接接頭彎曲試驗都規(guī)定彎心直徑為 4a，彎曲角度為 180176。? 用彎曲試樣受彎時其拉伸面在拉伸過程中極易受到試樣表面加工質(zhì)量影響，因為不同試樣母材原始表面缺陷 (如咬邊、魚鱗紋等 )狀況和程度不同，對應(yīng)力集中敏感性也不一樣，因而使彎曲試驗不是在同一條件下考核，在較大應(yīng)力集中的表面缺陷處彎曲試樣開裂，掩蓋了焊縫內(nèi)部細(xì)小缺陷的實際。? 當(dāng)考核焊工技能時，彎曲試樣保留焊縫一側(cè)母材原始表面，似乎有些道理。當(dāng)考核焊接接頭彎曲性能時，再保留焊縫一側(cè)母材原始表面就顯然不近情理了。壓力容器產(chǎn)品使用時大都保留了焊縫兩側(cè)母材原始表面，這種不利因素已被安全系數(shù)等設(shè)計規(guī)定所包容了。? 本次修訂 JB 4708時，對彎曲試樣受拉面按照GB／ T 232—1988 《 金屬彎曲試驗方法 》 和 GB 2657—1989 《 焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法 》 中對試樣表面規(guī)定 “不得有劃痕 ”， “不應(yīng)有橫向刀痕或劃痕 ”等要求，規(guī)定了彎曲試樣的拉伸表面應(yīng)齊平，在同樣表面加工質(zhì)量條件下對比試樣的彎曲性能，才能體現(xiàn)彎曲試驗的本意。 試驗方法a)彎曲試驗按 GB／ T 232和表 12規(guī)定的試驗方法測定焊接接頭的完好性和塑性。b)試樣的焊縫中心應(yīng)對準(zhǔn)彎心軸線。側(cè)彎試驗時，若試樣表面存在缺陷，則以缺陷較嚴(yán)重一側(cè)作為拉伸面。c)彎曲角度應(yīng)以試樣承受載荷時測量為準(zhǔn)。d)對于伸長率 δ標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件規(guī)定值下限小于 20％的母材，若彎曲試驗不合格而其實測值 δ20％，則允許加大彎心直徑重新按表 12進行試驗，此時彎心直徑等于S（ 200δ） (δ為伸長率的規(guī)定值下限 )，支座間距離等于彎心直徑加上 (2S+3)mm。? 修訂后的標(biāo)準(zhǔn)，彎曲試驗不再按鋼材類別、單面焊、雙面焊區(qū)分，一律按彎心直徑等于 4倍試樣厚度、彎曲角度 180186。試樣在離開試驗機后都有回彈，在試樣承載時測量彎曲角度表明試樣已經(jīng)具備的彎曲能力，這是合理的。? 在 1995年版的 ASME《 鍋爐壓力容器規(guī)范 》 第 Ⅸ 卷 《焊接和釬接評定 》 和 JIS B8285—1993 《 壓力容器焊接工藝評定試驗 》 中都按鋼材伸長率 δ％標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值下限 20％為界，分別規(guī)定彎心直徑大小。從表 15可見列入 GB 150鋼種也有不少鋼號的伸長率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值下限 20％，但供貨時一般 20％，故在標(biāo)準(zhǔn)正文 )中做了具體規(guī)定，先按 D=4S進行彎曲，若不能通過且伸長率實測值占：δ520％，則加大彎心直徑重新試驗。表 12 彎曲試驗尺寸規(guī)定試樣 厚度 S， mm彎心直徑 D， mm支座 間 距離， mm彎曲角度，（ ˉ）10 4S 6S + 3 18010 40 63 沖擊試驗 試樣a)試樣取向：試樣縱軸應(yīng)垂直于焊縫軸線，缺口軸線垂直于母材表面。b)取樣位置：在試件厚度上的取樣位置見圖 12。焊縫區(qū)試樣的缺口軸線應(yīng)位于焊縫中心線上。熱影響區(qū)試樣的缺口軸線至試樣軸線與熔合線交點的距離大于零，且應(yīng)盡可能多的通過熱影響區(qū)。1)T≤60 mm時， t1≈l2 mm；當(dāng)?。?60 mm時， t2=T／ 4。2)雙面焊時， t2從后焊面的鋼材表面測量。圖 12 沖擊試樣位置圖? 沖擊試驗測定焊縫和熱影響區(qū)的韌性。根據(jù) GB 6654一1996《 壓力容器用鋼板 》 規(guī)定當(dāng)鋼板厚度 60mm時，在 l／ 4板厚處取沖擊試樣，測定鋼板的韌性，故焊接工藝評定試件的沖擊試驗也以板厚 60 mm為界，對于厚度 T60 IYll的試件在丁／ 4處制取焊縫和熱影響區(qū)沖擊試樣。在 JB 4708一 1992中就嚴(yán)格規(guī)定了熱影響區(qū)沖擊試樣缺口軸線位置，我們在不少單位看到熱影響區(qū)沖擊試樣缺口軸線沒有按 JB 4708—1992 執(zhí)行而是自行規(guī)定熱影響區(qū)的缺口軸線與熔合線距離為某一數(shù)值而不是盡可能多的通過熱影響區(qū)，這樣試驗結(jié)果不能反應(yīng)熱影響區(qū)韌性特征，應(yīng)予以糾正。 ? 有人建議熱影響區(qū)試樣的缺口軸線將 “應(yīng)盡可能多的通過熱影響區(qū) ”改為 “位于熱影響區(qū)的寬度中心 ”，我們認(rèn)為不妥，標(biāo)準(zhǔn)正文圖 12所示為單面坡口，實際上雙面坡口也很多，如圖 13所示，板厚為 20mm、雙面焊，小坡口為后焊面，通過作圖可以看出，位于熱影響區(qū)的寬度中心的 A線幾乎有一半在焊縫區(qū)內(nèi)，按 “盡可能多的通過熱影響區(qū) ”原則所作的 B線，絕大部分通過熱影響區(qū)，按 B線加工缺口則試驗結(jié)果較 A線更能充分反映熱影響區(qū)的沖擊韌性特征。 合格指標(biāo)每個區(qū) 3個試樣為一組的常溫的沖擊吸收功平均值應(yīng)符合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，且不得小于 27J，至多允許有 1個試樣的沖擊吸收功低于規(guī)定值，但不低于規(guī)定值的 70％。圖 13 沖擊試樣的合格指標(biāo)作了修改。母材經(jīng)過焊接熱循環(huán)的作用變成有復(fù)雜組織的熱影響區(qū)，其性能特別是沖擊韌性有變差傾向，對于調(diào)質(zhì)鋼而言，焊接熱影響區(qū)不能進行調(diào)質(zhì)處理，沖擊韌性難以與母材相比。焊接工藝評定沖擊試樣的韌性指標(biāo)原規(guī)定不低于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值則較苛刻，現(xiàn)改為 “應(yīng)符合圖樣或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，且不得小于 27J”較妥，與 GB 150附錄 E產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗規(guī)定相同。JIS B 8285—1993 《 壓力容器焊接工藝評定試驗 》中規(guī)定焊接接頭沖擊試驗吸收功不得小于表 17中的數(shù)值，對比表 17可見 JB 4708對沖擊韌性試驗合格指標(biāo)仍比日本規(guī)定要嚴(yán)格。表 17鋼 材 標(biāo) 準(zhǔn)拉伸 強 度σ b規(guī) 定 值 下限Mpa （ kgf/mm2）吸 收 功 值3個 試樣 平均 值 單 個最小 值σ b≤450 （ 46） 18 14450（ 46）＜σ b≤520 （ 53） 20 16σ b＞ 520（ 53） 27 20由于修改了彎曲、沖擊試驗的合格指標(biāo)，所以新版 JB 4708也適用于異種鋼焊接接頭的焊接工藝評定，解決了壓力容器行業(yè)長期懸而未決的難題。 角焊縫試件和試樣的檢驗 檢驗項目：外觀檢查、金相檢驗 (宏觀)。外觀檢查不得有裂紋。 金相檢驗 (宏觀 )? 角焊縫試件切取金相檢驗 (宏觀 )試樣時應(yīng)注意避開起弧與收弧處易產(chǎn)生缺陷部位。金相試樣尺寸范圍只要包括全部焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)即可 。 合格指標(biāo)a)焊縫根部應(yīng)焊透，焊縫金屬和熱影響區(qū)不得有裂紋、未熔合。b)角焊縫兩焊腳之差不宜大于 3 mm。? 角焊縫根部焊透示意如圖 14，只要腹板底部直角頂點熔人焊縫則就表示角焊縫焊透 (見圖 14a))，圖 14b)實線與虛線位置也稱角焊縫根部焊透，但此時焊縫已是對接焊縫加角焊縫的組合焊縫了。本標(biāo)準(zhǔn)并不要求角焊縫評定試件：焊透一定如圖 14b)所示：角焊縫的 “焊腳 ”與 “焊腳尺寸 ”是兩個術(shù)語，含意不同不能混淆、如圖 15所示， A為焊腳， B是焊腳尺寸。 ? 耐蝕堆焊試件和試樣的檢驗 ? 耐蝕堆焊重新評定焊接工藝的判斷準(zhǔn)則是堆焊層的化學(xué)成分，標(biāo)準(zhǔn)修改后明確了堆焊試件上堆焊層最小寬度。堆焊焊道之間外觀質(zhì)量與焊工技能有關(guān)，在堆焊工藝評定試件上并不限定堆焊道數(shù)。? 對于在基體鋼材先堆焊過渡層后再堆焊表面耐蝕層雙層堆焊方法而言，耐蝕層堆焊時基體鋼材實際上是過渡層金屬，基體鋼材改變了，過渡層、耐蝕層堆焊應(yīng)重新評定。? JB 4708—2022 對堆焊層評定最小厚度規(guī)定更明確了，從開始取化學(xué)分析試樣處到熔合線距離作為堆焊層評定最小厚度。安 徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械工程 系 2 0 11 年 9 月謝謝大家！