一种微型焊接缺陷的断口试样制样方法与流程

本发明涉及断口试样制样领域，具体涉及一种微型焊接缺陷的断口试样制样方法。

背景技术：

1、焊接接头的缺陷种类繁多，有气孔、夹渣等体积型缺陷，也有未熔合、裂纹等面积型缺陷，各类缺陷对焊接接头的组织及力学性能有重要影响。

2、在科研领域，研究人员通常采用金相检测方法对未熔合、裂纹等面积型缺陷进行观测和分析，但是面积型缺陷在金相横截面上呈现“线状”，无法展现其整体形貌，缺陷的诸多细节也无法显示。为了解决此问题，需要制取未熔合、裂纹等面积型缺陷的断口试样进行观测，将断口检测结果与金相检测结果结合起来研究，这对失效分析来说尤为重要。

3、断口检测是一种常用的破坏性检测方法。标准iso 9017-2017《金属材料焊接接头的破坏性试验-断裂试验》对焊接接头断裂试验的流程及细节进行了详细描述，但该标准适用于中厚板的焊接接头，其目的在于对整个试板长度范围内接头的断裂面进行检查，该标准提供的断口试样制样方法不适用于针对某一指定的面积型缺陷进行制样。

4、查询各类专利，例如：在专利cn103235100a中公开了一种纵横型核伤轨的取样及断口分析方法；在专利cn104807667a中公开了一种h型钢失效分析取样及分析方法、在专利cn 108857302a中公开了一种金属零件裂纹的打开方法，这些专利分别提供了针对某一指定的裂纹缺陷制取断口试样的方法，但上述各专利都有一定的局限性：1、上述专利适用于裂纹缺陷，不适用于其他面积型缺陷；2、上述专利适用于大构件的尺寸较大的缺陷(尺度在20mm及以上)，不适用于微型缺陷；3、上述专利大多适用于表层缺陷，不适用于内部缺陷；4、上述专利适用于某几种特殊构件，不适用于其他各种形式的焊接接头，尤其不适合对金相试样横截面发现的缺陷开断口；5、上述专利需要专用的工具和工装。

5、焊接接头的金相试样通常尺寸较小，金相检测过程中发现的缺陷大部分是微型缺陷，其中又以内部缺陷居多。此外，焊接接头的形式多种多样，不同焊接接头的形状可能存在很大的差异。以上诸多原因导致目前现有的断口试验方法及断口试样制备方法并不适用于焊接接头失效分析。

技术实现思路

1、本发明针对焊接接头金相检测过程中发现的微型缺陷，提出了一种微型焊接缺陷的断口试样制样方法，解决焊接接头微型缺陷的断口试样制取困难的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、本发明的实施例提供了一种微型焊接缺陷的断口试样制样方法，包括以下步骤：

4、步骤1：对焊接接头金相试样的微型缺陷进行标记；

5、步骤2：根据标记的结果，保留金相试样的检测面，将金相试样切薄；

6、步骤3：对切薄后的金相试样从多个方向进行切割，切除裂纹周边的正常组织；

7、步骤4：将裂纹及其周边残存的组织掰开，获取断口试样；

8、步骤5：对断口试样进行清洗、吹干，对缺陷的断口形貌进行观测分析。

9、作为进一步的技术方案，在所述的步骤1中，通过体式显微镜对焊接接头金相试样的微型缺陷进行观察，对该缺陷进行标记，将缺陷从一端到另一端都涂上颜色，或者沿缺陷的中心线将缺陷以外的部分都涂上颜色。

10、作为进一步的技术方案，在所述的步骤2中，保留金相试样的检测面，沿着平行于检测面的方向将金相试样切薄至设定值。

11、作为进一步的技术方案，在切薄的同时为了便于在钳工台上装夹，适当保留一部分区域，布置的原则是该区域不能阻碍后续对裂纹周边组织进行的切割。

12、作为进一步的技术方案，在所述的步骤3中，沿着第一方向、第二方向切割到步骤一所标记的裂纹端部；沿着第三方向一边切割一边尝试着掰开断口，直到该方向裂纹周边的正常组织被切除。

13、作为进一步的技术方案，所述的第一方向为裂纹的长度方向。

14、作为进一步的技术方案，所述的第二方向为裂纹的长度方向。

15、作为进一步的技术方案，所述的第三方向为裂纹宽度方向。

16、上述本发明的实施例的有益效果如下：

17、本发明提出的取样方法是先对焊接接头金相试样的微型缺陷进行标记；然后保留金相试样的检测面，将金相试样切薄；然后再从多个方向进行切割，切除裂纹周边的正常组织，将裂纹及其周边残存的组织掰开，获取断口试样，本发明提出的方法操作简单，不依赖专用工具和工装，不依赖专用工具和工装，且下一个步骤依赖于上一步骤的完成，各个步骤之间相互配合，共同完成断口试样的获取；且整个方法既可以适用于裂纹缺陷，也适用于其他面积型缺陷；既适用于表层缺陷，也适用于内部缺陷；既适用于微型缺陷，也可用于尺寸较大的缺陷；整个过程操作灵活，适用于各种形式的焊接接头，尤其适合对金相试样横截面上发现的平面型缺陷开断口。

技术特征：

1.一种微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，如下：

2.如权利要求1所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，在所述的步骤1中，通过体式显微镜对焊接接头金相试样的微型缺陷进行观察，对所述的缺陷进行标记。

3.如权利要求2所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，标记时，从缺陷一端到另一端都涂上颜色，或者沿缺陷的中心线将缺陷以外的部分都涂上颜色。

4.如权利要求1所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，在所述的步骤2中，保留金相试样的检测面，沿着平行于检测面的方向将金相试样切薄至设定值。

5.如权利要求4所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，在步骤2中，对金相试样切薄的同时保留一部分区域，该区域不能阻碍后续对裂纹周边组织进行的切割。

6.如权利要求5所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，保留的区域用于钳工台上的装夹。

7.如权利要求1-6任一所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，在所述的步骤3中，沿着相对的第一方向、第二方向切割到步骤1所标记的裂纹端部；沿着第三方向一边切割一边尝试着掰开断口，直到第三方向裂纹周边的正常组织被切除。

8.如权利要求7所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，所述的第一方向为裂纹的长度方向。

9.如权利要求7所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，所述的第二方向为裂纹的长度方向。

10.如权利要求7所述的微型焊接缺陷的断口试样制样方法，其特征在于，所述的第三方向为裂纹宽度方向。

技术总结
本发明公开了一种微型焊接缺陷的断口试样制样方法，如下：步骤1：对焊接接头金相试样的微型缺陷进行标记；步骤2：保留金相试样的检测面，将金相试样切薄；步骤3：从多个方向进行切割，切除裂纹周边的正常组织；步骤4：将裂纹及其周边残存的组织掰开，获取断口试样；步骤5：对断口试样进行清洗、吹干，对缺陷的断口形貌进行观测。本发明操作简单，不依赖专用工具和工装；适用于裂纹缺陷，也适用于其他面积型缺陷；适用于表层缺陷，也适用于内部缺陷；适用于微型缺陷，也可用于尺寸较大的缺陷；操作灵活，适用于各种形式的焊接接头，尤其适合对金相试样横截面上发现的平面型缺陷开断口。

技术研发人员：崔云龙,汪认,何建英,张世欣,张仁航,阚晓阳,李可,孙贵舜
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13