ASTM E190 焊缝延展性引导弯曲试验

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的《ASTM E190 焊缝延展性引导弯曲试验标准试验方法》描述了一种用于测定黑色金属和有色金属产品焊缝强度和延展性的引导弯曲试验方法。当试样受到逐渐增大的局部过应力时，X 射线无法观察到的缺陷可能会出现在试样表面。

将试样放入“U”形模具中弯曲，方法是将力集中施加于扁平试样上的焊道，该试样由两个与力施加线等距的位置支撑。用一个活塞将试样压入模具，以形成所需的轮廓。检查弯曲试样的凸面是否有裂纹或其他明显缺陷。

本测试方法中描述的定向弯曲测试用于评估焊缝的延展性质量，其延展性体现在焊缝在弯曲过程中抵抗开裂的能力上。

导向弯曲试验常用的试样是由板材和管材加工而成的矩形试样。扁平试样的焊缝面包含大部分焊缝材料，而另一侧称为焊根面。试样类型如下：

• 横向侧弯：焊缝横向于样品的纵轴，弯曲样品，使其中一个侧面成为弯曲样品的凸面。
• 横向面弯曲：焊缝横向于弯曲试样的纵轴，使焊缝面成为弯曲试样的凸面。
• 横向根部弯曲：焊缝横向于弯曲试样的纵轴，使得焊缝根部表面成为弯曲试样的凸面。
• 纵面弯曲：焊缝与弯曲试样的纵轴平行，使焊缝面成为弯曲试样的凸面。
• 纵根弯曲：焊缝与弯曲试样的纵轴平行，使焊缝根面成为弯曲试样的凸面。

试验过程中，导向弯曲试样在基本符合标准规定形状的试验夹具中弯曲。横向试样放置在夹具的模具元件中，焊缝位于跨度中间。面弯试样的放置方式是焊缝朝向型腔；背弯试样的放置方式是焊缝根部朝向型腔；侧弯试样的放置方式是缺陷较大的一侧朝向型腔。如果没有明显的缺陷，则可以选择任意一侧。

可以使用任何合适的方法使活塞相对于模具移动，但活塞必须保持静止，且不得有明显的横向移动。施加力直至样品形成“U”形，且直径为3,2毫米的金属丝无法插入样品与夹具活塞元件曲率上的任何一点之间。但是，如果样品过早失效，则可能会出现这种情况。

焊缝的延展性是指焊接接头在受到应力时发生塑性变形（屈曲或弯曲）而不断裂的能力。它是一项关键的机械性能，表明焊接材料在拉伸力或弯曲力作用下，尤其是在动态或高应力环境下​​，能够承受变形的能力。

在焊接中，延展性衡量焊接接头在断裂前能够拉伸或弯曲的程度。延展性越高，吸收应力而不开裂的能力就越强。

焊缝的延展性很重要，原因如下：

• 防止结构应用中的脆性断裂。
• 它有助于焊接部件吸收冲击、撞击和振动。
• 它表明母材和焊缝金属之间熔合良好。
• 在循环载荷或地震条件下很重要。

影响焊缝延展性的因素有：

• 焊接工艺：有些工艺比其他工艺具有更高的延展性（例如焊条焊接）。
• 填充材料：使用与母材具有相容延展性的填充金属非常重要。
• 热影响区：焊缝附近的区域由于快速加热和冷却而变脆。
• 焊接缺陷：孔隙度、夹杂物或裂纹会降低延展性。
• 焊后热处理：可以消除应力，提高延展性。

通常使用以下测试方法来确定焊缝延展性：

• 拉伸试验：测量焊接区域的伸长率和收缩率。
• 弯曲试验：检查焊缝是否可以弯曲而不开裂。
• 断裂韧性试验：评估抵抗裂纹扩展的能力。

该标准广泛应用于桥梁、船舶、管道、飞机和压力容器等变形但不发生失效至关重要的环境，以及热膨胀或重动态载荷至关重要的环境。

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