【正文】 丁，這是符合實(shí)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(biāo)準(zhǔn)中拉伸試樣與鋼材、焊材的拉伸試樣不同，其特點(diǎn)是試樣受拉伸平行部分很短，通常等于焊縫寬度加12 mm，實(shí)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(guò)渡到夾持部分，其目的是強(qiáng)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(cè)定焊接接頭的抗拉強(qiáng)度σb。 合格指標(biāo)a)試樣母材為同種鋼號(hào)時(shí)，每個(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于母材鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的下限值。b)試樣母材為兩種鋼號(hào)時(shí)，每個(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于兩種鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(hào)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)時(shí)，變更了兩片或多片拉伸試樣的評(píng)定方法和合格指標(biāo)。厚鋼板橫截面上拉伸強(qiáng)度不均勻，兩片或多片試樣的拉伸試驗(yàn)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(hào)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)后的屈服點(diǎn)是不定值，沒有意義，不必記錄。 彎曲試驗(yàn) 試樣加工要求試樣的焊縫余高應(yīng)采用機(jī)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(yàn)方法與判廢指標(biāo)一直是壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中爭(zhēng)論最多的問題之一，影響彎曲試驗(yàn)結(jié)果的因素也十分復(fù)雜。彎曲試驗(yàn)比起拉伸、沖擊試驗(yàn)來(lái)，因?yàn)闆]有實(shí)物彎曲開裂數(shù)值作參照，因而難以確定彎曲試驗(yàn)的判廢指標(biāo)與試驗(yàn)方法。壓力容器行業(yè)在嚴(yán)格執(zhí)行彎曲試驗(yàn)規(guī)定時(shí)也十分認(rèn)真學(xué)習(xí)對(duì)比先進(jìn)工業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)ASME《鍋爐壓力容器規(guī)范》，普遍的提出下列疑問：①?gòu)澬闹睆紻國(guó)內(nèi)規(guī)定為30a(a為試樣厚度)，美國(guó)ASME規(guī)定為4a，哪個(gè)規(guī)定嚴(yán)格?哪個(gè)規(guī)定合理?②在同一臺(tái)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(guó)內(nèi)彎曲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它們的彎曲試驗(yàn)要求可以大不相同，相差一倍之多，這如何理解?③同一臺(tái)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(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它們的焊接接頭彎曲試驗(yàn)要求可以不同，又作何解釋?正確認(rèn)識(shí)焊接接頭彎曲試驗(yàn)的目的是修訂彎曲試驗(yàn)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(yàn)的目的在于測(cè)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(zhǎng)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(lái)更難以控制，是焊接接頭薄弱面，是彎曲試驗(yàn)檢測(cè)重點(diǎn)。原西德標(biāo)準(zhǔn)DIN 50121 T1—1978《金屬材料檢驗(yàn) 熔化焊接頭和堆焊層的彎曲試驗(yàn)》、美國(guó)ASME Ⅸ《焊接和釬接評(píng)定》(1995年版)、 日本JISB 8282一1993《壓力容器焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)》都提出焊接接頭彎曲試樣外表面計(jì)算的纖維伸長(zhǎng)率δ％的計(jì)算公式：當(dāng)不同彎心直徑時(shí)，計(jì)算出彎曲試樣外表面纖維伸長(zhǎng)率δ％如表14。GB 150一1998中所列壓力容器用鋼板伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值如表15，相應(yīng)焊接材料熔敖金屬伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表16。對(duì)比表1表15和表16可見：當(dāng)焊接接頭彎曲試驗(yàn)彎心直徑為3a時(shí)，彎曲試樣受拉面最大仲長(zhǎng)率為：25％，已經(jīng)超過(guò)絕大部分壓力容器用鋼板和焊接材料伸長(zhǎng)率的規(guī)定值下限、若彎曲試驗(yàn)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(guò)材料本身伸長(zhǎng)率，在此情況下進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，已經(jīng)失去意義。表 14 D/aL2346δ%503329252014表 15 GB 150中所列鋼號(hào)伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)定值 伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，%不小于GB150中所列鋼號(hào)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(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)定值不同。表 16 壓力容器常用焊材熔敖金屬伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值 伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)的彎心直徑為3a時(shí)，是否表明比4a要求更嚴(yán)呢?回答是否定的。因?yàn)閺澢囼?yàn)(特別是橫向彎曲試驗(yàn))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(zhǎng)率條件下進(jìn)行考核。試驗(yàn)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(gè)薄弱面在彎曲試驗(yàn)中得不到充分考核，這樣減小彎心直徑所謂提高彎曲試驗(yàn)要求不過(guò)是嚴(yán)在焊縫區(qū)、松在熱影響區(qū)，這對(duì)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(jìn)行彎曲試驗(yàn)時(shí)，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(zhǎng)率近似相同(約20％)承受彎曲試驗(yàn)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(wú)論在制造過(guò)程中或在使用過(guò)程中都受著同樣的彎曲變形過(guò)程和彎曲后承壓過(guò)程，從設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)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(yàn)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(yàn)要求。在修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們參照美國(guó)、日本相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在壓力容器焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中修改彎曲試驗(yàn)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(yàn)都規(guī)定彎心直徑為4a，彎曲角度為180176。彎曲試樣受彎時(shí)其拉伸面在拉伸過(guò)程中極易受到試樣表面加工質(zhì)量影響，因?yàn)椴煌嚇幽覆脑急砻嫒毕?如咬邊、魚鱗紋等)狀況和程度不同，對(duì)應(yīng)力集中敏感性也不一樣，因而使彎曲試驗(yàn)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(shí)際。當(dāng)考核焊工技能時(shí)，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(shí)，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(shí)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(jì)規(guī)定所包容了。本次修訂JB 4708時(shí)，對(duì)彎曲試樣受拉面按照GB／T 232—1988《金屬?gòu)澢囼?yàn)方法》和GB 2657—1989《焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法》中對(duì)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(duì)比試樣的彎曲性能，才能體現(xiàn)彎曲試驗(yàn)的本意。 試驗(yàn)方法a)彎曲試驗(yàn)按GB／T 232和表12規(guī)定的試驗(yàn)方法測(cè)定焊接接頭的完好性和塑性。b)試樣的焊縫中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)彎心軸線。側(cè)彎試驗(yàn)時(shí)，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(shí)測(cè)量為準(zhǔn)。d)對(duì)于伸長(zhǎng)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(yàn)不合格而其實(shí)測(cè)值δ20％，則允許加大彎心直徑重新按表12進(jìn)行試驗(yàn)，此時(shí)彎心直徑等于S（200δ） (δ為伸長(zhǎng)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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)，彎曲試驗(yàn)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(yàn)機(jī)后都有回彈，在試樣承載時(shí)測(cè)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(píng)定》和JIS B8285—1993《壓力容器焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)》中都按鋼材伸長(zhǎng)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(hào)的伸長(zhǎng)率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值下限20％，但供貨時(shí)一般20％，)中做了具體規(guī)定，先按D=4S進(jìn)行彎曲，若不能通過(guò)且伸長(zhǎng)率實(shí)測(cè)值占：δ520％，則加大彎心直徑重新試驗(yàn)。 沖擊試驗(yàn) 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(diǎn)的距離大于零，且應(yīng)盡可能多的通過(guò)熱影響區(qū)。1)T≤60 mm時(shí)，t1≈l2 mm；當(dāng)?。?0 mm時(shí)，t2=T／4。2)雙面焊時(shí)，t2從后焊面的鋼材表面測(cè)量。沖擊試驗(yàn)測(cè)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(shí)，在l／4板厚處取沖擊試樣，測(cè)定鋼板的韌性，故焊接工藝評(píng)定試件的沖擊試驗(yàn)也以板厚60 mm為界，對(duì)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(yán)格規(guī)定了熱影響區(qū)沖擊試樣缺口軸線位置，我們?cè)诓簧賳挝豢吹綗嵊绊憛^(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(guò)熱影響區(qū)，這樣試驗(yàn)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(guò)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(shí)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(guò)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(guò)熱影響區(qū)”原則所作的B線，絕大部分通過(guò)熱影響區(qū)，按B線加工缺口則試驗(yàn)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(gè)區(qū)3個(gè)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(gè)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(biāo)作了修改。母材經(jīng)過(guò)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(duì)于調(diào)質(zhì)鋼而言，焊接熱影響區(qū)不能進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，沖擊韌性難以與母材相比。焊接工藝評(píng)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(yàn)規(guī)定相同。JIS B 8285—1993《壓力容器焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)》中規(guī)定焊接接頭沖擊試驗(yàn)吸收功不得小于表17中的數(shù)值，對(duì)比表17可見JB 4708對(duì)沖擊韌性試驗(yàn)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(qiáng)度σb規(guī)定值下限Mpa （kgf/mm2）吸 收 功 值3個(gè)試樣平均值單個(gè)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(yàn)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(píng)定，解決了壓力容器行業(yè)長(zhǎng)期懸而未決的難題。 角焊縫試件和試樣的檢驗(yàn) 檢驗(yàn)項(xiàng)目：外觀檢查、金相檢驗(yàn)(宏觀)。外觀檢查不得有裂紋。 金相檢驗(yàn)(宏觀)角焊縫試件切取金相檢驗(yàn)(宏觀)試樣時(shí)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(diǎn)熔人焊縫則就表示角焊縫焊透(見圖14a))，圖14b)實(shí)線與虛線位置也稱角焊縫根部焊透，但此時(shí)焊縫已是對(duì)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(píng)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(gè)術(shù)語(yǔ)，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(yàn)?zāi)臀g堆焊重新評(píng)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(píng)定試件上并不限定堆焊道數(shù)。對(duì)于在基體鋼材先堆焊過(guò)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(shí)基體鋼材實(shí)際上是過(guò)渡層金屬，基體鋼材改變了，過(guò)渡層、耐蝕層堆焊應(yīng)重新評(píng)定。JB 4708—2000對(duì)堆焊層評(píng)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(píng)定最小厚度。九、附錄A 不銹鋼復(fù)合鋼焊接工藝評(píng)定“附錄A不銹鋼復(fù)合鋼焊接工藝評(píng)定”是新增加的，不銹鋼復(fù)合鋼包括不銹鋼板與碳素鋼、低合金鋼板的復(fù)合鋼板和在碳素鋼或低合金鋼上堆焊不銹鋼而制成的