用于焊接材料对接接头抗裂性对比及工艺适用性试验。拘束焊缝焊脚应与试板厚度齐平。取2块试样磨片检查有无裂纹，一般以有无裂纹为评定标准。焊缝正面的表面裂纹可在切取拘束焊缝前进行检测，焊缝背面裂纹在切取试件后检测。......
2023-07-02
可调拘束裂纹试验方法优化指南
【摘要】：以此来评定产生焊接热裂纹的敏感性。图5-16 可调拘束裂纹试验示意图a）纵向试验法 b）横向试验法可调拘束裂纹试验时，加载变形有快速和慢速两种。当ε达到一定数值时，就会在焊缝或热影响区产生热裂纹。随着ε的增大，裂纹数目及长度总和也会增加，这些数据即可作为热裂纹评定指标。横向可调拘束裂纹试验主要用于测试焊缝中的凝固裂纹和多边化裂纹，纵向可调拘束裂纹试验主要用于测试凝固裂纹和液化裂纹，如图5-17所示。
该试验方法主要用于评定低合金钢各种热裂纹（结晶裂纹、液化裂纹等）敏感性。其基本原理是在焊缝凝固后期施加不同的应变值来研究裂纹产生的规律。当外加应变值在某一温度区间超过焊缝或热影响区金属的塑性变形能力时，就会产生热裂纹。以此来评定产生焊接热裂纹的敏感性。
根据试验目的的不同，可变拘束裂纹试验可分为纵向和横向两种方法，如图5-16所示。这两种试验可在同一台实验机上进行，试验过程基本相同，只是焊缝所承受的应变方向不同。试验时只需将焊接方向扭转90°即可实现二者转换。对焊接区施加应变值的方法是通过外加载荷F使试件产生弯曲变形而获得的。为了保证试件变形速度均匀和试件承受应变量的准确性，试验采用旋转式加载机构，以保证加载压头始终垂直于试件表面。
图5-16 可调拘束裂纹试验示意图
a）纵向试验法 b）横向试验法
可调拘束裂纹试验时，加载变形有快速和慢速两种。慢速变形时，采用支撑点弯曲的方式，应变量由压头下降的弧形位移S控制，其值按式（5-14）计算。应变速率为0.3%～0.7%。
式中 S——加载压头下降弧形位移，单位为mm；
R0——加载压头旋转半径，单位为mm；
α——试板的弯曲角，单位为rad。
快速变形时，应变量ε通过改变弧形模块的曲率半径（更换模块）来实现，可用下式计算：
式中 δ——试板厚度，单位为mm；
R——弧形模块曲率半径，单位为mm。
试验装置上配有各种记录装置，用以记录温度、时间和应变量。试件尺寸为：（5～16）mm×（50～80）mm×（300～500）mm。根据试验要求选取不同曲率的模块。焊条焊前要烘干。焊接参数为：焊条直径4mm，焊接电流170A，电弧电压24～26V，焊接速度150mm/min。如果只研究母材热裂倾向，采用TIG焊重熔。按图5-16所示，由A点焊到C点后熄弧，当焊到B点（500mm）处时，加载压头突然加力F下压，使试板发生强烈变形而与模块紧贴。变更模块的曲率半径R即可变更应变量ε。当ε达到一定数值时，就会在焊缝或热影响区产生热裂纹。随着ε的增大，裂纹数目及长度总和也会增加，这些数据即可作为热裂纹评定指标。
横向可调拘束裂纹试验主要用于测试焊缝中的凝固裂纹和多边化裂纹，纵向可调拘束裂纹试验主要用于测试凝固裂纹和液化裂纹，如图5-17所示。测量的主要数据有：材料不产生凝固裂纹所能承受的最大应变量（临近应变量）εcr、某应变下的最大裂纹长度Lmax、某应变下的裂纹总长度Lt、某应变下的裂纹总条数Nt。
图5-17 可调拘束裂纹分布示意图
a）横向裂纹分布 b）纵向裂纹分布
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2023-07-02
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