一種t型焊縫試塊的制作方法
【專利說明】一種T型焊縫試塊
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001] 本實(shí)用新型涉及工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種用于模擬焊接過程中各種缺 陷的T型焊縫試塊。
[【背景技術(shù)】]
[0002] 焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接 成一體的工藝過程，用焊接的方法連接的接頭稱為焊接接頭，它由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū) 及其鄰近的母材組成，為了保證焊縫兩部分母材在施焊后能完全融合，焊接前，應(yīng)在接頭處 開出適當(dāng)?shù)钠驴?，這是保證焊縫質(zhì)量的重要條件之一。如果不開坡口就直接進(jìn)行焊接，就有 可能導(dǎo)致未焊透、未熔合等嚴(yán)重的焊縫缺陷，給工程質(zhì)量埋下一定的安全隱患。按焊縫本 身截面形式不同，焊縫分為對接焊縫和角焊縫。對接焊縫是在焊件的坡口面間或一焊件的 坡口面與另一焊件端面間焊接的焊縫；沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫為角焊 縫。
[0003] T型焊縫，即T型角接焊縫，在許多重大的工程中起著至關(guān)重要的作用。T型焊縫 的常見焊接缺陷有：裂紋、未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等，掌握這些缺陷的特點(diǎn)，是進(jìn)行檢 測試塊方案設(shè)計(jì)的前提。
[0004] (1)裂紋：裂紋是焊縫中危害性最大的一種缺陷，屬于面狀缺陷。它對T型接頭在 常溫下抗拉強(qiáng)度有很大的影響，這種影響會隨著裂紋面積的增大而增大，并且裂紋尖端將 引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致T型接頭在低應(yīng)力下擴(kuò)展破壞，裂紋可能產(chǎn)生在焊縫表面，形成表面裂 紋，也可能產(chǎn)生在焊縫中或熱影響區(qū)，形成埋藏裂紋，一般來說，表面裂紋比埋藏裂紋的危 害性更大。按照裂紋的方向又可分為縱裂紋和橫裂紋，縱裂紋與焊縫中心線平行，橫裂紋與 焊縫中心線垂直。裂紋的長度長短不一，但一般都比較細(xì)。研究表明，在焊趾處最容易出現(xiàn) 裂紋。
[0005] (2)未焊透：未焊透是焊接接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，它屬于面狀缺陷，降低了 焊縫的機(jī)械強(qiáng)度，在應(yīng)力作用下，容易延伸為裂紋，導(dǎo)致T型接頭破壞。如果是連續(xù)性的未 焊透，更是一種極危險(xiǎn)的缺陷。未焊透主要產(chǎn)生在坡口的根部和坡口的鈍邊的邊緣處。
[0006] (3)未熔合：未熔合實(shí)質(zhì)上是一種虛焊，屬于面狀缺陷，使得焊縫的有效截面積減 少，在交變載荷的作用下，應(yīng)力將會高度集中，使T型接頭的機(jī)械強(qiáng)度降低，塑性降低，使得 焊縫開裂。焊接時(shí)，焊道和焊道之間、焊道和母材之間，未能完全熔化結(jié)合成一體。根據(jù)未 恪合的部位，可以分為：坡口未恪合、層間未恪合和根部未恪合。
[0007] (4)氣孔：氣孔屬于體積型的缺陷，它是減少焊縫截面積的主要原因。它降低了焊 縫的機(jī)械性能，特別是沖擊和彎曲的韌性，并且也破壞了焊縫金屬的致密性。連續(xù)氣孔會使 得焊縫的塑性降低40%~50%，是導(dǎo)致T型接頭破壞的重要原因。在交變載荷下，焊縫的 疲勞強(qiáng)度下降很快。但是氣孔沒有尖銳的邊緣，故不屬于危險(xiǎn)型缺陷，有些情況下有限的存 在是允許的，檢測人員需要按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定。氣孔主要是焊接時(shí)熔池中的氣泡在凝 固時(shí)未能逸出，而殘留下來形成的，因此，氣孔可能出現(xiàn)在焊縫的任何部位。
[0008] (5)夾渣：夾渣是焊接時(shí)熔池中的熔渣的上浮速度小于熔池中融化金屬的凝固速 度，金屬凝固時(shí)，熔渣未能浮出熔池而形成夾渣。它屬于體積型的缺陷，其危害程度比面狀 缺陷小。帶有尖利邊緣的夾渣，危害性比較大。夾渣的存在使得焊縫有效面積減少，降低了 焊縫的機(jī)械強(qiáng)度、韌性、塑性及耐腐蝕的能力。有交變載荷的作用時(shí)，易引起脆性斷裂擴(kuò)展， 降低疲勞極限，夾渣可能分布在焊縫中的任何部位。
[0009] 以上5種缺陷為T型焊縫的常見缺陷，掌握它們的產(chǎn)生原因、外形特征、最易出現(xiàn) 的位置、危害程度及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等，對檢測試塊方案的設(shè)計(jì)具有很大重要的意義。
[【實(shí)用新型內(nèi)容】]
[0010] 本實(shí)用新型是針對T型焊縫的特殊結(jié)構(gòu)及T型焊縫常見的裂紋、未焊透、未熔合、 氣孔和夾渣焊接缺陷，設(shè)計(jì)一種能模擬各種缺陷、并檢測T型焊縫專用的標(biāo)準(zhǔn)試塊。
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種T形焊縫試塊，包括翼板和腹板，翼板與腹板夾角為 90°，翼板和腹板焊接形成焊縫和焊道，若干長橫孔分別設(shè)置于焊縫兩端，且孔徑與孔深不 同，第一種槽型缺陷結(jié)構(gòu)方向平行于焊道，且設(shè)置于焊縫焊道中間，第二種槽型缺陷結(jié)構(gòu)方 向垂直于焊道，且設(shè)置于焊縫焊道中部，翼板兩翼設(shè)有若干不同深度的平底孔。
[0012] 所述的翼板長、寬尺寸均為300mm，厚30mm。
[0013] 所述的腹板長為150mm，寬300mm，厚30mm。
[0014] 所述的長橫孔為4個(gè)，分布于焊縫兩端，孔徑與孔深不同，分別為孔徑Φ2、孔深 25mm的長橫孔和孔徑Φ3、孔深30mm的長橫孔。
[0015] 所述的平底孔的孔徑大小為Φ2或Φ3或Φ4πιπι。
[0016] 本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：Τ型焊縫試塊在焊縫中設(shè)計(jì)了兩種槽 型缺陷、長橫孔和平底孔，分別模擬體積型缺陷、平面型缺陷與母材分層，長橫孔模擬焊道 翼板側(cè)未熔合或夾渣，第一種槽型缺陷模擬不同深度的裂紋類缺陷，第二種槽型缺陷模擬 焊道橫向裂紋，翼板兩翼上不同深度的平底孔實(shí)現(xiàn)對母材分層缺陷的定量檢測，驗(yàn)證了超 聲相控陣的檢測效果，方便在檢測中對探頭位置和移動方向的把握。
[【附圖說明】]
[0017] 圖1是本實(shí)用新型中T型試塊的正視圖；
[0018] 圖2是本實(shí)用新型中T型試塊缺陷俯視圖；
[0019] 圖3是本實(shí)用新型中第一種槽型缺陷正視圖；
[0020] 圖4是本實(shí)用新型中第一種槽型缺陷俯視圖；
[0021] 圖5是本實(shí)用新型中第二種槽型缺陷正視圖；
[0022] 圖6是本實(shí)用新型中第二種槽型缺陷俯視圖；
[0023] 圖7是本實(shí)用新型中平底孔缺陷的正視圖；
[0024] 圖8是本實(shí)用新型中平底孔缺陷的俯視圖；
[0025] 圖中：1.翼板2.腹板3.長橫孔4.第一種槽型缺陷5.第二種槽型缺陷6.平 底孔；
[0026] 指定圖1作為本實(shí)用新型的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0027] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人 來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用 于限定本實(shí)用新型。
[0028] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的T型焊縫試塊如圖1所示。該T型試塊的尺寸為：翼板和腹板 尺寸分別為300 X 300 X 30和150 X 300 X 30,翼板和腹板垂直，呈90°。在該焊縫試塊中設(shè) 計(jì)了三類人工缺陷：長橫孔、槽和平底孔，分別模擬體積型缺陷，平面型缺陷與母材分層，缺 陷位置分布如圖2所示，為了要驗(yàn)證超聲相控陣的檢測效果，試塊設(shè)計(jì)了多個(gè)人工缺陷，可 以看出其設(shè)計(jì)的缺陷相對位置關(guān)系，方便在檢測中對探頭位置和移動方向的把握。其中，長 橫孔4個(gè)，分布于焊縫兩端，兩端孔徑與孔深不同，分別為Φ 2孔25mm和Φ 3孔30mm，位置 見圖1與圖2。由圖1可見，長橫孔位于焊道翼板側(cè)，模擬焊道翼板側(cè)未熔合或夾渣。
[0029] 對于槽型缺陷有兩種類型：
[0030] (1)第一種槽型缺陷，其方向平行于焊道，且位置位于焊縫焊道中間，如圖3、圖4 所示。從圖3中可以看出第一種槽型缺陷的位置和大小關(guān)系，位于焊道中間最容易產(chǎn)生裂 紋的部位，槽寬〇· 2mm，從圖4中，可以觀察出槽型缺陷有兩個(gè)，長度均為15mm，槽深分別為 Imm和2mm，模擬不同深度的裂紋類缺陷。
[0031] (2)第二種槽型缺陷，其方向垂直于焊道，且位置位于焊縫焊道中部，缺陷類型模 擬焊道橫向裂紋，從圖5、圖6中可以看出其長度為15mm，深度為2mm，槽型缺陷的寬度為 0. 2mm〇
[0032] 為了實(shí)現(xiàn)對母材分層缺陷的定量檢測，試塊設(shè)計(jì)了不同深度的平底孔，平底孔大 小為Φ2、Φ3和Φ4_。定量檢測時(shí)，可利用平底孔制作縱波的距離-波幅曲線或?qū)崿F(xiàn)TCG 調(diào)節(jié)，確定靈敏度，不同大小的平底孔位置分布與深度見圖7及圖8。
[0033] 表1試塊缺陷特征表
[0035] 如上表1顯示了各類人工缺陷的分類、尺寸及模擬缺陷的信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種T形焊縫試塊，包括翼板和腹板，其特征在于翼板與腹板夾角為90°，翼板和腹 板焊接形成焊縫和焊道，若干長橫孔分別設(shè)置于焊縫兩端，且孔徑與孔深不同，第一種槽型 缺陷結(jié)構(gòu)方向平行于焊道，且設(shè)置于焊縫焊道中間，第二種槽型缺陷結(jié)構(gòu)方向垂直于焊道， 且設(shè)置于焊縫焊道中部，翼板兩翼設(shè)有若干不同深度的平底孔。2. 如權(quán)利要求1所述的一種T形焊縫試塊，其特征在于所述的翼板長、寬尺寸均為 300mm，厚 30mm。3. 如權(quán)利要求1所述的一種T形焊縫試塊，其特征在于所述的腹板長為150mm，寬 300mm，厚 30mm。4. 如權(quán)利要求1所述的一種T形焊縫試塊，其特征在于所述的長橫孔為4個(gè)，分布于焊 縫兩端，孔徑與孔深不同，分別為孔徑(62、孔深25mm的長橫孔和孔徑(63、孔深30mm的長 橫孔。5. 如權(quán)利要求1所述的一種T形焊縫試塊，其特征在于所述的平底孔的孔徑大小為 C>2 或 C>3 或 C>4mm〇
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種用于模擬焊接過程中各種缺陷的T型焊縫試塊，包括翼板和腹板，翼板與腹板夾角為90°，翼板和腹板焊接形成焊縫和焊道，若干長橫孔分別設(shè)置于焊縫兩端，且孔徑與孔深不同，第一種槽型缺陷結(jié)構(gòu)方向平行于焊道，且設(shè)置于焊縫焊道中間，第二種槽型缺陷結(jié)構(gòu)方向垂直于焊道，且設(shè)置于焊縫焊道中部，翼板兩翼設(shè)有不同深度的平底孔。本實(shí)用新型T型焊縫試塊在焊縫中設(shè)計(jì)了兩種槽型缺陷、長橫孔和平底孔，分別模擬體積型缺陷、平面型缺陷與母材分層，驗(yàn)證了超聲相控陣的檢測效果，方便在檢測中對探頭位置和移動方向的把握。
【IPC分類】G01N29/30
【公開號】CN204989115
【申請?zhí)枴緾N201520780061
【發(fā)明人】左延田, 王繼鋒, 薛小龍, 劉晴巖, 宋盼, 薛利杰, 黃奕昶, 楊博
【申請人】上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月9日