【正文】 丁，這是符合實際情況的。拉伸試樣形式分為：a)緊湊型板接頭帶肩板形拉伸試樣；b)緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣；c)管接頭全截面拉伸試樣。本標準中拉伸試樣與鋼材、焊材的拉伸試樣不同，其特點是試樣受拉伸平行部分很短，通常等于焊縫寬度加12 mm，實質(zhì)上是焊縫寬度加熱影響區(qū)寬度，兩側(cè)立即以R=25 mm的圓弧過渡到夾持部分，其目的是強迫拉伸試樣在焊接接頭內(nèi)(焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū))斷裂，以測定焊接接頭的抗拉強度σb。 合格指標a)試樣母材為同種鋼號時，每個試樣的抗拉強度應(yīng)不低于母材鋼號標準規(guī)定值的下限值。b)試樣母材為兩種鋼號時，每個試樣的抗拉強度應(yīng)不低于兩種鋼號標準規(guī)定值下限的較低值。c)同一厚度方向上的兩片或多片試樣拉伸試驗結(jié)果平均值應(yīng)符合上述要求，且單片試樣如果斷在焊縫或熔合線以外的母材上，其最低值不得低于母材鋼號標準規(guī)定值下限的95％(碳素鋼)或97％(低合金鋼和高合金鋼)。本次修訂標準時，變更了兩片或多片拉伸試樣的評定方法和合格指標。厚鋼板橫截面上拉伸強度不均勻，兩片或多片試樣的拉伸試驗結(jié)果不是單片值而是平均值應(yīng)符合要求，而其單片值，如果斷在焊縫或熔合線以外的母材上，其最低值不得低于母材鋼號標準規(guī)定值下限的95％(碳素鋼)，或97％(低合金鋼和高合金鋼)。焊接接頭拉伸試驗后的屈服點是不定值，沒有意義，不必記錄。 彎曲試驗 試樣加工要求試樣的焊縫余高應(yīng)采用機械方法去除，面彎、背彎試樣的拉伸表面應(yīng)齊平。焊接接頭的彎曲試樣加工、試驗方法與判廢指標一直是壓力容器標準中爭論最多的問題之一，影響彎曲試驗結(jié)果的因素也十分復雜。彎曲試驗比起拉伸、沖擊試驗來，因為沒有實物彎曲開裂數(shù)值作參照，因而難以確定彎曲試驗的判廢指標與試驗方法。壓力容器行業(yè)在嚴格執(zhí)行彎曲試驗規(guī)定時也十分認真學習對比先進工業(yè)國家標準，如美國ASME《鍋爐壓力容器規(guī)范》，普遍的提出下列疑問：①彎心直徑D國內(nèi)規(guī)定為30a(a為試樣厚度)，美國ASME規(guī)定為4a，哪個規(guī)定嚴格?哪個規(guī)定合理?②在同一臺設(shè)備上同樣的服役條件與同樣的制造工藝，部分焊縫為雙面焊，部分為單面焊，按照國內(nèi)彎曲試驗標準，它們的彎曲試驗要求可以大不相同，相差一倍之多，這如何理解?③同一臺設(shè)備使用不同鋼材，盡管它們的制造工藝與服役條件完全相同，但按國內(nèi)標準規(guī)定它們的焊接接頭彎曲試驗要求可以不同，又作何解釋?正確認識焊接接頭彎曲試驗的目的是修訂彎曲試驗方法的關(guān)鍵，也是消除上述疑問的關(guān)鍵。焊接接頭彎曲試驗的目的在于測定焊接接頭的完好性(連續(xù)性、致密性)和塑性，壓力容器工作者希望焊接接頭的焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)都在相同伸長率條件下考核其完好性這才是真正合理的，值得注意的是熱影響區(qū)性能比起焊縫和母材來更難以控制，是焊接接頭薄弱面，是彎曲試驗檢測重點。原西德標準DIN 50121 T1—1978《金屬材料檢驗 熔化焊接頭和堆焊層的彎曲試驗》、美國ASME Ⅸ《焊接和釬接評定》(1995年版)、 日本JISB 8282一1993《壓力容器焊接接頭的力學性能試驗》都提出焊接接頭彎曲試樣外表面計算的纖維伸長率δ％的計算公式：當不同彎心直徑時，計算出彎曲試樣外表面纖維伸長率δ％如表14。GB 150一1998中所列壓力容器用鋼板伸長率標準規(guī)定值如表15，相應(yīng)焊接材料熔敖金屬伸長率標準規(guī)定如表16。對比表1表15和表16可見：當焊接接頭彎曲試驗彎心直徑為3a時，彎曲試樣受拉面最大仲長率為：25％，已經(jīng)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 14 D/aL2346δ%503329252014表 15 GB 150中所列鋼號伸長率標準定值 伸長率標準規(guī)定值，%不小于GB150中所列鋼號17l8MnMoNbR，07MnCrMoVR，l2Cr2MolR1815MnVNR，13MnNiMoNbR，15CrM0R192016MnR，15MnNiDR，0Crl3A1，0Crl300Crl8Ni5Mo3Si22l16MnR，16MnDR，Q235一ABC2209Mn2VDR，Q235一ABC2309MnNiDR Q235一ABC2420R，Q235一ABC2520R，Q235一ABC26Q235一ABC350Crl9Nn3Mo3，00Crl9Nil3Mo3370Crl8Nil2Mo2Ti400Crl8Ni9，0Crl8Nil0Ti，00Crl9Nil0，00Crl7Nil4Mo2注：Q235ABC，20R，16MnR的不同厚度其伸長標準定值不同。表 16 壓力容器常用焊材熔敖金屬伸長率標準規(guī)定值 伸長率標準定值，%不小于壓力容器常用焊材15J606，j607，J707，R40717W707Ni，W907Ni，J557，R207，R307，R31720J50222J422，J426，J427，J506，J507，J506RH，J507RH，J507Mow，H08Mn2SiA+CO2，all welding flux25A132，A137，A212，A24230A202，A207，A022彎曲試驗的彎心直徑為3a時，是否表明比4a要求更嚴呢?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。在修訂標準時，我們參照美國、日本相關(guān)標準，在壓力容器焊接工藝評定標準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。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)部細小缺陷的實際。當考核焊工技能時，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。d)對于伸長率δ標準或技術(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。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）104S6S + 3180104063修訂后的標準，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％標準規(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準規(guī)定值下限20％，但供貨時一般20％，)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。 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；當丁＞60 mm時，t2=T／4。2)雙面焊時，t2從后焊面的鋼材表面測量。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T60IYll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”，我們認為不妥，標準正文圖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％。沖擊試樣的合格指標作了修改。母材經(jīng)過焊接熱循環(huán)的作用變成有復雜組織的熱影響區(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原規(guī)定不低于母材標準規(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仍比日本規(guī)定要嚴格。表 17 鋼材標準拉伸強度σb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σb≤450（46）1814450（46）＜σb≤520（53）2016σb＞520（53）2720由于修改了彎曲、沖擊試驗的合格指標，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。本標準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?zāi)臀g堆焊重新評定焊接工藝的判斷準則是堆焊層的化學成分，標準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—2000對堆焊層評定最小厚度規(guī)定更明確了，從開始取化學分析試樣處到熔合線距離作為堆焊層評定最小厚度。九、附錄A 不銹鋼復合鋼焊接工藝評定“附錄A不銹鋼復合鋼焊接工藝評定”是新增加的，不銹鋼復合鋼包括不銹鋼板與碳素鋼、低合金鋼板的復合鋼板和在碳素鋼或低合金鋼上堆焊不銹鋼而制成的