接頭沖擊韌性測試方法多樣，其中夏比、伊洛德和落錘撕裂試驗最為常用，按照GB/T 2650-2022標準規(guī)定的方法進行沖擊試驗，包括試樣的制備、試驗溫度、沖擊能量等，根據(jù)標準規(guī)定的沖擊吸收功或沖擊韌性值來判斷焊縫是否合格，同時需考慮試樣斷口形貌等因素。

常見的焊接接頭沖擊韌性測試方法

• 夏比沖擊試驗
  • 夏比沖擊試驗的試樣有U形缺口和V形缺口兩種形式。但由于U形缺口試樣對缺口韌性的反應不敏感，不能充分反映焊件上裂紋等尖銳缺陷破壞的特征，目前已很少采用；而V形缺口試樣對缺口韌性的反應和實際結構破壞之間的關系比U形好，特別是用來測定材料的脆性轉變溫度時，其反應比U形缺口要明顯得多，是目前廣泛使用的一種沖擊試樣形式。這種試驗方法通過將被試的金屬材料按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的沖擊試驗機上加上一定的沖擊載荷將試樣打斷，從而測定材料沖擊韌度。然而，夏比沖擊試樣厚度受沖擊試驗機和沖擊擺錘的限制，國內外沖擊試樣厚度最大為10mm，并且機械表盤讀數(shù)和電腦讀數(shù)存在一定差異，人為因素影響大，當數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)問題時，試驗數(shù)據(jù)會丟失無法找回，試驗失敗，需要重新制備試樣再次開展試驗，導致試驗成本增加。
• 落錘沖擊試驗
  • 這是一種通過模擬實際工況下的沖擊載荷，對焊接接頭的沖擊韌性進行定量評估的方法。不過這種方法存在試驗周期長、成本高、易受人為因素影響等局限性。
• 彎曲沖擊試驗
  • 同樣是模擬實際工況下的沖擊載荷來定量評估焊接接頭沖擊韌性的方法，也具有試驗周期長、成本高、易受人為因素影響等缺點。
• 數(shù)值模擬方法
  • 通過建立焊接接頭的三維模型，模擬沖擊載荷下的應力分布、應變演變和斷裂過程等。這種方法具有成本低、周期短、可重復性高等優(yōu)點。但數(shù)值模擬方法的精度受到模型簡化、邊界條件設定等因素的影響，需要結合試驗數(shù)據(jù)進行驗證和修正，因此其在實際應用中受到限制。
• 基于激光掃描量化評價焊接接頭沖擊韌性的方法
  • 本方法是在夏比V型缺口沖擊試驗的基礎上，采用掃描激光裝置對焊接接頭沖擊斷口凸凹不平的截面進行數(shù)據(jù)采集，對實時獲取各掃描位置的回復路徑的時間信息進行均值處理，最后通過計算公式對斷口截面區(qū)域的凸凹程度進行統(tǒng)計和計算，從而為評價焊接接頭的韌性提供量化、科學、準確的測試方法。并且能夠突破夏比沖擊試樣厚度受沖擊試驗機和沖擊擺錘限制的問題，為全面準確評估大厚度材料韌性提供全新解決方案，還能避免機械表盤讀數(shù)和電腦讀數(shù)差異以及數(shù)據(jù)傳輸失敗導致的問題，降低試驗成本。
• 定量測試焊接缺陷對沖擊韌性影響的方法（針對管線鋼焊接接頭）
  • 步驟如下：
    1. 制備焊接接頭沖擊試樣：在管線鋼焊接接頭上截取沖擊試樣，沖擊試樣上設置焊縫和V型缺口，焊縫和V型缺口均位于沖擊試樣長度方向的中間部位，V型缺口位于沖擊試樣壁厚面上，并與焊縫橫截面垂直，沖擊試樣的尺寸長×厚具體為(56 - 65)mm×10mm×2.5mm，沖擊試樣各表面粗糙度和缺口尺寸執(zhí)行GB/T229 - 2007標準。
    2. 制備沖擊試樣上的焊接缺陷：將制備好的沖擊試樣夾裝在超高壓數(shù)控水切割機的切割工作臺上，通過超高壓數(shù)控水切割機的超高壓系統(tǒng)把水加壓后，進入超高壓數(shù)控水切割機的自動供砂系統(tǒng)，在自動供砂系統(tǒng)中水與磨料充分混合，并帶動磨料加速，在切割刀頭的約束下，形成超高壓磨料射流以切割沖擊試樣。具體包括設定沖擊試樣的切割縫和孔的加工路徑長度、加工路徑位置、切割速度等操作，加工完成后關閉電源和相關系統(tǒng)開關并取下沖擊試樣。其中切割刀頭內徑為ф0.1 - ф0.19mm，切割刀材質為藍寶石或陶瓷，磨料為天然石榴石砂，粒度為100 - 325目。
    3. 將加工的不同長度和方向裂紋，不同直徑氣孔，裂紋和氣孔距沖擊缺口根部不同距離的沖擊試樣進行沖擊試驗。
    4. 記錄每種沖擊試樣沖斷后的沖擊功，并分別對距缺口不同距離試樣的沖擊功進行比較，定量評價裂紋長度，氣孔直徑，裂紋和氣孔距試樣沖擊缺口根部距離對沖擊韌性的影響。

焊接接頭沖擊韌性數(shù)值模擬優(yōu)缺點

夏比沖擊試驗與落錘試驗對比

激光掃描評價焊接接頭韌性的原理

管線鋼焊接接頭缺陷影響研究