改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件及其制造方法，该试件包括位于试件中部的试验焊缝但不包括拘束焊缝，试验焊缝用坡口为斜Y型，坡口的根部间隙为2mm±0.1mm，该试件取消了拘束焊缝，直接在试件中部采用机械法加工出试验焊缝用坡口和根部间隙，可以大幅提高根部间隙的精度，不会产生残余应力和角变形，提升了材料焊接裂纹敏感性试验结果的可靠性，同时降低人力财力消耗。

【技术实现步骤摘要】
改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件及其制造方法
本专利技术属于金属材料焊接
，具体涉及一种改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件及其制造方法。
技术介绍
钢铁材料广泛应用于石油、化工、核电、海洋工程等工业领域，而大量钢材是通过焊接方式应用的。材料能否焊接，焊接后的性能如何，即焊接性，是从事材料研究的一个重要方向。在钢铁材料焊接性试验方法中，应用最广泛的是小铁研试验，即斜Y型坡口焊接裂纹试验方法，该方法曾被制定为国家标准GB4675.1-84《焊接性试验斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》，2005年废止，有关内容纳入新国标GB/T32260.2-2015《金属材料焊缝的破坏性试验焊件的冷裂纹试验弧焊方法第2部分：自拘束试验》(修改采用国际标准ISO17642-2:2005)，对规范焊接性研究方法，推进钢铁材料研发和应用发挥了重大作用。我国目前为世界钢铁生产和应用的头号大国，每年采用该方法进行大量的材料焊接性试验研究，图1是该试验方法标准规定的试件形状和尺寸，该方法存在一个明显的不足就是试件制作过程根部间隙(2mm±0.2mm)难以有效保证，而根部间隙反映拘束度的大小，是试验过程一个重要参数，对裂纹敏感性有重要影响。一般采用根部加2mm铁片法和预留过量间隙法进行试件制作，即使这样也有很多试件因不满足尺寸精度要求而废掉，为此申请号为201510244559.3的专利技术专利和申请号为201510012348.7的专利技术专利给出了保证根部间隙的试件制作方法，其制作过程采用先减材(加工两个分试件)后增材(焊接拘束焊缝)方法，但其实质还是采用焊接拘束焊缝方法制作试件，这样焊接拘束焊缝时会产生焊接残余应力和角变形，而这种残余应力和角变形会随拘束焊缝焊接方式、参数和焊工的操作方式等多因素而变化，为正式的试验焊缝造成不确定的外力，影响对材料焊接裂纹敏感性的准确评价。另外拘束焊缝焊接需要组对、焊接、层间冷却、变形控制等较复杂程序，需要高技能焊工完成，也会造成的很大的人力、财力消耗。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件及其制造方法，可以保证金属材料焊接冷裂纹敏感性试验试件的根部尺寸间隙，同时降低人工成本，提高试件加工的精度和效率，进而提高材料焊接裂纹敏感性试验的准确性。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件，包括位于试件中部的试验焊缝坡口但不包括拘束焊缝坡口，试验焊缝坡口为斜Y型，坡口的根部间隙的精度为±0.1mm。试验焊缝坡口的上半部为夹角为60°的正V型槽，下半部为与竖直方向夹角为30°的间隙槽，所述间隙槽的径向宽度为2mm。试验焊缝坡口是通过减材制造法在试件中部加工得到。试件为长和宽分别为200mm和150mm的钢板，试验焊缝长度为80mm。改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的制造方法，直接在试件中部采用机械法加工出试验焊缝坡口。改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的制造方法，包括以下步骤：步骤1)确定加工试验焊缝坡口的位置；步骤2)先采用2mm立铣刀在试件沿厚度方向的上半部分加工一宽度为2mm的矩形槽，然后将试件水平倾斜30°，用2mm立铣刀在矩形槽一侧加工一坡口面，坡口面的底边与矩形槽的轴向底边重合，完成后再用同样方法加工另一侧坡口面，即得到V型槽；步骤3)采用电火花在试件沿厚度方向的下半部分加工间隙槽，或者将试件水平倾斜30°用2mm立铣刀在试件沿厚度方向的下半部分加工间隙槽，所述间隙槽与V型槽贯通，且间隙槽的一个侧面与V型槽的一个侧面位于同一平面；即得斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件。加工设备为普通铣床或者数控机床。还包括步骤4)修磨边角的不规则处及毛刺，检查保证尺寸精度。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术改进的斜Y型坡口焊接裂纹试验试件，取消拘束焊缝，直接在试件中部采用机械法加工出试验焊缝用坡口和根部间隙，可以大幅提高根部间隙的精度(根部间隙的精度由±0.2mm提高到±0.1mm)，不会产生残余应力和角变形，提升了材料焊接裂纹敏感性试验结果的可靠性，增强了石油、化工、核电、海洋等工程领域的研究技术水平和工程质量，同时降低人力财力消耗。本专利技术改进试件的制造方法，对现代制造业来说很容易实现，具备一般机械加工能力的车间均可以加工，对具有数控加工能力的车间就更没有问题，效率和质量可以明显提高。附图说明图1为现有技术中斜Y型坡口焊接裂纹试验试件的结构示意图，其中图1a为主视图，图1b为图1a的A-A剖视图，图1c为图1a的B-B剖视图；图2为本专利技术改进的斜Y型坡口焊接裂纹试验试件的主视图。图3为图2的A-A剖视图。图4为本专利技术实施例1采用传统机械法加工试件坡口的示意图，其中，图4a为加工2mm矩形槽时试件状态示意图，图4b为试件加工一侧坡口面状态示意图，图4c为试件加工另一侧坡口面状态示意图，图4d为试件加工背面间隙槽状态示意图，图4e为检查试件并修磨成品状态示意图。附图中：1试验焊缝坡口；2拘束焊缝坡口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为现有技术中的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的结构示意图，其形状和尺寸如图1a、图1b和图1c所示，包括位于试件中部的试验焊缝坡口1和位于两端的拘束焊缝坡口2，试验焊缝坡口的根部间隙为2mm±0.2mm。图2和图3为本专利技术改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的结构示意图，从图中可以看出，尺寸为200mm×150mm×δ(厚度δ根据实际需要进行设置)的试件包括位于试件中部的试验焊缝坡口，但取消了拘束焊缝坡口，试验焊缝坡口1的长度为80mm，从图3中试验焊缝坡口1的截面看，其上半部为夹角为60°的正V型槽，下半部为与竖直方向夹角为30°的间隙槽，V型槽和间隙槽形成了斜Y型的坡口，坡口的根部间隙为2mm±0.1mm，可见其精度得到提高。如图4所示，本专利技术改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的制造方法可采用以下两种方式。实施例1传统机械法加工1)划线，确定加工试验焊缝坡口的位置；2)先采用2mm立铣刀在试件沿厚度方向的上半部分加工一宽度为2mm的矩形槽，如图4a；然后将试件水平倾斜30°，用所述立铣刀在矩形槽一侧加工一坡口面，所述坡口面的底边与矩形槽的轴向底边重合，如图4b；完成后再用同样方法加工另一侧坡口面，得到V型槽，如图4c；3)采用电火花在试件沿厚度方向的下半部分加工间隙槽，或者将试件水平倾斜30°用2mm立铣刀在试件沿厚度方向的下半部分加工间隙槽，所述间隙槽与V型槽贯通，且间隙槽的一个侧面与V型槽的一个侧面位于同一平面，如图4d；4)如图4e所示，用手工搓、磨等方法修磨边角的不规则处及毛刺，检查保证尺寸精度，形成成品试件。实施例2数控机床加工1)在数控机床上选择小刀头、小进给量、高速旋转的加工模式，按照实施例1中操作步骤制定加工试验焊缝坡口的程序；2)装夹试件；3)按程序加工试件；4)用手工搓、磨等方法修磨边角的不规则处及毛刺，检查保证尺寸精度。本专利技术未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。当然，上述说明并非是对本专利技术的限制，本专利技术也并不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件，其特征在于，包括位于试件中部的试验焊缝坡口但不包括拘束焊缝坡口，试验焊缝坡口为斜Y型，坡口的根部间隙的精度为±0.1mm。

【技术特征摘要】
1.改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件，其特征在于，包括位于试件中部的试验焊缝坡口但不包括拘束焊缝坡口，试验焊缝坡口为斜Y型，坡口的根部间隙的精度为±0.1mm。2.根据权利要求1所述的改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件，其特征在于，试验焊缝坡口的上半部为夹角为60°的正V型槽，下半部为与竖直方向夹角为30°的间隙槽，所述间隙槽的径向宽度为2mm。3.根据权利要求1所述的改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件，其特征在于，试验焊缝坡口是通过减材制造法在试件中部加工得到。4.根据权利要求1所述的改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件，其特征在于，试件为长和宽分别为200mm和150mm的钢板，试验焊缝长度为80mm。5.改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的制造方法，其特征在于，直接在试件中部采用机械法加工出试验焊缝坡口。6.根据权利要求5所述的改进的斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验试件的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：李为卫，池强，吉玲康，宫少涛，贾君君，杨扬，许晓锋，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11