拉伸測試有助于確保焊縫滿足所需的強度和延展性水平。
出于多種原因,填充金屬制造商對其許多產品進行拉伸測試。像許多最終用戶一樣,他們可能會執行拉伸測試以幫助監控過程質量。這些制造商還使用拉伸測試來確定和維護產品分類以及美國焊接協會 (AWS) 或美國船級社 (ABS) 等機構的批準。拉伸測試的結果通常可在填充金屬數據表中獲得,這些值對于確定產品是否適合應用至關重要。
最終用戶也可以執行或外包他們自己的拉伸測試。當公司需要遵循焊接規范時,對于結構或壓力容器制造等應用,抗拉強度測試通常是焊接程序附帶的程序資格記錄 (PQR) 的重要組成部分。即使在未按照規范焊接的應用中,公司也經常進行拉伸測試,以評估所生產的焊縫是否能夠為特定應用提供足夠的強度。
什么是抗拉強度測試?
拉伸測試是一種破壞性測試方法,在測試焊接性能時會提前進行。這種易于執行的評估提供了大量信息,這些信息對于為應用選擇最佳填充金屬至關重要。
指定尺寸的樣品在拉伸下加載直至失效點。將樣件拉開以了解焊縫的強度、延展性和其他特性。測試設備計算并顯示極限拉伸強度 [失效前承受的最大應力,單位為磅/平方英寸 (psi) 或兆帕 (MPa)、屈服強度(發生塑性變形的應力,單位為 psi 或 MPa)和伸長率百分比樣品的。
該過程包括創建焊接測試板、加工該板以生產適當尺寸的測試樣本、進行測試然后分析結果。不同的母材、接頭設計和焊接參數會導致機械性能顯著不同,即使使用相同的填充金屬也是如此。出于這個原因,填充金屬制造商和公司根據控制所有這些因素的規范測試板材。
三種最常用的拉伸試驗類型是:
全焊縫金屬測試 ——這涉及僅測試樣品焊接試板的焊縫金屬。它是填充金屬和某些程序鑒定過程中的標準測試。請注意,所有焊接金屬拉伸鋼筋可能包含已被母材稀釋的焊縫區域;它可能不適用于所有焊接接頭配置。
橫向拉伸測試— 在此過程中,從板的橫向軸線(垂直于焊縫軸線)抽出一根拉伸桿。結果,焊縫金屬和母材都進行了測試,捕獲了兩者之間的相互作用。這是一個試金石:如果故障發生在母材金屬上,則可以確定焊縫金屬比母材金屬強度更高,反之亦然。但是,這種類型的測試存在局限性。可以高精度地提取極限抗拉強度,但不能提取屈服強度或伸長率(延展性的衡量標準)。
縱向拉伸測試- 此示例配置涉及測試沿焊縫縱軸提取的樣本。根據接頭設計,縱向拉伸桿可能包含母材金屬和焊縫金屬。
所遵循的規范規定了特定應用所需的拉伸測試類型。例如,用于抗震應用的焊縫通常比根據AWS D1.1/D1.1M:結構焊接規范 - 鋼制成的普通焊縫具有更嚴格的拉伸測試要求(附加樣品要求) 。在進行任何類型的拉伸測試之前始終檢查代碼要求以確保合規性非常重要。
但是,有些零件是根據屈服強度設計的,當零件不能永久改變尺寸時使用屈服強度。其中一個例子是機械部件或石油和天然氣輸送管道部件。以屈服強度為重點設計的零件通常不會達到零件永久變形的程度,這可能會阻止零件按預期運行。
根據屈服強度進行設計時,請考慮進行提供屈服強度數值的拉伸試驗。與橫向拉伸試驗相比,全焊縫金屬試驗將為您提供有關零件的更完整信息。