一种t型焊缝试块的制作方法
【专利说明】一种T型焊缝试块
[技术领域]
[0001] 本实用新型涉及工程施工技术领域，具体来说是一种用于模拟焊接过程中各种缺 陷的T型焊缝试块。
[【背景技术】]
[0002] 焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接 成一体的工艺过程，用焊接的方法连接的接头称为焊接接头，它由焊缝、熔合区、热影响区 及其邻近的母材组成，为了保证焊缝两部分母材在施焊后能完全融合，焊接前，应在接头处 开出适当的坡口，这是保证焊缝质量的重要条件之一。如果不开坡口就直接进行焊接，就有 可能导致未焊透、未熔合等严重的焊缝缺陷，给工程质量埋下一定的安全隐患。按焊缝本 身截面形式不同，焊缝分为对接焊缝和角焊缝。对接焊缝是在焊件的坡口面间或一焊件的 坡口面与另一焊件端面间焊接的焊缝；沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝为角焊 缝。
[0003] T型焊缝，即T型角接焊缝，在许多重大的工程中起着至关重要的作用。T型焊缝 的常见焊接缺陷有：裂纹、未焊透、未熔合、气孔和夹渣等，掌握这些缺陷的特点，是进行检 测试块方案设计的前提。
[0004] (1)裂纹：裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷，属于面状缺陷。它对T型接头在 常温下抗拉强度有很大的影响，这种影响会随着裂纹面积的增大而增大，并且裂纹尖端将 引起应力集中，导致T型接头在低应力下扩展破坏，裂纹可能产生在焊缝表面，形成表面裂 纹，也可能产生在焊缝中或热影响区，形成埋藏裂纹，一般来说，表面裂纹比埋藏裂纹的危 害性更大。按照裂纹的方向又可分为纵裂纹和横裂纹，纵裂纹与焊缝中心线平行，横裂纹与 焊缝中心线垂直。裂纹的长度长短不一，但一般都比较细。研究表明，在焊趾处最容易出现 裂纹。
[0005] (2)未焊透：未焊透是焊接接头根部未完全熔透的现象，它属于面状缺陷，降低了 焊缝的机械强度，在应力作用下，容易延伸为裂纹，导致T型接头破坏。如果是连续性的未 焊透，更是一种极危险的缺陷。未焊透主要产生在坡口的根部和坡口的钝边的边缘处。
[0006] (3)未熔合：未熔合实质上是一种虚焊，属于面状缺陷，使得焊缝的有效截面积减 少，在交变载荷的作用下，应力将会高度集中，使T型接头的机械强度降低，塑性降低，使得 焊缝开裂。焊接时，焊道和焊道之间、焊道和母材之间，未能完全熔化结合成一体。根据未 恪合的部位，可以分为：坡口未恪合、层间未恪合和根部未恪合。
[0007] (4)气孔：气孔属于体积型的缺陷，它是减少焊缝截面积的主要原因。它降低了焊 缝的机械性能，特别是冲击和弯曲的韧性，并且也破坏了焊缝金属的致密性。连续气孔会使 得焊缝的塑性降低40%~50%，是导致T型接头破坏的重要原因。在交变载荷下，焊缝的 疲劳强度下降很快。但是气孔没有尖锐的边缘，故不属于危险型缺陷，有些情况下有限的存 在是允许的，检测人员需要按照有关标准进行评定。气孔主要是焊接时熔池中的气泡在凝 固时未能逸出，而残留下来形成的，因此，气孔可能出现在焊缝的任何部位。
[0008] (5)夹渣：夹渣是焊接时熔池中的熔渣的上浮速度小于熔池中融化金属的凝固速 度，金属凝固时，熔渣未能浮出熔池而形成夹渣。它属于体积型的缺陷，其危害程度比面状 缺陷小。带有尖利边缘的夹渣，危害性比较大。夹渣的存在使得焊缝有效面积减少，降低了 焊缝的机械强度、韧性、塑性及耐腐蚀的能力。有交变载荷的作用时，易引起脆性断裂扩展， 降低疲劳极限，夹渣可能分布在焊缝中的任何部位。
[0009] 以上5种缺陷为T型焊缝的常见缺陷，掌握它们的产生原因、外形特征、最易出现 的位置、危害程度及评价标准等，对检测试块方案的设计具有很大重要的意义。
[【实用新型内容】]
[0010] 本实用新型是针对T型焊缝的特殊结构及T型焊缝常见的裂纹、未焊透、未熔合、 气孔和夹渣焊接缺陷，设计一种能模拟各种缺陷、并检测T型焊缝专用的标准试块。
[0011] 为了实现上述目的，设计一种T形焊缝试块，包括翼板和腹板，翼板与腹板夹角为 90°，翼板和腹板焊接形成焊缝和焊道，若干长横孔分别设置于焊缝两端，且孔径与孔深不 同，第一种槽型缺陷结构方向平行于焊道，且设置于焊缝焊道中间，第二种槽型缺陷结构方 向垂直于焊道，且设置于焊缝焊道中部，翼板两翼设有若干不同深度的平底孔。
[0012] 所述的翼板长、宽尺寸均为300mm，厚30mm。
[0013] 所述的腹板长为150mm，宽300mm，厚30mm。
[0014] 所述的长横孔为4个，分布于焊缝两端，孔径与孔深不同，分别为孔径Φ2、孔深 25mm的长横孔和孔径Φ3、孔深30mm的长横孔。
[0015] 所述的平底孔的孔径大小为Φ2或Φ3或Φ4πιπι。
[0016] 本实用新型同现有技术相比，其优点在于：Τ型焊缝试块在焊缝中设计了两种槽 型缺陷、长横孔和平底孔，分别模拟体积型缺陷、平面型缺陷与母材分层，长横孔模拟焊道 翼板侧未熔合或夹渣，第一种槽型缺陷模拟不同深度的裂纹类缺陷，第二种槽型缺陷模拟 焊道横向裂纹，翼板两翼上不同深度的平底孔实现对母材分层缺陷的定量检测，验证了超 声相控阵的检测效果，方便在检测中对探头位置和移动方向的把握。
[【附图说明】]
[0017] 图1是本实用新型中T型试块的正视图；
[0018] 图2是本实用新型中T型试块缺陷俯视图；
[0019] 图3是本实用新型中第一种槽型缺陷正视图；
[0020] 图4是本实用新型中第一种槽型缺陷俯视图；
[0021] 图5是本实用新型中第二种槽型缺陷正视图；
[0022] 图6是本实用新型中第二种槽型缺陷俯视图；
[0023] 图7是本实用新型中平底孔缺陷的正视图；
[0024] 图8是本实用新型中平底孔缺陷的俯视图；
[0025] 图中：1.翼板2.腹板3.长横孔4.第一种槽型缺陷5.第二种槽型缺陷6.平 底孔；
[0026] 指定图1作为本实用新型的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0027] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人 来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用 于限定本实用新型。
[0028] 本实用新型设计的T型焊缝试块如图1所示。该T型试块的尺寸为：翼板和腹板 尺寸分别为300 X 300 X 30和150 X 300 X 30,翼板和腹板垂直，呈90°。在该焊缝试块中设 计了三类人工缺陷：长横孔、槽和平底孔，分别模拟体积型缺陷，平面型缺陷与母材分层，缺 陷位置分布如图2所示，为了要验证超声相控阵的检测效果，试块设计了多个人工缺陷，可 以看出其设计的缺陷相对位置关系，方便在检测中对探头位置和移动方向的把握。其中，长 横孔4个，分布于焊缝两端，两端孔径与孔深不同，分别为Φ 2孔25mm和Φ 3孔30mm，位置 见图1与图2。由图1可见，长横孔位于焊道翼板侧，模拟焊道翼板侧未熔合或夹渣。
[0029] 对于槽型缺陷有两种类型：
[0030] (1)第一种槽型缺陷，其方向平行于焊道，且位置位于焊缝焊道中间，如图3、图4 所示。从图3中可以看出第一种槽型缺陷的位置和大小关系，位于焊道中间最容易产生裂 纹的部位，槽宽〇· 2mm，从图4中，可以观察出槽型缺陷有两个，长度均为15mm，槽深分别为 Imm和2mm，模拟不同深度的裂纹类缺陷。
[0031] (2)第二种槽型缺陷，其方向垂直于焊道，且位置位于焊缝焊道中部，缺陷类型模 拟焊道横向裂纹，从图5、图6中可以看出其长度为15mm，深度为2mm，槽型缺陷的宽度为 0. 2mm〇
[0032] 为了实现对母材分层缺陷的定量检测，试块设计了不同深度的平底孔，平底孔大 小为Φ2、Φ3和Φ4_。定量检测时，可利用平底孔制作纵波的距离-波幅曲线或实现TCG 调节，确定灵敏度，不同大小的平底孔位置分布与深度见图7及图8。
[0033] 表1试块缺陷特征表
[0035] 如上表1显示了各类人工缺陷的分类、尺寸及模拟缺陷的信息。
【主权项】
1. 一种T形焊缝试块，包括翼板和腹板，其特征在于翼板与腹板夹角为90°，翼板和腹 板焊接形成焊缝和焊道，若干长横孔分别设置于焊缝两端，且孔径与孔深不同，第一种槽型 缺陷结构方向平行于焊道，且设置于焊缝焊道中间，第二种槽型缺陷结构方向垂直于焊道， 且设置于焊缝焊道中部，翼板两翼设有若干不同深度的平底孔。2. 如权利要求1所述的一种T形焊缝试块，其特征在于所述的翼板长、宽尺寸均为 300mm，厚 30mm。3. 如权利要求1所述的一种T形焊缝试块，其特征在于所述的腹板长为150mm，宽 300mm，厚 30mm。4. 如权利要求1所述的一种T形焊缝试块，其特征在于所述的长横孔为4个，分布于焊 缝两端，孔径与孔深不同，分别为孔径(62、孔深25mm的长横孔和孔径(63、孔深30mm的长 横孔。5. 如权利要求1所述的一种T形焊缝试块，其特征在于所述的平底孔的孔径大小为 C>2 或 C>3 或 C>4mm〇
【专利摘要】本实用新型涉及工程施工技术领域，具体来说是一种用于模拟焊接过程中各种缺陷的T型焊缝试块，包括翼板和腹板，翼板与腹板夹角为90°，翼板和腹板焊接形成焊缝和焊道，若干长横孔分别设置于焊缝两端，且孔径与孔深不同，第一种槽型缺陷结构方向平行于焊道，且设置于焊缝焊道中间，第二种槽型缺陷结构方向垂直于焊道，且设置于焊缝焊道中部，翼板两翼设有不同深度的平底孔。本实用新型T型焊缝试块在焊缝中设计了两种槽型缺陷、长横孔和平底孔，分别模拟体积型缺陷、平面型缺陷与母材分层，验证了超声相控阵的检测效果，方便在检测中对探头位置和移动方向的把握。
【IPC分类】G01N29/30
【公开号】CN204989115
【申请号】CN201520780061
【发明人】左延田, 王继锋, 薛小龙, 刘晴岩, 宋盼, 薛利杰, 黄奕昶, 杨博
【申请人】上海市特种设备监督检验技术研究院
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月9日