斜Y型坡口焊接裂纹试验法试验焊缝间隙保证方法及试板

摘要

本发明公开了一种斜Y型坡口焊接裂纹试验法试验焊缝间隙保证方法及试板，属于焊接技术领域，主要包含以下步骤：设计带槽口且便于控制拘束焊缝焊接收缩量的坡口形式：改进的试板与国标GB4675.1中所述的试板区别在于：试验焊缝的整坡口面相对相邻两拘束焊缝的楔形面平行于原楔形面下沉呈一槽口，槽口水平下沉深度控制在2.5～3.5mm之间，其最佳值控制在3.15～3.25mm；针对拘束焊缝制定合理的焊接工艺以及焊接过程控制要求：采用“手工钨极氩弧焊+焊条电弧焊”的焊接方法。本发明可以达到快捷、准确控制斜Y型坡口焊接裂纹试验法试验焊缝根部坡口间隙目的，同时，能够保证拘束焊缝根部焊透，确保整个试验过程能够顺利进行。

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，主要用于采用斜Y型坡口焊接裂纹试验法评价钢材以及焊 接材料冷裂纹以及再热裂纹敏感性时，保证试验焊缝根部间隙以及拘束焊缝焊透。

背景技术

斜Y型坡口焊接裂纹试验是一种用于评价钢材及焊接材料焊接裂纹敏感性的试验方法， 试验用试板的坡口形式及尺寸见附图1-3，试验过程及要求详见标准GB4675.1-84。这种试 验方法的关键在于，拘束焊缝焊接时，在保证根部焊透的同时，确保在拘束焊缝焊接完成 后，保证试验焊缝坡口根部间隙为2.0±0.2mm，才能焊接试验焊缝，确保试验结果的准确 性。为了保证拘束焊缝根部焊透，确保试验焊缝施焊前坡口根部间隙保证到2.0±0.2mm， 通常的做法有两种：一种是焊接拘束焊缝时，在试验焊缝根部(图2的A-A视图中的斜坡 口处)预置2mm左右的垫板，这种方式焊接完拘束焊缝后，试验焊缝根部拘束应力很大， 预置的垫板无法取出，所以一般不采用；另外一种方式为：在焊接拘束焊缝时，通过预留 拘束焊缝根部间隙并预留焊接收缩量来保证试验焊缝坡口根部间隙，但是，由于焊接收缩 量的大小与焊接方法、焊接工艺参数以及焊接过程等都有很大的关系，很难量化，另外， 由于拘束焊缝与试验焊缝坡口本身不一致，而且拘束焊缝清根时不能破坏试验焊缝坡口面， 实际清根操作难度较大，工作量也大。由此可见，这种传统的操作方式，对拘束焊缝的装 配以及焊接要求很高，实施起来非常困难，而且试验焊缝根部间隙保证在2.0±0.2mm很难， 试板报废率很高，这样不仅增加试验试板制备工作量，还将造成试验成本的增加，同时， 影响试验效率和周期。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种斜Y型坡口焊接裂纹试验法试验焊缝间隙保证方法及试 板，可以达到快捷、准确控制斜Y型坡口焊接裂纹试验方法试验焊缝根部坡口间隙目的， 同时，能够保证拘束焊缝根部焊透，确保整个试验过程能够顺利进行。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种斜Y型坡口焊接裂纹试验法试验焊缝间隙保证方法，依次包括以下步骤：

(1)制备改进的试板及其坡口形式：

所述改进的试板基于国标GB4675.1-84规定的试板改进而来，在该国标规定中两试板间 形成焊缝，该焊缝分为两端的拘束焊缝和中间的试验焊缝，拘束焊缝处的两试板端面均为 由上下斜面构成的楔形面，试验焊缝处的两试板端面分别为一楔形面和一整体斜面，该楔 形面和整体斜面构成试验焊缝的斜Y型坡口；所述改进的试板与所述国标中的试板区别在 于：所述试验焊缝的锲形面的上下斜面均相对相邻两拘束焊缝的楔形面平行下沉呈一槽口， 槽口水平下沉深度控制在2.5～3.5mm之间，或者试验焊缝的锲形面的上下斜面，以及整体 斜面均相对相邻两拘束焊缝的楔形面平行下沉呈一槽口，试验焊缝处两试板间预留间隙控 制在2.5～3.5mm之间，最佳值均控制在3.15～3.25mm之间，拘束焊缝处两试板间装配间 隙控制在0.5～1mm之间；

(2)按以下焊接顺序焊接拘束焊缝：

第①～④道或层采用手工钨极氩弧焊施焊，焊丝规格φ2.5，焊接电流220～230A；

第⑤～⑧道或层采用焊条电弧焊施焊，焊条规格φ3.2，焊接电流125～130A；

其余焊道或层采用焊条电弧焊施焊，焊条规格φ5.0，焊接电流220～230A；

所述手工钨极氩弧焊施焊时，采用自熔+少量间断填丝的焊接方式，并且，控制层间温 度最高不超过250℃；

所述手工钨极氩弧焊施焊后，后续焊条电弧焊焊道或层采用连续、快速的施焊方式。

上述方案中，对于试验焊缝两端面均下沉的方案，试验焊缝的锲形面以及整体斜面的槽 口下沉深度可一致，也可不一致，但最终两者间形成的预留间隙控制在2.5～3.5mm之间即 可。

上述方案中，所述“自熔+少量间断填丝的焊接方式”是指以熔合试板本身为止，少量 不连续填充焊丝，保证焊透及焊接质量；

所述“连续、快速的施焊方式”是指每焊接完成一道后，紧接着施焊下一道，中间不停 动，每道焊道焊接速度不小于20cm/min。

作为进一步选择，当试板材质有预热要求时，拘束焊缝施焊前进行预热。

作为另一进一步选择，拘束焊缝施焊焊材与试板母材相匹配。

一种斜Y型坡口焊接裂纹试验法保证试验焊缝间隙的试板，包括国标GB4675.1-84规定 的试验用试板，在该国标规定中两试板间形成焊缝，该焊缝分为两端的拘束焊缝和中间的 试验焊缝，拘束焊缝处的两试板端面均为由上下斜面构成的楔形面，试验焊缝处的两试板 端面分别为一楔形面和一整体斜面，该楔形面和整体斜面构成试验焊缝的斜Y型坡口；所 述改进的试板与所述国标中的试板区别在于：所述试验焊缝的锲形面的上下斜面均相对相 邻两拘束焊缝的楔形面平行下沉呈一槽口，槽口水平下沉深度控制在2.5～3.5mm之间，或 者试验焊缝的锲形面的上下斜面，以及整体斜面均相对相邻两拘束焊缝的楔形面平行下沉 呈一槽口，试验焊缝处两试板间预留间隙控制在2.5～3.5mm之间，最佳值均控制在3.15～ 3.25mm之间，拘束焊缝处两试板间装配间隙控制在0.5～1mm之间。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可 采用并要求保护的方案：如本发明，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在 了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技 术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：本发明通过特别设计的试板及其坡口形式，结合特定的焊接方法， 能够方便、准确的控制斜Y型坡口焊接裂纹试验方法试验焊缝坡口根部间隙，提高试板制 备合格率，确保整个试验过程能够顺利进行，降低试验成本及周期。

附图说明

图1是标准GB4675.1-84规定的试板及其坡口形式的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是本发明实施例1的试板及其坡口形式的结构示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是图4的B-B剖视图；

图7是本发明的拘束焊缝装配及焊接顺序示意图；

图8是本发明实施例1的试板待装配状态示意图；

图9是本发明实施例1的试板装配后状态示意图；

图10是本发明实施例1的拘束焊缝宏观检验照片；

图11是本发明实施例2的试板及其坡口形式的结构示意图；

图12是图11的B-B剖视图；

其中1：试板Ⅰ；2：试板Ⅱ；3：拘束焊缝Ⅰ；4：拘束焊缝Ⅱ；5：试验焊缝；6：试 验焊缝坡口根部间隙；7：拘束焊缝根部间隙；8：拘束焊缝焊接顺序；9：拘束焊缝锲形面； 10：试验焊缝整体斜面；11：试验焊缝锲形面；12：试验焊缝槽口。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

参考图4-10，一种斜Y型坡口焊接裂纹试验法试验焊缝间隙保证方法，依次包括以下 步骤：

(1)制备改进的试板及其坡口形式：

改进的试板基于国标GB4675.1-84规定的试板改进而来，在该国标规定中(参见图1-3) 两试板(试板Ⅰ1、试板Ⅱ2)间形成焊缝，该焊缝分为两端的拘束焊缝(拘束焊缝Ⅰ3、 拘束焊缝Ⅱ4)和中间的试验焊缝5，拘束焊缝3、4处的两试板1、2端面均为由上下斜面 构成的楔形面(参见图3、5)，试验焊缝处的两试板端面分别为一楔形面和一整体斜面(参 见图2、6)，该楔形面和整体斜面构成试验焊缝的斜Y型坡口，所述改进的试板与国标中的 试板区别在于(参见图4-6)：试验焊缝的楔形面11的上下斜面均相对相邻两拘束焊缝的楔 形面9平行下沉呈一槽口12(即，国标中试验焊缝的楔形面是由拘束焊缝的楔形面横向一 体延伸过来，而本发明改进的试板则是在试验焊缝段该楔形面相对拘束焊缝段平行下沉一 槽口)，槽口水平下沉深度(即试验焊缝坡口根部间隙6)控制在2.5～3.5mm之间(参见图 6)，最佳值为3.15～3.25mm之间，拘束焊缝处两试板间装配间隙(即拘束焊缝根部间隙7) 控制在0.5～1mm之间(参见图5、7)；

(2)按以下焊接顺序焊接拘束焊缝(参见图7)：

第①～④道或层采用手工钨极氩弧焊施焊，焊丝规格φ2.5，焊接电流220～230A；

第⑤～⑧道或层采用焊条电弧焊施焊，焊条规格φ3.2，焊接电流125～130A；

其余焊道或层采用焊条电弧焊施焊，焊条规格φ5.0，焊接电流220～230A；

手工钨极氩弧焊施焊时，采用自熔+少量间断填丝的焊接方式，并且，控制层间温度最 高不超过250℃；手工钨极氩弧焊施焊后，后续焊条电弧焊焊道或层采用连续、快速的施焊 方式；当试板材质有预热要求时，拘束焊缝施焊前进行预热，拘束焊缝施焊焊材与试板母 材相匹配。

以下为本发明的具体实例之一，以评价12Cr1MoVGR钢板再热裂纹敏感性试验试板的制 备为例进行说明，试板规格为δ38mm。

按附图4-6坡口形式及尺寸加工试板坡口，试验焊缝预留间隙为3.1～3.3mm，装配间 隙控制在0.7～0.9mm以内，采用手工钨极氩弧焊点焊两端。

按附图7要求的焊接顺序焊完拘束焊缝，焊前清理至呈现金属光泽，并预热200-250℃； 第①～④道(或层)采用手工钨极氩弧焊施焊，焊丝采用H05CrMoVTiReA，规格φ2.5，焊 接电流220～230A；第⑤～⑧道(或层)采用焊条电弧焊施焊，焊条采用CHH317，规格φ 3.2，焊接电流125～130A；其余焊道(或层)采用焊条电弧焊施焊，焊条采用CHH317，规 格φ5.0，焊接电流220～230A。

拘束焊缝焊接完成后，采用塞尺测量试验焊缝坡口根部间隙，实际焊制试板四副，测量 结果分别为：2.10mm、2.00～2.10mm、1.90～2.00mm和2.00mm，均在标准规定的2.0 ±0.2mm范围内。

拘束焊缝100％MT+100％RT探伤检查合格，拘束焊缝宏观(见图10)检验未发现缺陷。

实施例2：

参考图11/12，其A-A剖视图同图5，本实施例与实施例1基本相同，其区别在于，试 验焊缝的锲形面11的上下斜面，以及整体斜面10均相对相邻两拘束焊缝的楔形面9平行 下沉呈一槽口，试验焊缝处两试板间预留间隙控制在2.5～3.5mm之间，最佳控制在3.15～ 3.25mm之间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原 则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。