钛管铝容器产品焊接试板的力学性能检验

钛管铝容器产品焊接试板的力学性能检验（１）对接焊焊接工艺评定和产品焊接试板力学性能检验，要求进行焊接接头的拉伸试验。（２）铝焊接接头的拉伸试验在取样、加工、试样及试验方法等方面，均与钢焊接接头的拉伸试验类似。（３）铝焊接接头的拉伸试验合格指标与钢焊接接头的拉伸试验合格指标是有区别的。钢焊接接头拉伸试验的基本合格指标为：钢焊接接头拉伸试验的抗拉强度应大于或等于钢材标准抗拉强度下限值。铝只有面心立方一种晶格，没有其他同素异构体，铝不可能通过同素异构的相变来调整力学性能和提高强度。铝的强化只有加工（变形）强化、固溶强化和时效强化三种，固溶强化后的组织很不稳定，一般都与时效强化联合起固溶时效强化作用。铝及铝合金可按此分为不可热处理强化铝和可热处理强化铝两类。不可热处理强化铝包括纯铝、铝锰合金、铝镁合金等，可热处理强化铝包括铝镁硅合金、铝铜合金等。在容器用铝中铝铜合金一般不用作焊接构件，因而此处的可热处理强化铝主要指铝镁硅合金，如６０６１，６０６３，６Ａ０２等。不可热处理强化铝在本标准中的应用状态为退火态０和热作态Ｈ１１２（国外有用冷作态的，本标准因其伸长率低而未用）。热作态比退火态的抗拉强度稍高。铝焊接热对铝母材的热影响区实际上起着退火作用，尽管有时这种退火并不如完全退火的作用强，对于热作态的母材而言会使其强度下降，直至接近或等于该铝材退火态的强度，本标准第４章中规定：“无论何种状态的铝材，经焊接后，其许用应力值应采用退火状态的值。”这些铝材就是指不可热处理强化铝。因此对于不可热处理强化铝而言，焊接接头拉伸试样的合格指标应为：不论铝母材为何种状态，其焊接接头拉伸试样的抗拉强度应大于或等于该铝材在退火状态的标准抗拉强度下限值。如母材为热作态，其焊接接头的强度允许低于热作态的标准抗拉强度下限值，只要不低于退火态的标准抗拉强度下限值即为合格。对于可热处理强化的铝镁硅合金而言，其退火状态的强度并不高，其固溶时效状态才有较高的强度，其使用价值也在于其固溶时效状态具有较高的强度，包括固溶＋自然时效状态（Ｔ４）和固溶＋人工时效状态（Ｔ６）。焊接热也会对母材的热影响区起退火作用，如果焊接构件的许用应力也按退火状态的强度去取，即焊接接头的抗拉强度也以不小于退火状态的抗拉强度标准下限值作合格指标，那就失去了使用这种铝牌号的价值。焊接热对这种铝的热影响区的退火作用虽能使其强度下降，但仍能保持比退火状态强度较高的强度，因此按照焊接接头强度的经验测定值，为其焊接接头的抗拉强度指标另外规定了一个合格指标，列于表４－１一表４－４中。即这种铝镁硅合金在固溶时效状态的母材的焊接接头抗拉强度应大于或等于这个规定值。本标准的４．３．２．３规定：“……其许用应力值应采用专门指定的焊接状态的许用应力值”。ＪＩＳＢ８２７０中１１．２．１的第（２）条规定：“当焊接接头所用基本许用应力另有规定时，则该接头的抗拉强度不得小于与该基本许用应力相对应的标准最小抗拉强度。”这实际上就是针对铝镁硅合金等可热处理强化铝母材为固溶时效状态时对焊接接头抗拉强度合格指标的规定。（４）按ＧＢ／Ｔ６３９７－１９８６《金属拉伸试验试样》的规定，拉伸试样分为两种：一种为比例试样，常用短试样，其标距长度Ｌ。与试样有效部位截面积的平方根丫瓦的比值为５．６５。对于圆截面试样而言，试样标距为有效部位直径Ｄ的５倍。我国铝板标准中板厚＞１２．５ｍｍ的拉伸试样即为Ｌ。二５Ｄ；另一种为定标距试样，Ｌ。与丫下石或Ｄ没有比例关系，而确定Ｌ．为定值，我国铝板标准中板厚蕊１２．５ｍｍ的拉伸试样即为标距定为５０ｍｍ的定标距试样。容器焊接接头的拉伸试样只要求测定抗拉强度，不要求测定伸长率等（也不可能测）。本标准中所用拉伸试样既非比例试样，也非定标距试样，一般多用板状试样。在试验机能力足够的情况下，试样厚度一般等于或接近试板厚度，试样有效部位的宽度一般不小于２０ｍｍ或２５ｍｍ，试样有效部位的长度等于焊缝宽度每边增加６ｍｍ，即为焊缝宽度加１２ｍｍ。这个长度要比一般的标准试样的有效部位的长度短。实际上铝容器焊接接头的拉伸试样是根据容器的具体情况而设定的紧凑型带肩板形试样。（５）焊接接头拉伸试验只要求测定抗拉强度，不要求测定伸长率和断面收缩率，在拉伸中只要确认已读出拉伸试样的最大载荷，即可求出抗拉强度，因此可以不拉断试样，以免在拉断试样时产生噪音和对试验机的震动及损伤。