焊接工艺评定 - 焊缝横向拉伸测试标准化流程

一、测试目的

• 测定焊接接头的抗拉强度（UTS），评估焊缝与母材的匹配性。

• 确定断裂位置（焊缝、熔合区或母材），验证焊接工艺的可靠性。

• 符合标准要求（如 AWS B4.0、ISO 4136、GB/T 2651）。

二、试样制备

1. 取样位置：

• 垂直于焊缝方向截取试样，包含焊缝中心及两侧热影响区（HAZ）。

• 避免取样区域存在咬边、气孔等缺陷（需X射线探伤预检）。

2. 试样尺寸（以板厚 $�$ 为例，参照ISO 4136）：

   plaintext

• 总长度 $�=200\text{mm}$（含夹持端）

• 平行段长度 $�\ge 60\text{mm}$

• 厚度 $�$ 与工件一致（加工后表面粗糙度 $��\le 6.3�\text{m}$）

• 形状：矩形板状试样（平行段宽度 $�=25\text{mm}$）

• 加工要求：

• 采用线切割或铣削加工，避免热影响区过热。

• 焊缝余高需磨平至与母材齐平（保留熔合线）。

• 
  

三、测试设备与参数

设备/参数	要求
万能材料试验机	精度±1%，量程覆盖预期抗拉强度（如100kN）
引伸计	标距 ${�}_0=50\text{mm}$，精度±0.5%
加载速率	1~5 mm/min（弹性阶段），屈服后可加速至10 mm/min
数据采集系统	实时记录载荷-位移曲线

四、测试步骤

1. 试样标记与测量：

• 在平行段用划线器标记标距 ${�}_0=50\text{mm}$。

• 测量试样实际厚度 $�$ 和宽度 $�$，计算横截面积 ${�}_0=�\times �$。

2. 安装试样：

• 将试样对称夹持于试验机夹具，确保焊缝中心对准加载轴线（偏差≤1mm）。

• 安装引伸计，调整至标距位置。

3. 加载测试：

• 按设定速率施加拉伸载荷，直至试样断裂。

• 记录最大载荷 ${�}_{\text{max}}$（N）及断裂位移 $�$（mm）。

4. 断口分析：

• 目视或显微镜观察断裂位置（焊缝/HAZ/母材）。

• 拍摄断口形貌照片，标注特征（韧性断裂/脆性断裂）。

五、结果计算与判定

1. 抗拉强度计算

合格判定（以AWS D1.1为例）：

• 强度要求：焊缝抗拉强度 ≥ 母材标准下限值。

• 断裂位置：若断裂在母材，判定合格；若断裂在焊缝，需检查焊接缺陷。

• 
  

六、注意事项与常见问题

问题	原因	解决方案
试样滑脱	夹具夹紧力不足	使用锯齿夹面或液压夹具
数据波动大	引伸计滑动或试样偏心	重新安装引伸计，调整对中
断口位于夹持端	应力集中或试样加工缺陷	优化试样过渡圆弧（R≥5mm）

七、测试报告内容

• 试样信息：母材牌号、焊材型号、焊接工艺参数（电流、电压、速度）。

• 测试条件：设备型号、加载速率、环境温湿度。

• 结果数据：抗拉强度、断裂位置、断口形貌描述。

• 结论：是否符合标准要求（如AWS D1.1 Class A）。