CN116312126A - 焊接缺陷试板及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接缺陷测试技术领域，提供了一种焊接缺陷试板及制作方法两个拼装板沿其宽度方向间隔设置且通过焊接固定；焊缝沿拼装板的长度方向延伸，包括第一焊缝和第二焊缝，第一焊缝与第二焊缝沿拼装板的厚度方向间隔设置，第一焊缝包括裂纹区，未熔合区和连接区；于裂纹区，第一焊缝沿长度方向设置有裂纹，且裂纹沿拼装板的厚度方向贯穿第一焊缝；于未熔合区，沿拼装板的厚度方向，第一焊缝包括第一填充层和第二填充层，第一填充层设置有标记划痕，第二填充层覆盖于第一填充层表面；于连接区，第一焊缝连接两个拼装板。裂纹缺陷以及未熔合缺陷集中体现在焊接缺陷试板中，可用于UT超声波无损探伤检测人员培训和考试、技能竞赛中。

Description

焊接缺陷试板及制作方法

技术领域

本发明涉及焊接缺陷测试技术领域，尤其涉及一种焊接缺陷试板及制作方法。

背景技术

焊接，是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。由于其节省金属材料，结构质量轻，且焊接接头具有良好的力学性能和密封性，使得焊接技术在机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等领域应用十分广泛。

在焊接过程中，焊接接头部位会出现各种各样的焊接缺陷，其中裂纹和未熔合属于面型缺陷，也是对焊接可靠性影响最大的两个焊接缺陷。其中，裂纹是焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙，其带来的危害是灾难性的，据统计世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。另外，未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。

因此在焊接过程中，一旦出现裂纹缺陷或是未熔合缺陷，都需要操作人员及时对缺陷位置进行返工维修，但两种缺陷在形状上相像和类似，在UT超声波无损检测中区分有较大难度，经常导致无损探伤检测人员辨识错误，需要大量的经验累积和数据分析，给无损检测人员辨别焊接缺陷造成了极大的影响。

因此，亟需一种焊接缺陷试板及制作方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种焊接缺陷试板及制作方法，能够将焊接过程中可能出现的裂纹缺陷以及未熔合缺陷，集中体现在焊接缺陷试板中。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

焊接缺陷试板，包括：

两个拼装板，两个上述拼装板沿其宽度方向间隔设置且通过焊接固定；

焊缝，上述焊缝沿上述拼装板的长度方向延伸，包括第一焊缝，上述第一焊缝包括裂纹区、未熔合区和连接区；

于上述裂纹区，上述第一焊缝沿长度方向设置有裂纹，且上述裂纹沿上述拼装板的厚度方向贯穿上述第一焊缝；

于上述未熔合区，沿上述拼装板的厚度方向，上述第一焊缝包括第一填充层和第二填充层，上述第一填充层设置有标记划痕，上述第二填充层覆盖于上述第一填充层表面；

于上述连接区，上述第一焊缝连接两个上述拼装板。

作为上述焊接缺陷试板的一种优选技术方案，上述焊缝还包括第二焊缝，上述第二焊缝与上述第一焊缝沿上述拼装板的厚度方向间隔设置，上述第二焊缝沿上述拼装板的长度方向连接两个上述拼装板。

作为上述焊接缺陷试板的一种优选技术方案，两个上述拼装板相邻的一侧端面开设有X型坡口。

作为上述焊接缺陷试板的一种优选技术方案，上述X型坡口包括正面坡口和背面坡口，上述正面坡口与上述背面坡口沿上述拼装板的宽度方向相背设置，上述第一焊缝形成于上述正面坡口，上述第二焊缝形成于上述背面坡口，上述正面坡口的尺寸为上述拼装板厚度的3/4，上述背面坡口的尺寸为上述拼装板厚度的1/4。

作为上述焊接缺陷试板的一种优选技术方案，上述正面坡口和上述背面坡口的开设角度均在30°至50°之间开设。

作为上述焊接缺陷试板的一种优选技术方案，两个上述拼装板的根部间隙为3mm-4mm。

作为上述焊接缺陷试板的一种优选技术方案，上述焊缝包括两个上述裂纹区和两个上述未熔合区，且沿上述焊缝的长度方向，上述裂纹区与上述未熔合区交替设置。

还提供了制作方法，用于制作权利要求4上述的焊接缺陷试板，包括：

S1.两个上述拼装板沿其宽度方向间隔放置，预留根部间隙3mm-4mm，在上述拼装板的长度方向的两端分别安装引弧焊板，进行定位点固焊；

S2.沿上述拼装板的长度方向标注上述未熔合区和上述裂纹区各两处；

S3.于两个上述拼装板的正面坡口，在上述裂纹区内进行焊接，形成上述第一焊缝，待其冷却后，对上述拼装板施加载荷将两个上述拼装板于上述第一焊缝处折断；

S4.将两个上述拼装板重新按照上述S1进行固定后，对除上述裂纹区以外的上述第一焊缝区域进行打底焊以及上述第一填充层的焊接；

S5.于上述未熔合区，在上述第一填充层上设置上述标记划痕，并在上述第一填充层上焊接上述第二填充层；

S6.于上述连接区，对上述第一焊缝进行打磨，并完成盖面层焊接；

S7.对两个上述拼装板的上述背面坡口的根部进行打磨，并完成上述第二焊缝的焊接；

S8.将上述焊接缺陷试板进行RT无损探伤检测，保存X光底片并标注出上述裂纹区和上述未熔合区位置，用于UT超声波无损检测。

作为上述制作方法的一种优选技术方案，上述第一焊缝和/或上述第二焊缝采用CO2气体保护焊药芯焊丝法焊接于两个上述拼装板之间。

作为上述制作方法的一种优选技术方案，上述未熔合区的打底焊采用单面焊接双面成型的焊接工艺。

本发明有益效果：

本发明提供了一种焊接缺陷试板，包括两个拼装板以及焊缝。其中，两个拼装板沿其宽度方向间隔设置且通过焊接固定；焊缝沿拼装板的长度方向延伸，包括第一焊缝，第一焊缝包括裂纹区、未熔合区和连接区；于裂纹区，第一焊缝沿长度方向设置有裂纹，且裂纹沿拼装板的厚度方向贯穿第一焊缝；于未熔合区，沿拼装板的厚度方向，第一焊缝包括第一填充层和第二填充层，第一填充层设置有标记划痕，第二填充层覆盖于第一填充层表面；于连接区，第一焊缝连接两个拼装板。

焊接缺陷试板是由两个拼装板焊接固定形成，两个拼装板沿其宽度方向间隔设置，两个拼装板之间沿其长度方向形成预留根部间隙，于拼装板厚度方向的一端端面对根部间隙进行焊接，形成第一焊缝，第一焊缝沿其长度方向分布有裂纹区、未熔合区和连接区，其中，裂纹区的第一焊缝设置有裂纹，在裂纹区形成焊接过程中常会出现的裂纹缺陷，未熔合区的第一填充层和第二填充层之间设置有标记划痕，且标价划痕被第二填充层覆盖，以形成未熔合焊接缺陷。将焊接过程中可能出现的裂纹缺陷以及未熔合缺陷，集中体现在焊接缺陷试板中，使得焊接缺陷试板可用于UT超声波无损探伤检测人员培训和考试、技能竞赛中，符合实际教学和培训要求，增强对危害性缺陷的了解和认识。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的焊接缺陷试板的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的连接区的剖面图；

图3是本发明实施例提供的未熔合区的剖面图；

图4是本发明实施例提供的裂纹区的剖面图；

图5是本发明实施例提供的制作方法的流程图。

图中：

10、拼装板；11、X型坡口；111、正面坡口；112、背面坡口；

21、裂纹区；22、未熔合区；23、连接区；24、第一填充层；241、裂纹；242、标记划痕；25、第二填充层；

30、第二焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图4所示，本发明提供了一种焊接缺陷试板，包括两个拼装板10以及焊缝。其中，两个拼装板10沿其宽度方向间隔设置且通过焊接固定；焊缝沿拼装板10的长度方向延伸，包括第一焊缝，第一焊缝包括裂纹区21、未熔合区22和连接区23；于裂纹区21，第一焊缝沿长度方向设置有裂纹241，且裂纹241沿拼装板10的厚度方向贯穿第一焊缝；于未熔合区22，沿拼装板10的厚度方向，第一焊缝包括第一填充层24和第二填充层25，第一填充层24设置有标记划痕242，第二填充层25覆盖于第一填充层24表面；于连接区23，第一焊缝连接两个拼装板10。

焊接缺陷试板是由两个拼装板10焊接固定形成，两个拼装板10沿其宽度方向间隔设置，两个拼装板10之间沿其长度方向形成预留根部间隙，于拼装板10厚度方向的一端端面对根部间隙进行焊接，形成第一焊缝，第一焊缝沿其长度方向分布有裂纹区21、未熔合区22和连接区23，其中，裂纹区21的第一焊缝设置有裂纹241，在裂纹区21形成焊接过程中常会出现的裂纹241缺陷，未熔合区22的第一填充层24和第二填充层25之间设置有标记划痕242，且标记划痕242被第二填充层25覆盖，以形成未熔合焊接缺陷。将焊接过程中可能出现的裂纹241缺陷以及未熔合缺陷，集中体现在焊接缺陷试板中，使得焊接缺陷试板可用于UT超声波无损探伤检测人员培训和考试、技能竞赛中，符合实际教学和培训要求，增强对危害性缺陷的了解和认识。

具体的，拼装板10的长度为300mm，宽度为150mm，厚度为20mm。

可选的，焊缝还包括第二焊缝30，第二焊缝30与第一焊缝沿拼装板10的厚度方向间隔设置，第二焊缝30沿拼装板10的长度方向连接两个拼装板10。由于第一焊缝集中体现焊接缺陷中的裂纹区21以及未熔合区22，因此，其连接能力较差，在遇到外力作用时，极易断裂，因此由第二焊缝30负责连接两个拼装板10，以防止在使用过程中解体。

可选的，两个拼装板10相邻的一侧端面开设有X型坡口11。X型坡口11能减少焊缝金属量约1/2，两个拼装板10焊接后，其焊接变形量小且焊后内应力小。

具体的，X型坡口11包括正面坡口111和背面坡口112，正面坡口111与背面坡口112沿拼装板10的厚度方向相背设置，第一焊缝形成于正面坡口111，第二焊缝30形成于背面坡口112，正面坡口111的尺寸为拼装板10厚度的3/4，背面坡口112的尺寸为拼装板10厚度的1/4。由于裂纹区21与未熔合区22均形成于第一焊缝处，故正面坡口111的开口尺寸大于背面坡口112的开口尺寸，一来方便制作人员在第一焊缝中制作两种焊接缺陷，二来方便在教学使用时，使得学习者清楚的区分裂纹区21与未熔合区22。

可选的，正面坡口111和背面坡口112的开设角度均在30°至50°之间开设。

可选的，两个拼装板10的根部间隙为3mm-4mm。

可选的，焊缝包括两个裂纹区21和两个未熔合区22，且沿焊缝的长度方向，裂纹区21与未熔合区22交替设置。

如图5所示，本申请还提供了一种制作方法，用于制作上述的焊接缺陷试板，包括：

S1.两个拼装板10沿其宽度方向间隔放置，预留根部间隙3mm-4mm，在拼装板10的长度方向的两端分别安装引弧焊板，进行定位点固焊；

S2.沿拼装板10的长度方向标注未熔合区22和裂纹区21各两处；

S3.于两个拼装板10的正面坡口111，在裂纹区21内进行焊接，形成第一焊缝，待其冷却后，对拼装板10施加载荷将两个拼装板10于第一焊缝处折断；

S4.将两个拼装板10按照S1重新进行固定后，对除裂纹区21以外的第一焊缝区域进行打底焊以及第一填充层24的焊接；

S5.于未熔合区22，在第一填充层24上设置标记划痕242，并在第一填充层24上焊接第二填充层25；

S6.于连接区23，对第一焊缝进行打磨，并完成盖面层焊接；

S7.对两个拼装板10的背面坡口112的根部进行打磨，并完成第二焊缝30的焊接；

S8.将焊接缺陷试板进行RT无损探伤检测，保存X光底片并标注出裂纹区21和未熔合区22位置，用于UT超声波无损检测。

如此，根据实际焊接生产中可能产生的裂纹241、未熔合焊接缺陷的原理和特点，制作和焊接表面成形较好，焊缝内部留有焊接缺陷的实体焊接试件,以此来辨识焊接缺陷。

可选的，第一焊缝和/或第二焊缝30采用CO2气体保护焊药芯焊丝法焊接于两个拼装板10之间。采用可熔化的药芯焊丝作电极及填充材料，在外加CO2的保护下进行焊接的电弧焊，抗气孔能力腔，且焊丝的熔敷速度快速。

可选的，未熔合区22的打底焊采用单面焊接双面成型的焊接工艺。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.焊接缺陷试板，其特征在于，包括：

两个拼装板(10)，两个所述拼装板(10)沿其宽度方向间隔设置且通过焊接固定；

焊缝，所述焊缝沿所述拼装板(10)的长度方向延伸，包括第一焊缝，所述第一焊缝包括裂纹区(21)、未熔合区(22)和连接区(23)；

于所述裂纹区(21)，所述第一焊缝沿长度方向设置有裂纹(241)，且所述裂纹(241)沿所述拼装板(10)的厚度方向贯穿所述第一焊缝；

于所述未熔合区(22)，沿所述拼装板(10)的厚度方向，所述第一焊缝包括第一填充层(24)和第二填充层(25)，所述第一填充层(24)设置有标记划痕(242)，所述第二填充层(25)覆盖于所述第一填充层(24)表面；

于所述连接区(23)，所述第一焊缝连接两个所述拼装板(10)。

2.根据权利要求1所述的焊接缺陷试板，其特征在于，所述焊缝还包括第二焊缝(30)，所述第二焊缝(30)与所述第一焊缝沿所述拼装板(10)的厚度方向间隔设置，所述第二焊缝(30)沿所述拼装板(10)的长度方向连接两个所述拼装板(10)。

3.根据权利要求2所述的焊接缺陷试板，其特征在于，两个所述拼装板(10)相邻的一侧端面开设有X型坡口(11)。

4.根据权利要求3所述的焊接缺陷试板，其特征在于，所述X型坡口(11)包括正面坡口(111)和背面坡口(112)，所述正面坡口(111)与所述背面坡口(112)沿所述拼装板(10)的宽度方向相背设置，所述第一焊缝形成于所述正面坡口(111)，所述第二焊缝(30)形成于所述背面坡口(112)，所述正面坡口(111)的尺寸为所述拼装板(10)厚度的3/4，所述背面坡口(112)的尺寸为所述拼装板(10)厚度的1/4。

5.根据权利要求4所述的焊接缺陷试板，其特征在于，所述正面坡口(111)和所述背面坡口(112)的开设角度均在30°至50°之间开设。

6.根据权利要求1所述的焊接缺陷试板，其特征在于，两个所述拼装板(10)的根部间隙为3mm-4mm。

7.根据权利要求1所述的焊接缺陷试板，其特征在于，所述焊缝包括两个所述裂纹区(21)和两个所述未熔合区(22)，且沿所述焊缝的长度方向，所述裂纹区(21)与所述未熔合区(22)交替设置。

8.制作方法，用于制作权利要求4所述的焊接缺陷试板，其特征在于，包括：

S1.两个所述拼装板(10)沿其宽度方向间隔放置，预留根部间隙3mm-4mm，在所述拼装板(10)的长度方向的两端分别安装引弧焊板，进行定位点固焊；

S2.沿所述拼装板(10)的长度方向标注所述未熔合区(22)和所述裂纹区(21)各两处；

S3.于两个所述拼装板(10)的正面坡口(111)，在所述裂纹区(21)内进行焊接，形成所述第一焊缝，待其冷却后，对所述拼装板(10)施加载荷将两个所述拼装板(10)于所述第一焊缝处折断；

S4.将两个所述拼装板(10)重新按照所述S1进行固定后，对除所述裂纹区(21)以外的所述第一焊缝区域进行打底焊以及所述第一填充层(24)的焊接；

S5.于所述未熔合区(22)，在所述第一填充层(24)上设置所述标记划痕(242)，并在所述第一填充层(24)上焊接所述第二填充层(25)；

S6.于所述连接区(23)，对所述第一焊缝进行打磨，并完成盖面层焊接；

S7.对两个所述拼装板(10)的所述背面坡口(112)的根部进行打磨，并完成所述第二焊缝(30)的焊接；

S8.将所述焊接缺陷试板进行RT无损探伤检测，保存X光底片并标注出所述裂纹区(21)和所述未熔合区(22)位置，用于UT超声波无损检测。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述第一焊缝和/或所述第二焊缝(30)采用CO2气体保护焊药芯焊丝法焊接于两个所述拼装板(10)之间。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述未熔合区(22)的打底焊采用单面焊接双面成型的焊接工艺。

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