中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率JB/T604492側(cè)槽試驗(yàn)方法1主題內(nèi)賽與適用范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定焊接接頭疲勞裂紋擴(kuò)展速率的側(cè)槽試驗(yàn)方法本標(biāo)準(zhǔn)適用于室溫(15~35℃)及大氣環(huán)擔(dān)下測定金屬材料熔化焊焊接接頭(母材、焊縫金盾及熱影啊區(qū))大于105mm/周的恒幅循環(huán)載荷下的側(cè)槽試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展速率。在非室沮、非大氣環(huán)境下的焊撼接頭側(cè)槽試樣的勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn),亦可鑫照本方法。2引用標(biāo)準(zhǔn)GB9447焊接接頭菠勞裂紋擴(kuò)晨速率試驗(yàn)方法3術(shù)語及代號3.1側(cè)植沿試樣裂紋擴(kuò)展方向開的,側(cè)槽分為通和半通槽。3.2通植通整個(gè)試樣幾何中心線的側(cè)。因?yàn)樗鼘α鸭y擴(kuò)展的約束是兩個(gè)方向也可稱為二維梢。3.3半遁機(jī)未貫通的側(cè)檜。因?yàn)樗鼘α鸭y擴(kuò)展的約束是三個(gè)方向,也可稱為三維柏。3.4福長W。始于施力點(diǎn)中心線,沿裂紋擴(kuò)展方向的槽長。對于通槽試樣槽長W。應(yīng)與試樣寬度W相等35梢寬E垂直側(cè)植軸向的試樣表面的箱口寬度。3.6梢深H試樣表面到側(cè)底的深度。3.7剌梢弧度R試樣側(cè)根部園弧半徑。4試件與試樣4.1試件的制備4.1.1在用于焊接材料的選擇和評定焊接工藝時(shí),試樣制備的原始條件必須有可比性。4.1.2在用于估算焊接結(jié)構(gòu)壽命時(shí)試件必須從真實(shí)構(gòu)件上截取如果需要用爆接試件代,應(yīng)保持試件和構(gòu)件的材料、焊接工藝條件、乳制方向條件一致。4.2試樣421裂紋擴(kuò)展速率da/dN標(biāo)準(zhǔn)CT(緊湊拉伸)側(cè)神試樣如圖1。它是為測定焊縫金屬裂紋擴(kuò)展速率中華人民共和國機(jī)械電子工業(yè)部1992-0505批準(zhǔn)1993-07-01實(shí)施290JB/T6044-92的一種通相試樣;如果測熱影響區(qū)或接頭的其他部位的da/dN時(shí),試樣的測被應(yīng)開在所測的相應(yīng)部位其余40.25WD聽502w+0.005WW士0.01WW-W1.25W土00W⊥.002wABIHB002w注:焊接整頭其他區(qū)域可參風(fēng)。圖1da/dN標(biāo)準(zhǔn)CT側(cè)槽試樣圖4.2.2采用其他型式的試樣時(shí)[如附錄A(參考件)中A1的試樣],必須有合適的開柏方法和對應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子標(biāo)定。J/6044-924.3試樣尺寸4.3.1除側(cè)槽外的其他試樣尺寸按GB9447規(guī)定4.3.2側(cè)的幾何尺寸是指槁長、槁寬、槁深和側(cè)植弧度,原則上取決于K因子標(biāo)定,見7.2.2條。附錄A給出的一種試樣的具體尺寸可供參考。44試樣側(cè)槽的制備4.4.1用金相腐蝕劑將被測焊道腐蝕,使焊道輪廓清楚地顯示出來。44.2應(yīng)保證槽根跡線為處于焊接接頭被測部分(焊縫中心熔合區(qū)、熱影響區(qū)等)的一條直線。4.4.3可以采用任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工方法開植,但必須保證側(cè)搞的精度和表面粗糙度。要求機(jī)被加工切痕必須垂直于裂紋擴(kuò)展線4.4.4為確保槽本身的粗槌度,建議使用附錄B(參考件)的打磨側(cè)槽的工具4.5試樣的殘余應(yīng)力4.5.1試樣設(shè)計(jì)和加工應(yīng)盡量減少殘余應(yīng)力影響焊接緒構(gòu)殘余應(yīng)力的影響在缺陷容限分析和壽命估算中考慮。4.5.2為減少殘余應(yīng)力影響,可選擇厚寬比(B/W)小的試樣,5疲勞試驗(yàn)機(jī)及夾具5.1疲勞試驗(yàn)機(jī)5.1.1試驗(yàn)允許在不同類型的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,但需保證試驗(yàn)上下加載點(diǎn)連線同槽根跡線垂直。51.2在靜態(tài)下校正載荷,其誤差不超過士1%示值波動度不超過1%;在動載下校正載荷,其誤差不超過士3%。5.1.3帶有準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)裝置,計(jì)數(shù)器上可加計(jì)時(shí)器用以校正計(jì)數(shù)器。如計(jì)數(shù)器需放大,應(yīng)注意誤差(誤差值取決于設(shè)計(jì)要求)。5.2夾具CT試樣的加載裝置——U型夾具可參考圖2設(shè)計(jì)。夾具材料的屈服強(qiáng)度應(yīng)大于試樣材料最高屈服強(qiáng)度的2倍,銷釘與銷孔間隙的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使摩擦減至最小,加載銷上應(yīng)涂上潤滑劑U型夾具和銷軸的比例、公差均應(yīng)符合圖2要求。6武驗(yàn)程序6.1試驗(yàn)前的準(zhǔn)備6.1.1試樣測量試驗(yàn)前應(yīng)用精度為001mm的量具在試樣的平板部分和側(cè)神根部部分各三個(gè)位置測量試樣厚度B及B2值,取平均值。用精度不低于0.001W的量具測量試樣寬度、側(cè)槽寬度。用精度為0.01mm的量具,在側(cè)櫝槽心三個(gè)位置測深H,取平均值6.1.2試驗(yàn)前應(yīng)對切口和側(cè)槽進(jìn)行清理。6.2預(yù)制疲勞裂紋及疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)6.2.1預(yù)制疲勞裂紋預(yù)制疲勞裂紋的長度、施加載荷以及試驗(yàn)機(jī)頻率應(yīng)符合GB9447規(guī)定。6.2.2疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)疲勞裂紋長度的測量要求、長度測量精度的要求和裂紋測量間距的要求,以及試驗(yàn)中斷的要求,均應(yīng)符合GB9447規(guī)定。6.2.3試樣的數(shù)量通常每組應(yīng)保證有兩塊裂紋擴(kuò)展區(qū)域相同的試樣。292JB/T6044—92M0.35WL1 O.05[A-DA0.41.05B0.1W0.4W0.1W≥2B0.05(a)U型夾具40.25W2X4522Bb)銷軸圖2CT試樣的U型銷孔夾具7試驗(yàn)結(jié)果的處理7.1斷口的檢查和裂紋曲率修正7.1.1試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行金相檢查,記錄裂紋面所在區(qū)域。7.1.2在斷口觀察中,如果發(fā)現(xiàn)宏觀可見的氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、裂紋等焊接缺陷時(shí),在缺陷周圉部分的裂紋護(hù)展速率試驗(yàn)數(shù)據(jù)無效。7.1.3如必須采用曲率修正,應(yīng)執(zhí)行G迅B947規(guī)定。7.2應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍△K的計(jì)算7.2.1標(biāo)準(zhǔn)平板CT試樣△K=-P(2+a)×(0.86+4.64a-13.322+14.72-5.6)1)B√w(1-a)3a≥0.2上述關(guān)系式有效式中:a=a/W293J/T6044—92W——試樣寬度,mmB—試樣厚度,mm7.2.2標(biāo)準(zhǔn)側(cè)槽CT試樣用平板標(biāo)準(zhǔn)CT試樣的da/dN關(guān)系標(biāo)定(da/dN)x=m(da/dN)A(2)式中:m、B—試驗(yàn)常數(shù);m、是由平板和側(cè)槽裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)的對比結(jié)果在雙對數(shù)坐標(biāo)上的截距和斜率?；蛘邞?yīng)有適當(dāng)?shù)摩因子標(biāo)定(例如附錄A)。da/dN中△K的關(guān)系用常用的pri公式[式(3)]計(jì)算:da/dN=C(AK)(3)式中;c、n—試驗(yàn)常數(shù)。7.3數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)梢CT試樣要求:W-a≥4/t(Kmx/on(4)7.4數(shù)據(jù)處理程序在符合精度要求的條件下,可按GB9447規(guī)定。8試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容:8.1試樣在焊接接頭中取樣的方位,側(cè)槽的方位。如焊接接頭是從焊接結(jié)構(gòu)中取出,需給出其在結(jié)構(gòu)中的方位并給出取樣圖8.2應(yīng)給出熔敷金屬和母材的常規(guī)力學(xué)性能、構(gòu)件和試件的熱處理規(guī)范和焊接參數(shù)。8.3試件的幾何參數(shù)。試件中焊道的位量,包括焊道的寬度、厚度以及宏觀形狀,畫出詳圖。8.4試驗(yàn)機(jī)型號,測量裂紋長度裝置和精度,加載變量,包括載荷范圍△P,載荷比R、加載頻率和波形8.5環(huán)境影響參數(shù),包括溫度、環(huán)境介質(zhì)、相對濕度以及整個(gè)試驗(yàn)期間各參數(shù)的最大偏差。86數(shù)據(jù)處理方法包括疲勞裂紋是否曲率修正,確定da/dN和△K,以及da/dN和△K關(guān)系與所用計(jì)算程序。當(dāng)載荷比小于零時(shí),應(yīng)說明計(jì)算最小應(yīng)力強(qiáng)度因子Km的方法。8.7標(biāo)準(zhǔn)CT側(cè)植試樣的△K因子標(biāo)定結(jié)果,或者同平板標(biāo)準(zhǔn)CT試樣的da/dN關(guān)系標(biāo)定結(jié)果。8.8試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)列成圖表。在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上給出(da/dN)△K曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí),為更好的比較數(shù)據(jù),可使橫坐標(biāo)(og△K)尺寸為縱坐標(biāo)[lg(da/dN)尺寸的2~3倍。8.9任何引起反常數(shù)據(jù)現(xiàn)象需說明。294JB/T6044—92附錄A魯考試排(參考件)A1參考試樣1參考試樣1的應(yīng)力強(qiáng)度因子標(biāo)定按式(A1),試樣尺寸見圖A1。K=≌ae√a…………………………………(A1)√BBnW式中:試驗(yàn)常數(shù)c=38;W幾何參數(shù)B=10B1=B-2H=6.3;WW?！闫溆?2—412VABBYESHEBBY BBEW95I12E圖A1參考試樣1A2參考試樣2參考試樣2的應(yīng)力強(qiáng)度因子標(biāo)定按式(A2),試樣尺寸見圖A2?！鱇=—△P(2+a)×(0.886+4.64-13.322+14,722-5.6a)(A2)Bn√W(1-a)312式中;a=a/W;Bn=6.3295JB/T6044-92242t8°其余AIp.1AH■■礦·■■》■62.5±0.5圖A2參考試樣2標(biāo)準(zhǔn)CT側(cè)梢試樣圖296JB/T6044-92附錄側(cè)加工磨具形式(參考件)l~2圖B1側(cè)槽加工磨具示意圖注:尺寸與側(cè)弧度配合。附加說明:本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械電子工業(yè)部哈爾濱焊接研究所提出并歸口。本標(biāo)推由哈爾濱焊接研究所負(fù)責(zé)起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人張寶昌、焦偉。297