GB/T 16957-2012 复合钢板 焊接接头力学性能试验方法

　　ICS 25. 160. 40 J 33

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 16957—2012代替 GB/T 16957—1997

　　复合钢板 焊接接头力学性能试验方法

　　Clad teelplates—Mechanicaltechnicaltestson weldedjoints

　　2012-12-31发布 2013-10-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　中 华 人 民 共 和 国

　　国 家 标 准

　　复合钢板 焊接接头力学性能试验方法

　　GB/T 16957—2012

　　*

　　中 国 标 准 出 版 社 出 版 发 行

　　北京市朝阳区和平里西街甲 2 号(100013)

　　北京市西城区三里河北街 16号(100045)

　　网址:www. gb168. cn

　　服务热线 :010-51780168

　　010-68522006

　　2013年 6 月第一版

　　*

　　书号 : 155066 · 1-46595

　　版权专有 侵权必究

　　GB/T 16957—2012

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准代替 GB/T 16957—1997《复合钢板焊接接头力学性能试验方法》。

　　本标准此次修订对于 GB/T 16957—1997的下列主要内容进行了修改 :

　　— 规范性引用文件中删除了 JJG 139等七个标准 ,增加了 GB/T 8165等九个标准 ;

　　— 删 除 了 GB/T 6396、GB/T 10623、GB/T 2650、GB/T 2651、GB/T 2652、GB/T 2653 和GB/T 2654已经定义的术语 ;

　　— 将术语面弯改为正弯 ;

　　— 增加了 “试板尺寸 、试验项目及试样的截取部位应按相关标准要求执行 ,如相关标准没有规定时 ,按本标准执行 ”;

　　— 删除对于有引弧板和引出板的试板 ,两端弃去部分的可以少弃或不弃 ;

　　— 增加了 “注 :选择何种试样应按照相关产品要求选择 ,一般以覆层是否计入设计强度来决定采取那一种 ”;

　　— 将试样宽度 b≥25 mm 改为试样宽度b为 25mm;

　　— 删除了所有的 “试验机能力不足 ”

　　— 对于纯基材拉伸试样改为 “一般采用全基材厚度试样 , 当复合钢板基材厚度 Tb ≥30 mm ,可以按照 GB/T 2651标准在厚度方向均匀分层取样 ,最终以这样的多片试样的组合结果代替一个全厚度试验结果 ”;

　　— 增加了 “除非另有规定 ,试验应在环境温度为 23±5条件下进行 ”;

　　— 弯曲试验结果评定改为 “弯曲结束后 ,试样的外表面和侧面都应进行检验 ,需要时也可以检查结合面处开裂的程度 ”。

　　本标准由全国焊接标准化技术委员会(SAC/TC55)提出并归 口 。

　　本标准起草单位 :大连船舶重工集团爆炸加工研究所有限公司 、大连船舶重工集团有限公司 、中国船舶工业综合技术经济研究院 、上海材料研究所 、大连希望设备有限公司 。

　　本标准主要起草人 :王勇 、张丽艳 、阎均 、孙义明 、武晶 、王滨 、殷建军 。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 16957—1997。

　　Ⅰ

　　GB/T 16957—2012

　　复合钢板 焊接接头力学性能试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了复合钢板焊接接头(以下简称焊接接头)的拉伸 、弯曲 、冲击和硬度试验方法 。

　　本标准适用于压力容器 、核反应堆 、储槽和舰船及其他用途的以钢材为基材,以不锈钢或有色金属为覆材,总厚度不小于 8 mm 的轧制 、爆炸 、堆焊 、铸造 、爆炸轧制 、堆焊轧制及铸造轧制的单面和双面复合钢板焊接接头力学和工艺性能试验 。对于总厚度小于 8 mm 的复合钢板和其他金属复合板焊接接头力学性能试验亦可执行本标准 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB 150. 2 压力容器 第 2部分:材料

　　GB 150. 4 压力容器 第 4部分 :制造 、检验和验收

　　GB/T 228. 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分 :室温试验方法(GB/T 228. 1—2010,ISO 6892-1:

　　2009,MOD)

　　GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法(GB/T 229—2007,ISO 148-1:2006,MOD)

　　GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法(GB/T 232—2010,ISO 7438:2005,MOD)

　　GB/T 2650 焊接接头冲击试验方法(GB/T 2650—2008, ISO 9016:2001,IDT)

　　GB/T 2651 焊接接头拉伸试验方法(GB/T 2651—2008, ISO 4136:2001,IDT)

　　GB/T 2652 焊缝及熔敷金属拉伸试验方法(GB/T 2652—2008, ISO 5178:2001,IDT)

　　GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法(GB/T 2653—2008, ISO 5173:2000,IDT)

　　GB/T 2654 焊接接头硬度试验方法(GB/T 2654—2008, ISO 9015-1:2001,IDT)

　　GB/T 4340. 1 金 属 材 料 维 氏 硬 度 试 验 第 1 部 分 : 试 验 方 法 (GB/T 4340. 1—2009, ISO 6507-1:2005,MOD)

　　GB/T 6396 复合钢板力学及工艺性能试验方法

　　GB/T 8165 不锈钢复合钢板和钢带

　　GB/T 8546 钛-不锈钢复合板

　　GB/T 8547 钛-钢复合板

　　GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语(GB/T 10623—2008,ISO 23718:2007,MOD) GB/T 13147 铜及铜合金复合钢板焊接技术要求

　　GB/T 13148 不锈钢复合钢板焊接技术要求

　　GB/T 13149 钛及钛合金复合钢板焊接技术要求

　　GB/T 13238 铜钢复合钢板

　　NB/T 47002. 1 压力容器用爆炸焊接复合板 第 1部分 :不锈钢-钢复合板

　　NB/T 47002. 2 压力容器用爆炸焊接复合板 第 2部分 :镍-钢复合板

　　NB/T 47002. 3 压力容器用爆炸焊接复合板 第 3部分 :钛-钢复合板

　　NB/T 47002. 4 压力容器用爆炸焊接复合板 第 4部分 :铜-钢复合板

　　1

　　GB/T 16957—2012

　　NB/T 47014

　　承压设备焊接工艺评定

　　NB/T 47016

　　承压设备产品焊接试件的力学性能检验

　　3 术语和定义

　　GB/T 6396、GB/T 10623、GB/T 2650、GB/T 2651、GB/T 2652、GB/T 2653和 GB/T 2654界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　轧制复合钢板 rollclad steelplates

　　用轧制方法使基材与覆材产生冶金结合的复合钢板 。

　　3. 2

　　爆炸复合钢板 explosiveclad steelplates

　　用爆炸焊接方法使基材与覆材产生冶金结合的复合钢板 。

　　3. 3

　　堆焊复合钢板 overlaying clad steelplates

　　在基材上用堆焊方法产生覆材的复合钢板 。

　　3. 4

　　铸造复合钢板 castclad steelplates

　　用铸造方法使基材与覆材产生冶金结合的复合钢板 。

　　3. 5

　　爆炸轧制复合钢板 explosiverollclad steelplates

　　轧制爆炸复合钢坯所获得的复合钢板 。

　　3. 6

　　堆焊轧制复合钢板 overlaying rollclad steelplates

　　轧制堆焊复合钢坯所获得的复合钢板 。

　　3. 7

　　铸造轧制复合钢板 castrollclad steelplates

　　轧制铸造复合钢坯所获得的复合钢板 。

　　3. 8

　　正弯试验 facebend test

　　覆材位于弯曲受拉面的弯曲试验 。

　　3. 9

　　背弯试验 rootbend test

　　覆材位于弯曲受压面的弯曲试验 。

　　3. 10

　　侧弯试验 sidebend test

　　试样的覆材和基材均处于同一弯曲状态的弯曲试验 。

　　4 符号说明

　　本标准使用的符号见表 1。

　　2

　　GB/T 16957—2012

　　表 1 符号说明

　　符 号

　　单 位

　　说 明

　　Tt

　　mm

　　复合钢板总厚度

　　Tb

　　mm

　　复合钢板基材厚度

　　Tc

　　mm

　　复合钢板覆材厚度

　　ab

　　mm

　　试样的基材厚度

　　ac

　　mm

　　试样的覆材厚度

　　a0

　　mm

　　试样厚度

　　b

　　mm

　　试样宽度

　　d0

　　mm

　　试样直径

　　Lt

　　mm

　　试样总长度

　　d

　　mm

　　弯心直径

　　Hk

　　mm

　　焊缝最大宽度

　　α

　　(°)

　　弯曲角度

　　5 试板

　　5. 1 试板尺寸 、试验项目及试样的截取部位应按相关标准要求执行 ,如相关标准没有规定时 ,按本标准执行 。

　　单位为毫米

　　图 1 试板尺寸及截取部位

　　5. 2 试板焊缝应进行外观检查和无损检测 ,然后在检验合格的部位上截取试样(见图 1) 。

　　5. 3 试板两端弃去部分的长度 ,焊条电弧焊不小于 30 mm , 自动焊和机动焊不小于 40 mm。

　　5. 4 试样从试板上的截取应采用机械加工方法 ,如果采用热加工切割 ,则必须除去热影响区 。

　　3

　　GB/T 16957—2012

　　6 拉伸试验

　　6. 1 试样

　　6. 1. 1 拉伸试样分 为 焊 接 接 头 拉 伸 试 样 和 焊 缝 金 属 拉 伸 试 样 两 种 , 其 取 样 数 量 等 应 按 GB 150. 2、 GB 150. 4、NB/T 47014、NB/T 47016、GB/T 13147、GB/T 13148、GB/T 13149等 产 品 和 有 关 焊 接 标准 ,或 按 GB/T 8165 、GB/T 8546、GB/T 8547、GB/T 13238、NB/T 47002. 1、NB/T 47002. 2、 NB/T 47002. 3、NB/T 47002. 4等复合钢板标准执行 。

　　6. 1. 2 焊接接头拉伸试样分为两种 ,一是去除覆材的纯基材试样 ,试样厚度 a≤Tb ;另一种是包括覆材

　　的试注(样): ,选择何种试样(试样厚度 a)按(T)t照。相关产品要求选择 ,一般以覆层是否计入设计强度来决定采取那 一 种 。

　　6. 1. 3 焊接接头拉伸试样一般为矩形横截面试样 ,加工可按 GB/T 2651执行 ,具体尺寸如图 2 所示 。试样宽度b为 25 mm , 试样长度 L与夹持部分长度 l1 应根据需要确定 ,试样夹持部分长度一般应超过2/3夹钳钳口高度 。试样 焊 缝 处 的 余 高 部 分 应 机 械 加 工 到 与 母 材 平 齐 , 加 工 方 向 应 平 行 于 试 样 长 度方向 。

　　单位为毫米 ,表面粗糙度为微米

　　图 2 焊接接头拉伸试样

　　6. 1. 4 对于包括覆材的试样 ,应采用全厚度试样 。 当复合钢板总厚度 Tt>40 mm ,可从基材和覆材两面按复合比例机械加工 ,使其厚度 a≤40 mm ,但应保证试样覆材厚度 Tc>3 mm , 当 Tc≤3 mm 时 , 只加工减薄基材厚度 Tb。

　　6. 1. 5 对于纯基材的试 样 , 一 般 采 用 全 基 材 厚 度 试 样 , 当 复 合 钢 板 基 材 厚 度 Tb ≥30 mm , 可 以 按 照GB/T 2651标准在厚度方向均 匀 分 层 取 样 , 最 终 以 这 样 的 多 片 试 样 的 组 合 结 果 代 替 一 个 全 厚 度 试 验结果 。

　　6. 1. 6 焊缝金属拉伸样坯应取自复合钢板基材的焊缝上 ,其样坯截取方位和方法可参照 GB/T 2652,其试样按 GB/T 228. 1取样 ,试样公称直径应为 10 mm ,如果无法满足要求 ,直径应尽可能大 ,但不得小于 4 mm。

　　6. 2 试验设备和试验条件

　　试验设备应定期检定/校准 ,试验条件应按 GB/T 228. 1 有关执行 。 除非另有规定 ,试验应在环境温度为(23±5) ℃条件下进行 。

　　4

　　GB/T 16957—2012

　　6. 3 试验方法

　　试验方法 按 GB/T 228. 1 规 定 进 行 。 试 验 内 容 应 按 照 GB 150. 2 和 GB 150. 4、NB/T 47014、 NB/T 47016、GB/T 13147、GB/T 13148、GB/T 13149 等 产 品 和 有 关 焊 接 标 准 , 或 按 GB/T 8165、 GB/T 8546、GB/T 8547、GB/T 13238、NB/T 47002. 1、NB/T 47002. 2、NB/T 47002. 3 和 NB/T 47002. 4等复合钢板标准要求执行 。

　　6. 4 试验结果处理

　　6. 4. 1 各种应力 、强 度 的 计 算 应 以 其 相 应 的 试 验 力 F 除 以 试 样 原 始 横 截 面 积 S0, 其 参 数 的 计 算 按GB/T 228. 1规定 。

　　6. 4. 2 对于包括覆材的拉伸试验试样 ,抗拉强度的合格值应按式(1)计算 :

　　Rm ≥ (Rm1t1 +Rm2t2 )/( t1 +t2 ) …………………………( 1 )

　　式中

　　Rm1— 覆材抗拉强度标准下限值 ,单位为牛每平方毫米(N/mm2 ) ;

　　Rm2— 基材抗拉强度标准下限值 ,单位为牛每平方毫米(N/mm2 ) ;

　　t1 — 覆层厚度 ,单位为毫米(mm) ;

　　t2 — 基层厚度 ,单位为毫米(mm) 。

　　6. 5 试验报告

　　试验报告除了 GB/T 228. 1要求之外 ,还应包括如下信息 :

　　a) 本标准号 ;

　　b) 试样类型 、尺寸等 ;

　　c) 断裂位置和缺陷 。

　　7 弯曲试验

　　弯曲试验包括正弯 、背弯和侧弯试验 。

　　7. 1 试样

　　7. 1. 1 正弯和背弯试样的形状和尺寸如图 3 所示 ,加工要求按 GB/T 2653规定 ,其取样数量等应按GB 150. 4、NB/T 47014、NB/T 47016、GB/T 13147、GB/T 13148、GB/T 13149等 产 品 和 有 关 焊 接 标准 , 或 按 GB/T 8165、GB/T 8546、GB/T 8547、GB/T 13238、NB/T 47002. 1、NB/T 47002. 2、 NB/T 47002. 3和 NB/T 47002. 4等复合钢板标准执行 。

　　单位为毫米 ,表面粗糙度为微米

　　图 3 正弯和背弯试样

　　5

　　GB/T 16957—2012

　　齐 ,加工方向应平行于试样长度方向 。

　　对(7). 于1. 正弯试样(2 当复合),可从基材(钢板总厚)度一 侧(T)t械加工(30mm)减,薄(对)至(于)背a弯00(样)m,m(可)以;试样焊缝余高部分应机械加工到(从覆材一侧机械加工减薄至 a0)母材平(0mm);

　　面(7).覆1. 材(3) ,另(对) 一于 个试样保留另(双面复合钢板) 一,当面3;当试(0mm)验,机(可)能(分)力(别)允(机)许(械)时(加)工,应(减)采(薄)用(至)0度试样(20mm)试。验(其)。中试(一)样(个)焊(试)缝(样)处(保)余(留)高(一)

　　部分应机械加工到与母材平齐 ,加工方向应平行于试样长度方向 。

　　7. 1. 4 侧弯取样数量等同正弯和背弯的规定 ,试样形状和尺寸如图 4所示 ,加工要求按 GB/T 2653规

　　合(定)时,试,每(样) 一宽 个试(度b)的t。宽度(当复)不(合)能(钢)小(板)于(T)t2T(40)tm; 当使(m时)用,超(可采)过(用)两(多)个的组合(片组合试)时(样)代,每(替)一全片试样的(厚度试样) ,宽(当)度(使)不(用)能(两)小(片)于(组)

　　40 mm;对双面复合钢板 ,按照上述原则同样处理 ,试样厚度 a0 为 10±0. 5 mm。

　　单位为毫米 ,表面粗糙度为微米

　　图 4 侧弯试样

　　7. 2 试验设备和试验条件

　　7. 2. 1 弯曲试验可在压力机或万能材料试验机上进行 ,试验设备应满足 GB/T 232标准要求 。

　　7. 2. 2 在开始弯曲试验前 ,可对试样表面稍做腐蚀以分清熔化区域的形状 、位置或熔合线 。

　　7. 3 试验方法

　　7. 3. 1 弯曲的 试 验 方 法 按 GB/T 232、GB/T 2653 和 GB/T 6396 规 定 , 弯 心 直 径 和 弯 曲 角 度 应 按GB 150. 4 、NB/T 47014、NB/T 47016、GB/T 13147、GB/T 13148、GB/T 13149等产品和有关焊接标准 , 或 按 GB/T 8165 、GB/T 8546、GB/T 8547、GB/T 13238、NB/T 47002. 1、NB/T 47002. 2、 NB/T 47002. 3和 NB/T 47002. 4等复合钢板标准规定执行 ,其确定原则为 :正弯按覆材焊接接头的要求 ,背弯按基材焊接接头的要求 ,侧弯按基材和覆材中要求低的材料选择弯心直径和弯曲角度 。

　　7. 3. 2 对于双面复合钢板的两组试样均进行正弯试验 。

　　7. 3. 3 当复合钢板总厚度 Tt≥10 mm 时 ,可采用侧弯取代正弯和背弯试验 。

　　7. 4 试验结果评定

　　7. 4. 1 弯曲结束后 ,试样的外表面和侧面都应进行检验 ,需要时也可以检查结合面处开裂的程度 。

　　7. 4. 2 依据相关标准对弯曲试样进行评定并记录 。

　　7. 5 试验报告

　　试验报告除了 GB/T 232要求之外 ,还应包括如下信息 :

　　a) 本标准号 ;

　　b) 试验类别(正弯 、背弯和侧弯) ;

　　c) 试验结果(应注明开裂的方向 、长度 、数量及部位) 。

　　6

　　GB/T 16957—2012

　　8 硬度试验

　　8. 1 试样

　　8. 1. 1 试样应取自复合钢板焊接接头的横截面 ,具体尺寸视需要和试验条件而定 。

　　8. 1. 2 试样应满足 GB/T 4340. 1有关规定 。

　　8. 1. 3 经抛光加工后的试样表面须进行相应的腐蚀 , 以显示覆材 、过渡层(如果有的话) 和基材各自的焊缝金属 、热影响区等的分界线 。

　　8. 2 试验设备和试验条件

　　试验设备应定期检定/校准 ,试验条件应按 GB/T 4340. 1有关规定 。

　　8. 3 试验方法

　　8. 3. 1 试验方法按 GB/T 4340. 1 和 GB/T 6396规定 。

　　8. 3. 2 试验位置应根据有关标准要求 ,测定覆材 、过渡层和基材不同区域的硬度 ,每一区域测试一般不少于 3 点 。

　　8. 3. 3 应按相关标准要求选择试验力 ,如未规定 ,应选用 98. 07N 的试验力 。

　　8. 4 试验结果处理

　　试验结果按 GB/T 4340. 1处理 。

　　8. 5 试验报告

　　试验报告除了 GB/T 4340. 1要求之外 ,还应包括如下信息 :

　　a) 本标准号 ;

　　b) 试验结果(包括硬度试验符号 、不同区域硬度值及示意图等) 。

　　9 冲击试验

　　9. 1 试样

　　9. 1. 1 冲击试样加工要求按 GB/T 229规定 。 冲击试样缺口在焊接接头上的部位应按相关标准或技术条件要求 ,取自焊缝中心 、熔合线(如相关标准需要) 、热影响区和母材等部位 ,如图 5所示 。

　　(a) 焊缝中心处

　　图 5 冲击试样缺口在焊缝上的部位

　　GB/T 16957—2012

　　GB/T 16957— 2012

　　(b) 熔合线处

　　(c) 热影响区处

　　图 5 (续)

　　9. 1. 2 每一部位的取样数量一般为三个 。

　　9. 1. 3 冲击试样 在 试 板 厚 度 方 向 应 在 靠 近 复 合 钢 板 基 材 一 侧 上 取 样 , 试 样 上 表 面 应 距 基 材 表 面 约2 mm。对于取自焊缝中心的试样 ,不允许带有过渡层 。 当无法截取标准试样时 ,可截取辅助小尺寸试样 。如有特殊要求 , 冲击试样可取自厚度方向的其他部位 。

　　9. 1. 4 试样的纵轴与焊缝长度方向垂直 ,缺口面垂直于试件表面 。

　　9. 1. 5 冲击试样缺口的类型应按有关标准确定 ,缺口型式与基材冲击试验一致 。

　　9. 2 试验设备和试验条件

　　试验设备应定期检定校准 ,试验条件应按 GB/T 229有关规定 。

　　9. 3 试验方法

　　9. 3. 1 试验应按 GB/T 229规定执行 , 冲击试样缺口的类型和冲击摆锤刀刃半径的选择应按照相关产品标准或工艺规范执行 。

　　9. 3. 2 试验温度应按照相关产品标准或工艺规范执行 。

　　9. 4 试验结果处理

　　试验结果按 GB/T 229有关规定处理 。

　　9. 5 试验报告

　　试验报告除了 GB/T 229要求之外 ,还应包括如下信息 :

　　a) 本标准号 ;

　　b) 试样标记 ,如材料规格 、材质 、试样代号 、试样部位(在热影响区处还需要注明缺口轴线距熔合线的距离等) ;

　　c) 如需要 ,注明试样在厚度方向上截取的位置 。

　　版权专有 侵权必究

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　　书号 :155066 · 1-46595