ASTM E190 焊縫延展性引導彎曲試驗

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的《ASTM E190 焊縫延展性引導彎曲試驗標準試驗方法》描述了一種用於測定黑色金屬和有色金屬產品焊縫強度和延展性的引導彎曲試驗方法。當試樣受到逐漸增大的局部過應力時，X 射線無法觀察到的缺陷可能會出現在試樣表面。

將試樣放入「U」形模具中彎曲，方法是將力集中施加於扁平試樣上的焊道，該試樣由兩個與力施加線等距的位置支撐。用一個活塞將試​​樣壓入模具，以形成所需的輪廓。檢查彎曲試樣的凸面是否有裂痕或其他明顯缺陷。

本測試方法中所述的定向彎曲測試用於評估焊縫的延展性質量，其延展性體現在焊接在彎曲過程中抵抗開裂的能力上。

導向彎曲試驗常用的試樣是由板材和管材加工而成的矩形試樣。扁平試樣的焊縫麵包含大部分焊縫材料，而另一側稱為焊根麵。試樣類型如下：

• 橫向側彎：焊接處橫向於樣品的縱軸，彎曲樣品，使其中一個側面成為彎曲樣品的凸面。
• 橫向面彎曲：焊縫橫向於彎曲試樣的縱軸，使焊縫面成為彎曲試樣的凸面。
• 橫向根部彎曲：焊縫橫向於彎曲試樣的縱軸，使得焊縫根部表面成為彎曲試樣的凸面。
• 縱面彎曲：焊縫與彎曲試樣的縱軸平行，使焊縫面成為彎曲試樣的凸面。
• 縱根彎曲：焊接與彎曲試樣的縱軸平行，使焊接根麵成為彎曲試樣的凸面。

試驗過程中，導向彎曲試樣在基本符合標準規定形狀的試驗夾具中彎曲。橫向試樣放置在夾具的模具元件中，焊接位於跨距中間。面彎試樣的放置方式是焊縫朝向型腔；背彎試樣的放置方式是焊縫根部朝向型腔；側彎試樣的放置方式是缺陷較大的一側朝向型腔。如果沒有明顯的缺陷，則可以選擇任意一側。

可以使用任何合適的方法使活塞相對於模具移動，但活塞必須保持靜止，且不得有明顯的橫向移動。施加力直到樣品形成“U”形，且直徑為3,2毫米的金屬絲無法插入樣品與夾具活塞元件曲率上的任何一點之間。但是，如果樣品過早失效，則可能會發生這種情況。

焊縫的延展性是指焊接接頭在受到應力時發生塑性變形（屈曲或彎曲）而不斷裂的能力。它是一項關鍵的機械性能，表明焊接材料在拉伸力或彎曲力作用下，尤其是在動態或高應力環境下，能夠承受變形的能力。

在焊接中，延展性衡量焊接接頭在斷裂前能夠拉伸或彎曲的程度。延展性越高，吸收應力而不開裂的能力越強。

焊縫的延展性很重要，原因如下：

• 防止結構應用中的脆性斷裂。
• 它有助於焊接部件吸收衝擊、撞擊和振動。
• 它顯示母材和焊縫金屬之間熔合良好。
• 在循環載荷或地震條件下很重要。

影響焊縫延展性的因素有：

• 焊接工藝：有些工藝比其他工藝具有更高的延展性（例如焊條焊接）。
• 填充材料：使用與母材具有相容延展性的填充金屬非常重要。
• 熱影響區：焊接處附近的區域因快速加熱和冷卻而變脆。
• 焊接缺陷：孔隙度、夾雜物或裂縫會降低延展性。
• 焊後熱處理：可以消除應力，提高延展性。

通常使用以下測試方法來確定焊接延展性：

• 拉伸試驗：測量焊接區域的伸長率和收縮率。
• 彎曲測試：檢查焊縫是否可以彎曲而不開裂。
• 斷裂韌性試驗：評估抵抗裂縫擴展的能力。

該標準廣泛應用於橋樑、船舶、管道、飛機和壓力容器等變形但不發生失效至關重要的環境，以及熱膨脹或重動態載荷至關重要的環境。

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