EN ISO 4136 金屬材料焊縫破壞性試驗 - 橫向拉伸試驗

EN ISO 4136《金屬材料焊接破壞性試驗 - 橫向拉伸試驗》基於歐洲標準，隨後由國際標準化組織 (ISO) 發布，其中規定了試樣尺寸以及進行橫向拉伸試驗以確定焊接對接接頭拉伸強度和斷裂位置的程序。此標準適用於所有產品形式的金屬材料，以及任何焊接對接接頭的接頭。

試驗過程中，從焊接接頭橫向截取的試樣施加持續增加的拉伸負荷，直到其斷裂。除非另有規定，否則試驗在10°C至35°C的環境溫度下進行。受控條件下的試驗在23°C±5°C的溫度下進行。必須報告試驗溫度。除非本文件另有具體規定，否則適用ISO 6892-1《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》及ISO 6892-2《金屬材料拉伸試驗第2部分：高溫試驗方法》的一般原則。

試樣從焊接接頭橫向截取，確保焊縫軸線在加工後始終位於試樣平行長度的中心。對於小直徑管道，試驗可在整根管道上進行。除非應用標準另有規定或合約雙方另有約定，小直徑應指最大50毫米。

每個試件均需標記，以識別其在製成品中或其在被移除的接頭中的確切位置。若相關應用標準有要求，則需標示加工方向（例如，軋製或擠壓）。每個試件均需標記，以識別其在被移除試件中的確切位置。每個試件在從試件上移除時均需進行標記。

除非待測焊接接頭的相關應用標準另有規定或允許，否則不得對焊接接頭或試樣進行熱處理。任何熱處理的詳細資訊應記錄在測試報告中。如果鋁合金發生自然時效，則應記錄焊接和測試之間的時間間隔。鐵質焊縫金屬中存在的氫可能會對測試結果產生不利影響，可能需要進行適當的氫釋放處理。

用於移除測試樣品的機械或熱處理過程不得以任何方式改變測試樣品的性質。

厚度至少8毫米時，禁止切割。如果使用熱切割或其他可能影響切割表面的切割方法從焊接板或試件上切割試樣，則切口必須距離試件最後一段平行長度的表面至少8毫米。熱切割不適用於平行於焊接板或試件原始表面的切口。

對於其他金屬材料，不包括切割和熱切割，而只能使用機械加工（例如鋸切、水柱切割或銑削）。

橫向拉伸試驗是一種破壞性機械試驗，用於評估焊接接頭的拉伸強度。試驗方法是將試樣垂直（橫向）拉伸至焊縫軸線直到斷裂。該試驗的目的如下：

• 評估焊接接頭的完整性和耐久性
• 確定焊縫是否比母材強度高或低
• 確定焊接工藝評定及焊工性能評定

測試樣品是沿著焊接切割的扁平或圓形棒材，其方向垂直於焊接載重方向。樣品包含焊縫金屬、熱影響區和母材。

將試樣加工至所需尺寸。焊縫應位於試樣中心。試樣表面應光滑，無缺口或鋒利邊緣。將試樣放入萬能試驗機中。逐漸均勻地施加單軸拉伸負荷，直至試樣斷裂。記錄斷裂時的最大負荷。抗拉強度是最大載重與橫截面積的比值。

記錄骨折的位置：

• 焊接金屬：如果強度符合材料規格，則可以接受。
• 母材：通常表示焊接處比母材強度高。
• 熱影響區：對焊接品質的潛在影響。

最小抗拉強度必須達到或超過基材規定的最小值。

橫向拉伸試驗非常重要，因為它能夠直接客觀地證明焊接接頭承受拉力的能力。拉力是結構和機械應用中最重要的應力之一。本試驗重要性的關鍵原因如下：

• 驗證焊縫強度：測量焊接接頭的真實抗拉強度。它確認焊縫的強度是否至少與母材一樣強。它還能確保焊縫在正常使用載重下不會失效。
• 確保符合標準：符合 EN ISO 4136、ISO 9606 和 ISO 15614 等焊接標準。部分工藝評定記錄及焊工性能評定。
• 檢測焊縫缺陷：辨識焊縫金屬、熱影響區或母材等失效點。如果焊接失效，可能表示有熔合不完全、填充材料強度低、咬邊或氣孔等問題。
• 支援品質控制：用於生產焊接測試以保持一致性。它可以幫助製造商驗證每個批次或焊接是否符合規格。
• 深入了解材料行為：評估焊接接頭在應力作用下的性能。可與其他測試（例如彎曲、衝擊、宏觀/微觀）結合使用，以全面表徵焊接特性。
• 對結構完整性至關重要：在結構、壓力容器、管道和航空航天應用中，焊接失敗可能導致結構倒塌、爆炸或洩漏、昂貴的維修或安全隱患。

簡而言之，該測試是焊接是否適合使用並確保焊接結構的安全性、相容性和性能的最可靠指標之一。

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