[發明專利]一種鋼板Z向拉伸試樣的制備方法

有效

• 申請號: 201310489826.4
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103543052A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王強達;王虎成;衛世杰;劉云飛;續春明
• 申請（專利權）人: 太原鋼鐵（集團）有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;B23K9/02;B23K33/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種鋼板Z向拉伸試樣的制備方法，具體地說，涉及一種檢驗鋼板厚度方向性能級別用試樣的制備方法。

背景技術

鋼板在長、寬、厚三個方向的性能并不完全相同。軋制工藝和P、S偏析等原因對鋼板的厚度方向（Z向）性能影響較大，焊接后在焊縫的應力作用下，鋼板易在厚度方向產生層狀撕裂現象。因此建筑、造船、鍋爐和壓力容器等重要焊接構件用鋼板不僅要求具有優良的強度、韌性、可焊性，同時要求在厚度方向具備一定的抗層狀撕裂性能，驗證鋼板厚度方向性能采用Z向拉伸試驗，用拉伸試樣的斷面收縮率來評定。按照GB5313-2010《厚度方向性能鋼板》規定，鋼板厚度方向性能級別分為三級：Z15、Z25、Z35，適用于厚度為15mm~400mm的鎮靜鋼鋼板，標準規定厚度在15~20mm的試樣應有延伸部分，采用適當的方法將延伸部分焊接在試樣兩個表面。

發明內容

常用的Z向拉伸試樣的制作方法為單個焊接，不易操作，且焊縫質量不穩定，本發明提供一種鋼板Z向拉伸試樣的制備方法，簡化制作工藝，提高試樣焊縫性能。

本發明采用的技術方案是：

一種鋼板Z向拉伸試樣的制備方法，其特征在于：包括下述步驟：

（一）、材料的準備

（1）試料沿鋼板主軋制方向的一端中部切取，得試料A;

試料A的尺寸為：長為6t+50mm，寬為t+10mm，厚為t；

其中t為15~30mm；t為鋼板厚度；

（2）延伸部分B兩塊

B部分取自與試料A相同材質的鋼板，延伸部分B的尺寸為：長為6t+50mm，寬為t，厚為b；

其中t為15~30mm；b≥40mm；

（3）清除試料A、B表面的鐵銹、氧化皮、油脂雜物；

（4）設置K形坡口

兩塊延伸部分B位于試料A兩端，延伸部分B與A接觸部分設置成錐體，錐體的端部與試料A距離為2mm，錐體的頂部寬度為1mm，錐體的錐角為60°；

（5）熱切割后的坯料都應再用機加工的方式去除熱影響區，熱影響區為1倍板厚。

（二）組對焊接

（1）組對并點焊邊部固定，確保坡口鈍邊位于試料A的中心；

（2）采用手工焊條電弧焊方法進行焊接，將工件傾斜30度，使之在平焊位置進行焊接，正反兩面施焊，減少焊接角變形；

（3）選用與母材相匹配的焊條，焊條直徑為φ3.2或φ4.0，焊接工藝參數除執行焊條使用說明書外，還應保證焊接熱影響區最小；

（4）背面用角磨機清根，減少對試料A的損傷。

（三）試樣的分割

將焊好的試料板平行分割為6個試樣，試樣寬度a=t；焊縫兩端為引弧或收弧位置，易產生缺陷，兩端20±1mm舍去不用。

（四）拉伸試樣加工

試樣制作完成后按標準GB/T5313-2010規定加工拉伸試樣進行試驗。

所述坡口，即延伸部分B端部的錐體，可在刨邊機或者坡口機設備上制作。

本發明主要應用于：當鋼板厚度較薄時，Z向拉伸試驗需要焊接延伸部分，按照標準規定一套試驗需要兩組六個試樣，一組試驗、另一組備用，當試樣加工不當或制作不良時，需復驗或者重新取樣。為保證試樣制作質量，防止試樣斷在焊縫或熱影響區，采用現整體焊接再分割的方法，焊接方法為焊條電弧焊，選用與母材相匹配的焊條，開K型坡口，角度為60℃，焊接時正反兩面焊接，減少角變形，焊接位置為平焊。

當鋼板厚度較薄或者受試驗條件限制時，厚度方向拉伸（Z向拉伸）試驗需在厚度方向焊接延伸部分。本發明為一種鋼板Z向拉伸試樣的制備方法，采用整體焊接再分割的方法，選用K型坡口，用手工電弧焊的方法在平焊位置進行焊接制作。實踐證明用本方法制作的試樣加工方便、性能優良，滿足試驗標準要求。

本發明的組對方式及坡口型式見圖1、2，其中A為鋼板試料部分，B為延伸部分，t為鋼板厚度，焊接延伸部分為板狀，試料長度L=6t+50mm，延伸部分B的厚度b不小于40mm，試料A厚度為t。

試樣最后按GB5313-2010中規定的拉伸試樣加工尺寸，為棒狀試樣，試樣直徑d₀=6mm或10mm，平行部長l_c≥1.5d₀。

本發明主要適用于厚度較薄的鋼板的拉伸試樣的制備。