埋弧焊焊缝冲击断口评定简析

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1、万方数据·62·焊管·第28卷第4期·2005年7月埋弧焊焊缝冲击断口评定简析张晓娟，冯启华，姚鹏武(宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西宝鸡721008)摘要：针对日常生产检验中，埋弧焊焊缝冲击试验出现混合状断口给评定断口剪切面积(5。)带来的疑惑，通过宏观及微观的检测分析，再参照GB8363--87，寻求了一种从宏观上进行快速判断与测量的方法。关键词：埋弧焊；焊缝；冲击断口；混合状断口；断口剪切面积(

2、s。)；评定方法中图分类号：TGll5．5+6文献标识码：B文章编号：1001—3938(2005)04-(X)62—021概述在埋弧焊接钢管的日常

3、生产检验中，总能碰到这样的焊缝冲击断口，从宏观上看，它既不是纯脆性断口，也不是纯韧性断口，它是由亮条状和灰色状断面混合而成的，在亮条之间夹杂着或多或少的暗灰色区域，见图1、图2。这种混合状断口在实际生产检验中往往难以判定，有些人认为它是脆性断口，也有些人认为是韧性断口。对冲击断口宏观性质的认定不同，导致了同一类型断口最后的评定结果一断口剪切面积(s。)产生很大的差异。以往各条油气管线用管技术条件中对冲击试验的技术要求规定大多只对母材进行断口剪切面积(．s。)评定，焊缝、热影响区的Js。只作参考或是不作要求，而西气东输、陕一京二线等管线的技术标准对

4、焊缝、热影响区的．s。作出了要求：最小值图1混合断口示意图图2冲击断口宏观照片i>30％，平均值I>40％。在混合状断口上，呈现金属光泽的晶状颗粒比较细小，大多以星状、点状、或是文章开头提到的那种方式分布在断口上。在生产检验中，这种混合状断口的出现给冲击断口评定带来了一定的疑惑。GB／T12778_91《金属夏比冲击断口测定方法》中对冲击试样断口剪切面积(Js。)的评定有4种方法：①对比法，将冲击试样断口与标准上的冲击试样断口纤维断面率图谱或纤维断面率示意图进行比较，估算出纤维断面率(Js。)。②游标卡尺测量法，按断口上晶状区的形状，若能归类成矩

5、形、梯形时，可用游标卡尺测出相应尺寸，直接查标准中的纤维断面率(s。)表。③放大测量法，共有两种方法，其一是把试样断口拍成放大照片，用求积仪测量晶状区面积，然后求出纤维断面率(s。)；其二是利用低倍显微镜等光学仪器测量晶状区面积，然后求出纤维断面率(Is。)。④卡片测量法，用透明塑料薄膜制成10mmx10mm的方万方数据第28卷第4期张晓娟等：埋弧焊焊缝冲击断口评定简析孔卡片或网格卡片，测量晶状区面积。具体分析这4种方法，都未对混合状的断口剪切面积(．s。)如何进行简洁、快速的评定作出进一步的说明。2断口分析冲击试验对材料的组织和缺陷非常敏感，同

6、一温度下冲击断口晶状面积的不同也间接反映了焊缝显微组织的微小差异和缺陷大小的不同。冲击断口评定大多采用GB／T12778—1《金属夏比冲击断口测定方法》中第二种方法一游标卡尺测量法处理断口。但混合断口上的晶状区与纤维区难以用宏观方法划分清楚，用简单有效的游标卡尺测量法测量难以操作。针对这种类型的断口，笔者进行了多次扫描电镜观察分析，结果发现这种断口呈现的显微组织形貌多为解理及准解理状，有些微区中夹杂着少量的类韧窝状组织。解理状对应的宏观断口多为暗灰色区域，亮条状的分布比较密集(见图3)，断口上的准解理形貌见图4，锤击侧、剪切唇的组织为韧窝状(见图

7、5)。检测分析结果表明，从宏观看到的暗灰色区域在微观下观察并不全是解理或准解理形貌，往往其中还夹杂着一些小的焊接缺陷(见图6)。图3焊缝冲击断口上的解理形貌700×图4焊缝冲击断口上的准解理形貌700×图5剪切唇的组织形貌700×图6焊接缺陷500×在冲击试验中，对冲击断口剪切面积的评定一般先是根据断口韧性、脆性的宏观特点来判断，之后进行测量计算。混合断口从宏观上看已出现了晶状面，且这些晶状面细小不连续，其问还夹杂着一些似纤维状的不连续小平面。这些似纤维状区域的显微形貌多为解理或准解理，其中有些还夹杂着一些焊接缺陷。随着观察角度的不同，断口的宏观

8、形貌也会有所变化(见图2)，这种变化可能是由于这些不连续、相互交织的小平面不在同一平面产生的。所以评定此类埋弧焊焊缝冲击断口时可以考虑忽略各晶状面之间夹杂的似纤维状区域，认为这些晶状面是连续的，从而对断口的性质加以快速的认定。3评定方法基于断口分析的结果，再参照GB8363--87《铁素体钢落锤撕裂试验方法》中对于韧脆不连续区的断口评定方法，建议对这类冲击断口评定s。时忽略亮条状之问的暗灰色区域。这样我们就可以认为图1所示断口方框内的区域是脆性断口，然后对晶状区进行形状(矩形、梯形、类三角形等)归类，用游标卡尺测量法测出晶状区的尺万方数据·64·

9、焊管·第28卷第4期·2005年7月螺旋焊管导向弯曲试验的应用实践王树人1，崔志新2(1．中国石油天然气管道局钢管厂，辽宁辽阳11100