,材料成型工程综合试验,
第五章 焊接产品质量检验
沈阳工业大学材料成型及控制工程专业
第一节 焊接产品质量检验的目的
1,对于生产厂家：把住产品质量关, 防止不合格的产品出厂 。
由于忽视焊接产品质量检验造成的事故屡见不鲜：
1978年 6月 28日, 上海某热电厂供热管道发生爆炸 。
原因：焊后检查不严, 未焊透深度达板厚的 80%。
1979年 10月 14日, 辽宁某化纤厂盛氮球罐水压试验时发生
爆裂 。
原因：竣工检查时漏检裂纹 。
2,对于用户：了解质量情况, 可以放心地使用 。
3,对于国家质检部门：进行质量认证和安全认证 。
第二节 焊接产品质量检验的内容
产品不同, 检验的内容也不相同, 例如, 船舶, 桥
梁, 锅炉, 压力容器, 建筑结构等均有区别 。
可以概括为以下几方面：
1,外观质量检查
? 检查产品和焊缝的外形尺寸；
? 检查焊缝表面缺陷 。
2,无损检测
? 检查焊缝内部缺陷 。
3,焊接接头力学性能试验
? 检查焊接接头的强度, 塑性, 韧度等 。
4,金相及断口检验
? 检查焊接接头各区域的金相组织和断口形貌；
? 检查焊接接头的内部缺陷 。
5,焊缝晶间腐蚀试验
? 检查不锈钢焊缝抵抗晶间腐蚀的能力 。
6,压力试验
（ 1） 耐压试验
检验产品承受工作静压力的能力 。 分类：
? 液压试验 （ 首选 ）
? 气压试验
（ 2） 气密性试验
检验产品的密封性 。
7,其它试验, 如抗疲劳试验, 耐磨试验等 。
第三节 压力容器焊接质量检验的内容和方法
一, 检验的内容
根据, 压力容器安全技术监察规程,, 包括以下四个方面：
（ 1） 外观质量检查
（ 2） 焊缝无损检测试验
（ 3） 焊接接头力学性能试验
（ 4） 压力试验
二, 检验的方法
（ 一 ） 外观质量检查
利用检验尺, 样板, 量规等检查外观尺寸；利用肉眼或放
大镜检查焊缝表面缺陷 。
要求：外观尺寸符合设计图样的规定；焊接接头无裂纹,
气孔, 未熔合, 未焊透, 咬边等, 焊缝与母材过渡圆滑 。
[未焊透 ]
[未熔合 ]
[咬边 ]
(二 ) 焊缝无损检测试验
1,焊缝无损检测的方法
可以分为两类：
? 焊缝内部缺陷检测方法：射线检测, 超声检测等；
? 焊缝外部缺陷检测方法：渗透检测, 磁粉检测等 。
射线检测按 GB — 3323,钢熔化焊对接接头射线照
相和质量分级, 中的规定进行；
超声检测按 JB — 1152,锅炉和压力容器对接焊缝
超声波探伤, 中的规定进行；
渗透检测按 GB150,钢制压力容器, 中的规定进行；
磁粉检测按 JB3965,钢制压力容器磁粉探伤, 中的
规定进行。
2,技术要求
（ 1） 射线检测
? 射线照相质量不应低于 AB级；
? GB 150,GB151等标准中要求进行 100%检测的压力容器的
对接焊缝不得低于 Ⅱ 级 ;；
? 除上述以外要求进行 100%检测和局部 （ 20%） 检测的压
力容器的对接焊缝不得低于 Ⅲ 级, 且无未焊透 。
（ 2） 超声检测
? GB150,GB151等标准中要求进行 100%检测的压力容器的
对接焊缝不得低于 Ⅰ 级；
? 除上述以外要求进行 100%检测和局部 （ 20%） 检测的压力
容器的对接焊缝不得低于 Ⅱ 级 。
（ 3） 渗透检测
没有任何裂纹, 成排气孔和分层, 并符合有关标准要求 。
（ 4） 磁粉检测
没有任何裂纹, 成排气孔和分层, 并符合有关标准要求 。
(三 ) 焊接接头力学性能试验
1,产品焊接试板的制备
(1),试板材质与产品相同；
(2),试板形状和尺寸
? 厚度：与焊件相同；
? 宽度,250～ 300mm；
? 长度：以够截取试样为准，舍弃长度：手工焊 ≥
30mm：自动焊 ≥ 40mm。
(3),焊接试板
在施工过程中, 采用与产品相同的焊接工艺焊接 。
(4),试板数量
按照, 规程, 的规定；有的按台, 有的按批 。
2,试验内容和方法
(1),拉伸试验
1） 试样尺寸和数量
数量,2个；
? 试样宽度 ≥ 25mm;
? 试样厚度：当试板厚 ≤ 30mm时，采用全板厚；
当试板厚 ≥ 30mm时，采用多片试样。
2）技术要求
抗拉强度不小于下列规定之一：
? 产品样图规定值；
? 钢材标准规定的最小抗拉强度；
? 不同强度钢材组成的接头中抗拉强度较小者。
(2),弯曲试验
1） 试样尺寸和数量：当 δ< 20mm时, 面弯 1个, 背弯 1个；
当 δ≥ 20mm时, 侧弯 2个 。
2) 技术要求：
在拉力机上冷压至规定的角度后, 在受拉面的任何方
向上没有长度大于 3mm的纵向裂纹或缺陷 。
(3),冲击试验
1） 试样位置和数量
一般只制取 3个焊缝冲击试样；当设计温度 ≤ -20℃
时, 还须做 3个 HAZ冲击试样 。
弯曲试验角度的规定
2） 技术要求
常温冲击功的平均值不低于 27J；低温冲
击功的平均值不低于下表值 。
单个值不小于规定值的 70%。
(四 ),压力试验
1,液压试验
一般采用水作为介质, 因此亦称为, 水压试验, 。
(1),试验前的准备
1） 必须先进行焊后热处理和其它所有试验,
且全部合格 。
2） 必须检查所用的设备, 仪器和防护措施,
且合格 。
(2),试验规范
1） 水温：碳素钢, 16MnR,15MnVR,不低于
5℃ ；其它低合金钢不低于 15℃ 。
2) 试验压力和保压时间：
试验压力的计算：
PT = ηP[σ]/[σ] t
式中 PT — 耐压试验压力,MPa ；
P — 压力容器的设计压力,MPa ；
η — 耐压试验压力系数，见下表；
[σ] — 试验温度下材料的许用压力,Mpa；
[σ] t — 设计温度下材料的许用压力,Mpa。
表中,P— 设计压力 （ MPa）；
低压,0.1≤P ＜ 1.6
中压,1.6≤Р ＜ 10
高压,10≤Р ＜ 100
超高压,Р≥100
(3),试验步骤
1） 将容器充满液体；
2） 当容器壁温与液体接近时, 缓慢升压至设计压力；
3） 确认无泄露后, 升压至试验压力, 保压 30min；
4） 降压至试验压力的 80%,保压足够的时间, 进行检查,
然后卸载 。
(4),技术要求
a.无泻漏； b.无可见异常变形； c.无异常响声。
动画
2,气压试验 （ 略 ）
3,气密性试验
(1),试验前的准备
1） 必须先进行耐压试验, 且合格；
2） 必须检查所用的设备, 仪器和防护措施, 且合格 。
(2),试验规范
1） 气温：碳素钢和低合金钢, 不低于 5℃ ；
其它按设计图样规定 。
2） 试验压力和保压时间：试验压力等于设计压力 。
(3),试验步骤
1） 缓慢升压至试验压力, 保压 30min；
2） 对所有焊缝和连接部位进行泄漏检查,
然后卸载 。
(4),技术要求：无泄漏 。
第四节 焊接产品质量检验工程应用实例
—— 中间冷却器焊接质量检验（自学）
,焊接工艺过程综合试验, 第二阶段实验对象
简介
（ 一 ） 焊接产品名称：储液压力容器
（ 二 ） 材质,18MnMoNb
（ 三 ） 设计压力,3.6MPa
（ 四 ） 介质：水
（ 五 ） 工作温度：常温
（ 六 ） 焊接方法：焊条电弧焊
（ 七 ） 结构形式和筒节环, 纵缝坡口：如图所示 。
下一阶段要求：
（ 1）通过金属焊接性实验，拟定焊接工艺；
（ 2）进行焊件失效分析实验，确定裂纹种类；
（ 3）对焊成的储液压力容器进行焊接产品质量检验。
第五章 焊接产品质量检验
沈阳工业大学材料成型及控制工程专业
第一节 焊接产品质量检验的目的
1,对于生产厂家：把住产品质量关, 防止不合格的产品出厂 。
由于忽视焊接产品质量检验造成的事故屡见不鲜：
1978年 6月 28日, 上海某热电厂供热管道发生爆炸 。
原因：焊后检查不严, 未焊透深度达板厚的 80%。
1979年 10月 14日, 辽宁某化纤厂盛氮球罐水压试验时发生
爆裂 。
原因：竣工检查时漏检裂纹 。
2,对于用户：了解质量情况, 可以放心地使用 。
3,对于国家质检部门：进行质量认证和安全认证 。
第二节 焊接产品质量检验的内容
产品不同, 检验的内容也不相同, 例如, 船舶, 桥
梁, 锅炉, 压力容器, 建筑结构等均有区别 。
可以概括为以下几方面：
1,外观质量检查
? 检查产品和焊缝的外形尺寸；
? 检查焊缝表面缺陷 。
2,无损检测
? 检查焊缝内部缺陷 。
3,焊接接头力学性能试验
? 检查焊接接头的强度, 塑性, 韧度等 。
4,金相及断口检验
? 检查焊接接头各区域的金相组织和断口形貌；
? 检查焊接接头的内部缺陷 。
5,焊缝晶间腐蚀试验
? 检查不锈钢焊缝抵抗晶间腐蚀的能力 。
6,压力试验
（ 1） 耐压试验
检验产品承受工作静压力的能力 。 分类：
? 液压试验 （ 首选 ）
? 气压试验
（ 2） 气密性试验
检验产品的密封性 。
7,其它试验, 如抗疲劳试验, 耐磨试验等 。
第三节 压力容器焊接质量检验的内容和方法
一, 检验的内容
根据, 压力容器安全技术监察规程,, 包括以下四个方面：
（ 1） 外观质量检查
（ 2） 焊缝无损检测试验
（ 3） 焊接接头力学性能试验
（ 4） 压力试验
二, 检验的方法
（ 一 ） 外观质量检查
利用检验尺, 样板, 量规等检查外观尺寸；利用肉眼或放
大镜检查焊缝表面缺陷 。
要求：外观尺寸符合设计图样的规定；焊接接头无裂纹,
气孔, 未熔合, 未焊透, 咬边等, 焊缝与母材过渡圆滑 。
[未焊透 ]
[未熔合 ]
[咬边 ]
(二 ) 焊缝无损检测试验
1,焊缝无损检测的方法
可以分为两类：
? 焊缝内部缺陷检测方法：射线检测, 超声检测等；
? 焊缝外部缺陷检测方法：渗透检测, 磁粉检测等 。
射线检测按 GB — 3323,钢熔化焊对接接头射线照
相和质量分级, 中的规定进行；
超声检测按 JB — 1152,锅炉和压力容器对接焊缝
超声波探伤, 中的规定进行；
渗透检测按 GB150,钢制压力容器, 中的规定进行；
磁粉检测按 JB3965,钢制压力容器磁粉探伤, 中的
规定进行。
2,技术要求
（ 1） 射线检测
? 射线照相质量不应低于 AB级；
? GB 150,GB151等标准中要求进行 100%检测的压力容器的
对接焊缝不得低于 Ⅱ 级 ;；
? 除上述以外要求进行 100%检测和局部 （ 20%） 检测的压
力容器的对接焊缝不得低于 Ⅲ 级, 且无未焊透 。
（ 2） 超声检测
? GB150,GB151等标准中要求进行 100%检测的压力容器的
对接焊缝不得低于 Ⅰ 级；
? 除上述以外要求进行 100%检测和局部 （ 20%） 检测的压力
容器的对接焊缝不得低于 Ⅱ 级 。
（ 3） 渗透检测
没有任何裂纹, 成排气孔和分层, 并符合有关标准要求 。
（ 4） 磁粉检测
没有任何裂纹, 成排气孔和分层, 并符合有关标准要求 。
(三 ) 焊接接头力学性能试验
1,产品焊接试板的制备
(1),试板材质与产品相同；
(2),试板形状和尺寸
? 厚度：与焊件相同；
? 宽度,250～ 300mm；
? 长度：以够截取试样为准，舍弃长度：手工焊 ≥
30mm：自动焊 ≥ 40mm。
(3),焊接试板
在施工过程中, 采用与产品相同的焊接工艺焊接 。
(4),试板数量
按照, 规程, 的规定；有的按台, 有的按批 。
2,试验内容和方法
(1),拉伸试验
1） 试样尺寸和数量
数量,2个；
? 试样宽度 ≥ 25mm;
? 试样厚度：当试板厚 ≤ 30mm时，采用全板厚；
当试板厚 ≥ 30mm时，采用多片试样。
2）技术要求
抗拉强度不小于下列规定之一：
? 产品样图规定值；
? 钢材标准规定的最小抗拉强度；
? 不同强度钢材组成的接头中抗拉强度较小者。
(2),弯曲试验
1） 试样尺寸和数量：当 δ< 20mm时, 面弯 1个, 背弯 1个；
当 δ≥ 20mm时, 侧弯 2个 。
2) 技术要求：
在拉力机上冷压至规定的角度后, 在受拉面的任何方
向上没有长度大于 3mm的纵向裂纹或缺陷 。
(3),冲击试验
1） 试样位置和数量
一般只制取 3个焊缝冲击试样；当设计温度 ≤ -20℃
时, 还须做 3个 HAZ冲击试样 。
弯曲试验角度的规定
2） 技术要求
常温冲击功的平均值不低于 27J；低温冲
击功的平均值不低于下表值 。
单个值不小于规定值的 70%。
(四 ),压力试验
1,液压试验
一般采用水作为介质, 因此亦称为, 水压试验, 。
(1),试验前的准备
1） 必须先进行焊后热处理和其它所有试验,
且全部合格 。
2） 必须检查所用的设备, 仪器和防护措施,
且合格 。
(2),试验规范
1） 水温：碳素钢, 16MnR,15MnVR,不低于
5℃ ；其它低合金钢不低于 15℃ 。
2) 试验压力和保压时间：
试验压力的计算：
PT = ηP[σ]/[σ] t
式中 PT — 耐压试验压力,MPa ；
P — 压力容器的设计压力,MPa ；
η — 耐压试验压力系数，见下表；
[σ] — 试验温度下材料的许用压力,Mpa；
[σ] t — 设计温度下材料的许用压力,Mpa。
表中,P— 设计压力 （ MPa）；
低压,0.1≤P ＜ 1.6
中压,1.6≤Р ＜ 10
高压,10≤Р ＜ 100
超高压,Р≥100
(3),试验步骤
1） 将容器充满液体；
2） 当容器壁温与液体接近时, 缓慢升压至设计压力；
3） 确认无泄露后, 升压至试验压力, 保压 30min；
4） 降压至试验压力的 80%,保压足够的时间, 进行检查,
然后卸载 。
(4),技术要求
a.无泻漏； b.无可见异常变形； c.无异常响声。
动画
2,气压试验 （ 略 ）
3,气密性试验
(1),试验前的准备
1） 必须先进行耐压试验, 且合格；
2） 必须检查所用的设备, 仪器和防护措施, 且合格 。
(2),试验规范
1） 气温：碳素钢和低合金钢, 不低于 5℃ ；
其它按设计图样规定 。
2） 试验压力和保压时间：试验压力等于设计压力 。
(3),试验步骤
1） 缓慢升压至试验压力, 保压 30min；
2） 对所有焊缝和连接部位进行泄漏检查,
然后卸载 。
(4),技术要求：无泄漏 。
第四节 焊接产品质量检验工程应用实例
—— 中间冷却器焊接质量检验（自学）
,焊接工艺过程综合试验, 第二阶段实验对象
简介
（ 一 ） 焊接产品名称：储液压力容器
（ 二 ） 材质,18MnMoNb
（ 三 ） 设计压力,3.6MPa
（ 四 ） 介质：水
（ 五 ） 工作温度：常温
（ 六 ） 焊接方法：焊条电弧焊
（ 七 ） 结构形式和筒节环, 纵缝坡口：如图所示 。
下一阶段要求：
（ 1）通过金属焊接性实验，拟定焊接工艺；
（ 2）进行焊件失效分析实验，确定裂纹种类；
（ 3）对焊成的储液压力容器进行焊接产品质量检验。
