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
[技術領域]
[0001] 本實用新型涉及工程施工技術領域，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】]
[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合和擴散連接 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、熱影響區 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，應在接頭處 開出適當的坡口，這是保證焊縫質量的重要條件之一。如果不開坡口就直接進行焊接，就有 可能導致未焊透、未熔合等嚴重的焊縫缺陷，給工程質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，是進行檢 測試塊方案設計的前提。
[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 引起應力集中，導致T型接頭在低應力下擴展破壞，裂紋可能產生在焊縫表面，形成表面裂 紋，也可能產生在焊縫中或熱影響區，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。研究表明，在焊趾處最容易出現 裂紋。
[0005] (2)未焊透：未焊透是焊接接頭根部未完全熔透的現象，它屬于面狀缺陷，降低了 焊縫的機械強度，在應力作用下，容易延伸為裂紋，導致T型接頭破壞。如果是連續性的未 焊透，更是一種極危險的缺陷。未焊透主要產生在坡口的根部和坡口的鈍邊的邊緣處。
[0006] (3)未熔合：未熔合實質上是一種虛焊，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，應力將會高度集中，使T型接頭的機械強度降低，塑性降低，使得 焊縫開裂。焊接時，焊道和焊道之間、焊道和母材之間，未能完全熔化結合成一體。根據未 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。連續氣孔會使 得焊縫的塑性降低40%~50%，是導致T型接頭破壞的重要原因。在交變載荷下，焊縫的 疲勞強度下降很快。但是氣孔沒有尖銳的邊緣，故不屬于危險型缺陷，有些情況下有限的存 在是允許的，檢測人員需要按照有關標準進行評定。氣孔主要是焊接時熔池中的氣泡在凝 固時未能逸出，而殘留下來形成的，因此，氣孔可能出現在焊縫的任何部位。
[0008] (5)夾渣：夾渣是焊接時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，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 焊縫的機械強度、韌性、塑性及耐腐蝕的能力。有交變載荷的作用時，易引起脆性斷裂擴展， 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，掌握它們的產生原因、外形特征、最易出現 的位置、危害程度及評價標準等，對檢測試塊方案的設計具有很大重要的意義。
[【實用新型內容】]
[0010] 本實用新型是針對T型焊縫的特殊結構及T型焊縫常見的裂紋、未焊透、未熔合、 氣孔和夾渣焊接缺陷，設計一種能模擬各種缺陷、并檢測T型焊縫專用的標準試塊。
[0011] 為了實現上述目的，設計一種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，若干長橫孔分別設置于焊縫兩端，且孔徑與孔深不 同，第一種槽型缺陷結構方向平行于焊道，且設置于焊縫焊道中間，第二種槽型缺陷結構方 向垂直于焊道，且設置于焊縫焊道中部，翼板兩翼設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，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] 本實用新型同現有技術相比，其優點在于：Τ型焊縫試塊在焊縫中設計了兩種槽 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現對母材分層缺陷的定量檢測，驗證了超 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是本實用新型中T型試塊的正視圖；
[0018] 圖2是本實用新型中T型試塊缺陷俯視圖；
[0019] 圖3是本實用新型中第一種槽型缺陷正視圖；
[0020] 圖4是本實用新型中第一種槽型缺陷俯視圖；
[0021] 圖5是本實用新型中第二種槽型缺陷正視圖；
[0022] 圖6是本實用新型中第二種槽型缺陷俯視圖；
[0023] 圖7是本實用新型中平底孔缺陷的正視圖；
[0024] 圖8是本實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作為本實用新型的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0027] 下面結合附圖對本實用新型作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業的人 來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用 于限定本實用新型。
[0028] 本實用新型設計的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 計了三類人工缺陷：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，為了要驗證超聲相控陣的檢測效果，試塊設計了多個人工缺陷，可 以看出其設計的缺陷相對位置關系，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，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，模擬焊道翼板側未熔合或夾渣。
[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系，位于焊道中間最容易產生裂 紋的部位，槽寬〇· 2mm，從圖4中，可以觀察出槽型缺陷有兩個，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] 為了實現對母材分層缺陷的定量檢測，試塊設計了不同深度的平底孔，平底孔大 小為Φ2、Φ3和Φ4_。定量檢測時，可利用平底孔制作縱波的距離-波幅曲線或實現TCG 調節，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。
【主權項】
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，若干長橫孔分別設置于焊縫兩端，且孔徑與孔深不同，第一種槽型 缺陷結構方向平行于焊道，且設置于焊縫焊道中間，第二種槽型缺陷結構方向垂直于焊道， 且設置于焊縫焊道中部，翼板兩翼設有若干不同深度的平底孔。2. 如權利要求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，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】本實用新型涉及工程施工技術領域，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，若干長橫孔分別設置于焊縫兩端，且孔徑與孔深不同，第一種槽型缺陷結構方向平行于焊道，且設置于焊縫焊道中間，第二種槽型缺陷結構方向垂直于焊道，且設置于焊縫焊道中部，翼板兩翼設有不同深度的平底孔。本實用新型T型焊縫試塊在焊縫中設計了兩種槽型缺陷、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
【申請號】CN201520780061
【發明人】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】上海市特種設備監督檢驗技術研究院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月9日