九游会体育官网：16Mn钢板焊接缺陷的声发射检测

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  本实验目的是评价声发射技术检测16Mn 钢焊接缺陷的能力。通过带各种缺陷试样拉伸试验声发 射监测的试验根据结果得出：声发射技术能在材料屈服前检测出16Mn 钢中大尺寸和尖锐形状的焊接缺陷。 声发射技术对于检测严重焊接缺陷是有效的。

  大量金属能承受压力的容器的事故是由于焊接缺陷造成 的。无损害检验测试的重要目的是要检测危险的焊接缺 陷。本实验的目的希望用声发射技术对焊接缺陷检验测试 的能力进行评价。并获得一些有关声发射参数和焊接 缺陷对应关系的数据资料。

  试样取自3块16Mn 手工电弧焊钢板，2块10毫 米厚，1块12毫米厚。化学成份和机械性能见表1和 表2。试验前对焊接试样进行了X 射线拍片。由拍片结果(按GB3323-82 标准评级)将试样的缺陷(图1)分 类为：

  a) 无缺陷(3个试样);b) 小气孔或小夹渣(I 级或Ⅱ级，5个试样);c) 中等尺寸气孔或夹渣 (I 级或Ⅱ级，6个试样);

  d) 大夹渣(Y 级，5个试样);e) 焊缝缺口(锯条开口，焊缝全长，约2mm深， 1个试样)。

  试验在日本岛津25吨万能试验机上进行。厚度为 10毫米板试样带b),c) 类缺陷，加载模式为循环拉伸 (图2)。厚度为12毫米板试样有大夹渣d) 类缺陷，加 载模式为单向拉伸。

  试验用Dunegan/Endevco 3000型双声道声发射 仪接收和处理声发射信号。探头为S140 型，总增益 75dB,门限电平1伏。声发射记录参数为事件一定位，‘窗口’幅度统计分布，‘窗口’计数率，能量/事 件和事件数。本实验是对试样标距区(对应仪器定位 区域35-65mm) 进行声发射监测。这种办法能够有效 排除定位区域以外的信号，例如试验机夹头处产生的噪声信号。

  拉伸试验后对断裂在热影响区的试样进行了X 射 线拍片对比，以观察焊接缺陷是否有变化；对断裂在 焊缝区试样用低倍显微镜观察断口。

  声发射事件，d类试样有多于30个窗口事件。这 些结果说明在本实验条件下声发射技术在屈服前不能检测到小缺陷，较难检测到c类缺陷，有可能检测到d 类和特殊试样中的缺陷。

  动性与缺陷应力集中程度有关。本试验中，特殊试样 的缺陷形状尖锐，有比其他 c类试样多得多的声发射事件。因此，声发射技术很有可能适用于检测那些引 起严重应力集中往往也是最危险的焊接缺陷，例如裂纹。

  动性与缺陷应力集中程度有关。本试验中，特殊试样 的缺陷形状尖锐，有比其他 c类试样多得多的声发射事件。因此，声发射技术很有可能适用于检测那些引 起严重应力集中往往也是最危险的焊接缺陷，例如裂纹。

  7个焊缝区断裂的缺陷都有较严重的缺陷(5个d 类试样，1个特殊试样，1个e类试样)并有较多窗口 事件。显微镜观察表明这些试样断裂都起源于缺陷。 这些现象说明较多。

  除了1个c 类缺陷试样外，所有试样都在正常应力下断裂。这个c类试样在34kg/mm² 时，低应力断 裂下记为特殊试样。有7个试样断裂在焊缝区，其余试样都在热影响区断裂。图3为典型的定位和窗口 事件幅度统计分布记录图。表3是声发射数据整理结果。

  拉伸试验中无缺陷试样(a 类)和小缺陷试样(b 类) 未接近断裂前没检验测试到声发射。这是由于16Mn 钢强度低，屈服形变时的声发射幅值也低，而本试验的2.声发射试验结果

  图3是FeCrSiB合金涂层激光熔复(a)和火焰喷 涂(b) 试样的声发射试验曲线是NiCrSiB 合金激 光熔复(a)和火焰喷涂(b)的试样声发射曲线。图中同 时给出了三点弯曲试验时载荷P与形变△l 的应力—— 应变曲线。为便于比较，图中又同时给出了基体A₃钢 板三点弯曲试验曲线，以点虚线可见，经火焰处理的试样，在很低 的应变条件下即已产生突发型的声发射信号，表明涂 层产生微裂纹较早，并在应力作用下缓慢扩展，载荷 一位移曲线线性上升，属于弹性形变阶段。到达屈服 点附近，出现大幅度高频率的连续型信号。之后随着 位移增大，载荷突然下降，这是由于在屈服区间微裂 纹急剧增多增大，形成部分脆断而造成应力松驰。

  激光熔复试样，在低应变下没有声发射信号，当 载荷P增大到一定值时，出现了较强的突发型声发射 信号，熔层慢慢的出现微裂纹。声发射幅度有所降低， 表明在弹性形变范围内微裂纹不是急剧扩展的。当达到屈服点时，声发射信号幅度急剧增高，出现了高频 率连续型信号，然后进入弹塑性变形阶段，P—△l 曲 线仍呈线性上升，但斜率会降低，声发射幅度亦有 所下降；在宏观断裂前夕，声发射计数率又急剧增大。

  以Pg表示弹性极限载荷，以PAE表示首次声发射 信号载荷，Pp为断裂载荷，b为试样宽度，h为试样高度，则脆断强度On=1.5PAgL/bh²,用弯曲挠度(位移△l) 评价试块 的塑性。将各项指标的测试结果列于表1;为便于比 较，表1中同时列出了A₃钢渗硼共晶两种工艺的声发 射结果，其数据取自文献[2].

  1. 激光熔复处理的PAg、△LAE、0x 及 Aπ 等指标比火焰处理的相应指标均有成倍增长，表明激光熔复处理显著改善了火焰涂层的韧性，降低了脆性。

  2. 激光熔复处理使基体A₃钢的强度指标Pe 、P, 提高一倍，而火焰处理只有很小的增加，表明激光熔复处理不仅能提高材料韧性，而且能提高材料的强度。

  3.A₃钢激光熔复与A₃钢两种渗硼共晶工艺比 较，其PAE、△e值均优于后者，ax、An值也成倍增加，表明激光熔复工艺是提高材料强韧性的有效技术。

  4. 上述根据结果得出，用声发射结合三点弯曲试验 是评价激光熔复层的强度、脆性的有效方法。

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