插销试验方法的实施和规范

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：插销试验在插销试验装置上进行。经多次改变载荷，可求出试验条件下不出现断裂的临界应力σcr。

该试验方法主要用于测定低合金钢焊接热影响区冷裂纹敏感性，是一种定量试验方法。该方法用材少，试验结果稳定，所以得到广泛应用。该方法经适当改变，可用于测定再热裂纹和层状撕裂敏感性。插销试验在插销试验装置上进行。

1.试样制备

将被焊钢材加工成圆柱形的插销试棒，并注明插销相对于金属纤维的取向和相对厚度方向的位置。插销试棒形状如图5-9所示，各部分尺寸见表5-14。试棒上端有环形或螺形缺口。试验时将插销试棒插入底板相应的孔中，使带缺口的一端与底板上表面平齐，如图5-10所示。

图5-9 插销试棒形状

a）环形缺口插销 b）螺形缺口插销

表5-14 插销试棒尺寸

对于环形缺口的插销试棒，缺口与端面的距离a应使焊道熔深与缺口根部所截平面相切或相交，但缺口根部圆周被熔透的部分（熔透比）不得超过20%，如图5-11所示。对于低合金钢，a值在焊接热输入E=15kJ/cm时为2mm。根据热输入的变化，缺口与端面的距离a可按表5-15做适当调整。

图5-10 插销试棒缺口处于焊接热影响区粗晶部位

a）环形缺口插销试样 b）螺形缺口插销试样

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图5-11 熔透比计算

表5-15 缺口位置a与焊接热输入E的关系

底板材料应与被焊材料相同或热物理常数基本一致。底板厚度为20mm，形状和尺寸如图5-12所示。底板钻孔数应小于或等于4个，位于底板中心线上，孔距为33mm。

2.试验过程

按照选定的焊接方法和拟定的焊接参数，通过底板中心线（即位于插销顶端中心），在底板上熔敷一道堆焊焊道，其熔深应使缺口尖端位于热影响区的粗晶区。焊道长度L约100～150mm。

图5-12 底板形状及尺寸（单位：mm）

施焊时应用热电偶测定热循环，并记录800～500℃的冷却时间t₈/5，T_max-100℃的冷却时间t₁₀₀等参数。焊前不预热焊接时，焊后冷却至100～150℃时加载；焊前预热时，应在高于预热温度50～70℃时加载。载荷应在1min之内，且在冷却至100℃或高于预热温度50～70℃之前施加完毕。如有后热，应在后热之前加载。

为了获得焊接热循环的有关参数（t₈/5、t₁₀₀等），可将热电偶焊在底板焊道下的盲孔中（见图5-12），盲孔直径3mm，深度与插销试棒的缺口处一致。测点的最高温度应不低于1100℃。

在试棒加载过程中，插销可能在载荷持续时间内发生断裂，此时应记下承载时间。在不预热条件下，载荷保持16h而试棒未断裂即可卸载。在预热条件下，载荷保持至少24h才可卸载。可用金相或氧化等方法检测缺口根部是否存在断裂。经多次改变载荷，可求出试验条件下不出现断裂的临界应力σ_cr。临界应力σ_cr可用启裂准则，也可以用断裂准则，但应注明。根据临界应力σ_cr的大小，就可相对比较材料抵抗产生冷裂纹的能力。

插销试验方法的实施和规范

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