使用焊接性试验方法：优化方案

2.4.7.1 焊接接头常规力学性能试验

焊接接头常规力学性能试验方法列于表2.4-18。

表2.4-18 焊接接头常规力学性能试验方法

2.4.7.2 应力腐蚀裂纹敏感性试验方法

传统的应力腐蚀试验方法是光滑试样试验法。它是利用光滑试样在应力和相匹配的腐蚀介质的联合作用下，用发生断裂的延迟时间作为判据，定量地评定材料耐应力腐蚀裂纹的性能。腐蚀介质应该是对被试材料有较大应力腐蚀敏感性的，且不产生或少产生均匀腐蚀，以免由于均匀腐蚀造成机械破坏而影响试验结果。实验室常用的腐蚀介质有：对铁素体和马氏体不锈钢用3.5%NaCl溶液，对奥氏体不锈钢用沸腾的42%MgCl₂溶液，或25%NaCl+0.5%K₂Cr₂O₇（200℃）。

试验方法和试验程序一般分为如下两种方式。

1.缺口试样和预制裂纹试样

缺口C形环形试样如图2.4-49所示，其缺口根部为三轴应力，可达塑性变形。悬臂缺口弯曲试样如图2.4-50所示，应力集中系数可以通过改变缺口深度或圆角半径调节。预制裂纹试样如图2.4-51所示，带有缺口或预制裂纹的试样可以模拟在焊接接头中存在裂纹时的应力腐蚀条件，试样一端固定于支柱内，另一端加上悬臂，悬臂端部加载，对试样的加载可以使恒负荷法，也可以使恒应变法。恒载荷法一般外加载荷约为屈服强度的75%～90%，把光滑拉伸试样装在图2.4-52所示的试验装置中，将配好的腐蚀介质加热，待到沸腾时开始加载，记录加载到破断的时间，将其作为断裂时间。恒应变法如将试样拉伸至一定变形量或弯曲到一定的曲率，其外加载荷一般也保持在比例极限内。根据不同的应力，记录破断时间，即可求出应力腐蚀界限强度因子。

图2.4-49 缺口C形环试样

图2.4-50 悬臂缺口弯曲试样

图2.4-51 预制裂纹试样及其加载方法

试样尺寸和计算公式可用：(www.xing528.com)

式中 M——缺口截面上的弯曲力矩（N·mm），M=LF；

K₁——平面应变应力强度因子（MPa·mm^1/2）；

B——试样宽度（mm）；

D——试样厚度（mm）；

a——裂纹深度（mm）。

2.U形弯曲试验方法

如图2.4-53所示，将厚1～3mm、宽10mm或15mm，长75mm的试样用半径8mm的压头弯成U形，用适当的夹具将两臂间的宽度压缩5mm来施加应力，放入沸腾的试验溶液中，每隔一定时间取出检查试样开裂情况，记录看到宏观裂纹时的时间及裂纹贯穿的时间。U形弯曲试样形式多样，如图2.4-54所示。一般顶部弯曲变形都超过了材料的弹性极限，是在塑性变形状态下进行应力腐蚀试验的。试样也有一部分处于弹性变形状态，这种试验是除了带缺口或预制裂纹的试样以外最敏感的应力腐蚀裂纹试样，其缺点是不能准确计算应力和加工硬化，只能定性比较。对于强度高的合金为了保证其在弯曲到180°而不裂，可以在退火后先弯曲到150°，然后经热处理之后再弯曲到180°，但试验条件必须保持一致。

图2.4-52 恒负荷拉伸式应力腐蚀裂纹试验

图2.4-53 U形弯曲应力腐蚀裂纹试验

a）试样弯曲方法 b）试样加紧方法

图2.4-54 常用的U形试样