可焊性试验

冶金学术语

可焊性试验是指某种钢用焊接方法进行焊接时，检测其是否能获得无缺陷的、令人满意的焊缝，以及焊接接头的性能是否能满足使用性能要求的过程。

目的

(一)比较钢材的焊接性能，做选择焊接工艺的参考；

(二)采用不同刚性的可焊性试验，用以确定钢材在不同结构型式下（刚性不同），产生裂纹的可能性，

(三)选择合适的焊条；

(四)采用模拟的可焊性试验法，用以确定材料在某种结构型式下的焊接性能。

内容

从获得完整的、具有一定使用性能的焊接接头出发，可焊性试验主要有以下几种：

1．焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力

熔池金属在结晶时，由于化学反应和有害元素的存在且受到大的拉伸应力作用，有可能发生热裂纹，这是焊接时常见的严重缺陷，所以焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力常被当做衡量可焊性的重要标志之一。

2．焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力

在焊接热循环的作用下，焊缝及热影响区金属由于组织、性能发生变化和内应力的聚集作用，再加上扩散氢的影响，有可能发生冷裂纹，这也是一种常见的严重缺陷，所以焊缝金属抵抗产生冷裂纹的能力也是衡量可焊性的重要指标之一。

3．焊接接头金属抗脆性转变能力

由于焊接时的冶金反应、热循环、结晶过程和冷却作用，焊接接头的某一部分或整体可能发生脆化，尤其是在低温条件下使用的结构更明显。所以接头金属抗脆性转变能力往往也是衡量可焊性的一项指标。

4．焊接接头的使用性能

焊接接头的使用性能包括力学性能和产品要求的其它性能，如不锈钢的耐腐蚀性、低温钢的抗低温冲击韧性、耐热钢的蠕变强度、铸铁的可加工性等。

此外，为一些在特定的条件下使用的产品，还制定了专门的可焊性试验方法，如厚板焊接时的层状撕裂试验，铝合金的铸环试验等。

选择原则

(1)试验结果应能说明生产、科研中的实际问题。例如裂纹试验时的试验方法、试验材料、结构型式、焊接方法及规范等条件应尽量接近实际焊接时的条件，只有这样才能找出防止裂纹的必要条件，指明生产、科研中应采取的措施和方法。

(2)试验结果尽量不受或少受人为因素的影响，试验结果还应具有较好的再现性。

(3)消耗材料少，加工容易，试验过程短，试验容易方便。

方法分类

可焊性的试验方法很多，根据试验进行方法的不同，可焊性试验可以分为模拟性的和实际焊接的两大类。模拟性可焊性试验是对金属试样模仿焊接特点加热冷却，有时还施加一定的拉伸应力来观察金属的变化，这对评估焊缝和热影响区各部位金属在焊接时可能出现的问题是有一定意义的。但模拟与实际焊接总会存在一定的差异，因为不均匀组织、残余应力、吸氢等的影响都很大。实际焊接的可焊性试验则是通过在一定条件下进行焊接的办法来观察可能出现的问题。两者相比，实际焊接的可焊性试验更接近生产实践。除了进行试验之外，还有从理论分析来评价可焊性的方法，如用母材化学成分来估计冷裂纹倾向以及需要的预热温度的碳当量法、冷裂纹敏感系数法等。一般情况下，理论估算可焊性和实际试验可焊性同时进行。

按照不同目的，可焊性试验方法主要包括下列各项：

1．对母材进行的试验

(1)母材化学成分分析。

(2)母材力学性能试验。除常规的拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验外，有时根据产品特点还要做低温冲击、时效冲击、疲劳试验、蠕变试验等。

(3)母材断裂韧性试验。这是为了分析结构在使用时的脆断倾向所需要做的试验。

(4)母材的原材料缺陷检验。例如检验母材分层和硫化物夹杂等。

2．对焊接接头进行的试验

(1)焊缝金属化学成分分析。

(2)焊接接头的力学性能试验。这包括焊缝金属本身和焊接接头整体的力学性能试验，具体项目与母材力学性能试验相似。

(3)焊接接头断裂韧性试验。

(4)焊接接头的抗裂试验。这是可焊性试验项目中最重要的项目。抗裂试验可以用来确定母材及焊接材料的裂纹倾向，达到正确选择母材及焊接材料的目的。它可以用来选择正确的焊接方法和工艺措施。

(5)焊接接头的探伤及其它使用性能的试验。