ICS25.160.01CCSJ33團 體 標 準T/CWAN0132—2025鋼的弧焊接頭開裂失效分析方法Arc-weldedjointsinsteel--analysismethodforcrackingfailure2025-03-19發布 2025-04-01實施中國焊接協會 發布T/CWAN0132—2025T/CWAN0132—2025PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANI目 次前言 II范圍 1規范性引用文件 1術語和定義 1一般要求 2失效調查 2取樣和樣品保管 3檢測及分析 3工藝評定 6失效分析報告 6附錄A（資料性）開裂焊縫失效調查記錄表 8附錄B（資料性）失效分析報告主體內容概括示例 9參考文獻 10前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國焊接協會提出并歸口。本文件起草單位：江蘇徐工工程機械研究有限公司、中國機械總院集團哈爾濱焊接研究所有限公司、洛陽船舶材料研究所（中國船舶集團有限公司第七二五研究所）、南昌航空大學、天津市特種設備監督檢驗技術研究院、北部灣大學、重慶科技大學、合肥工業大學、重慶三峽學院。本文件主要起草人：紀昂、馬國、李天旭、武鵬博、陳玉華、馬青軍、韋晨、黃瑞生、廖志謙、曹浩、吳妍、尹立孟、馮偉、高福洋、李愛民、馬照偉、符學成、鄒吉鵬、劉大雙、方乃文。T/CWAN0132—2025T/CWAN0132—2025PAGEPAGE10鋼的弧焊接頭開裂失效分析方法范圍規范性引用文件（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T228.11部分:室溫試驗方法GB/T2650GB/T2651金屬材料焊縫的破壞性試驗橫向拉伸試驗GB/T2653焊接接頭彎曲試驗方法GB/T2654焊接接頭硬度試驗方法GB/T2975鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T13298金屬顯微組織檢驗方法GB/T17359微束分析能譜法定量分析GB/T19418鋼的弧焊接頭缺陷質量分級指南GB/T19869.1鋼、鎳及鎳合金的焊接工藝評定試驗GB/T32259焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測JY/T0584掃描電子顯微鏡分析方法通則術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1焊接冷裂紋weldcoldcrack焊后冷至較低溫度時，在拘束應力、淬硬組織和擴散氫共同作用下產生的焊接裂紋，包括延遲裂紋、淬硬脆化裂紋和低塑性脆化裂紋。3.2焊接熱裂紋weldhotcrack3.3焊接疲勞裂紋weldfatiguecrack焊接接頭在長期受到交變或重復載荷作用后由于疲勞所致的裂紋。3.4應力腐蝕裂紋stresscorrosioncrack焊接接頭在一定溫度下受腐蝕介質和拉伸應力共同作用而產生的裂紋。一般要求在對開裂焊縫進行任何處理之前，應根據本文件要求調查開裂焊縫的相關信息。（切割長度應覆蓋開裂區和未開裂區以及未開裂區域，焊縫的未開裂區取樣宜依據無損檢測結果來確定。失效調查調查要求失效調查人員應選擇接受過本文件培訓的專業技術人員，不應讓現場的工人、操作工等代為進行調查。在專業技術人員完成失效調查前，現場應該妥善保護，不可以隨意破壞、修復開裂的焊縫。可采用拍照、錄像、現場測量、訪談、文字描述的方式進行失效調查，調查范圍包括5.25.3的內容；A.1。設備信息收集應調查并記錄設備的型號、產品編號、制造日期、工作時長等信息。應調查并記錄設備長期工作的環境狀況、地點等信息。焊縫信息收集應拍照、調查并記錄開裂焊縫在設備結構件中的具體位置。應拍照、測量并記錄開裂焊縫的尺寸、斷口錯開位移、宏觀形貌、污染情況、腐蝕情況、裂紋擴展方向、變形情況等信息。宜依據現場獲取的產品編號調查、獲取并記錄開裂焊縫的設計圖紙編號、焊接方法、焊接工藝參如果接頭開裂位置及周邊區域存在前期開裂且已修補的情況，應詳細記錄修補區域和當前開裂區域的位置關系。取樣和樣品保管取樣在取樣之前，宜對接頭開裂區域周邊的未開裂位置進行無損檢測，如果發現存在缺陷，則應在對應位置進行取樣。操作人員應依據焊縫取樣操作指導說明書以及現場無損檢測結果進行焊縫取樣。操作人員應在取樣前應對取樣區域進行標記，包括焊縫編號、試塊編號等，在實施切割前后，均應對切割區域進行拍照記錄。宜采用機械切割、火焰切割的方式進行取樣，如果采用火焰切割，則切割位置與開裂焊縫焊趾之20cm。樣品保護樣品切割完成并冷卻至室溫后，應對焊縫的開裂位置以及斷口進行有效保護。如果接頭開裂位置未受污染，則可使用軟布、吸油紙等先覆蓋斷口，然后添加干燥劑，最后使用保鮮膜進行包裹。如果接頭開裂位置受到油污或者其它污物的污染，應使用無水乙醇進行沖洗，自然風干后再使用軟布、吸油紙等覆蓋斷口，并在添加干燥劑后使用保鮮膜進行包裹。樣品轉運樣品轉運過程中，應將樣品妥善固定、打包，確保焊縫的開裂位置和斷口不會受潮，或發生磕碰。樣品保管所有樣品及后續的分割試樣均應進行標記移植，并妥善保管，避免出現標識混亂、丟失的問題。6個月。檢測及分析宏觀檢測焊縫外觀GB/T32259的要求。應使用焊縫檢驗尺測量并記錄開裂及周邊未開裂區域焊縫的外觀尺寸，包括焊縫寬度、余高、GB/T19418進行缺陷等級判定。GB/T19418進行缺陷等級判定。焊縫斷口外觀應檢查斷口表面是否存在焊接缺陷，包括未焊透、側壁未熔合、層間未熔合、夾渣、夾雜、氣可用于確定裂紋源的方法包括：根據裂紋走向特點確定裂紋源；根據結構件變形程度確定裂紋源；根據腐蝕、生銹程度來確定裂紋源；從焊件的最薄弱處確定裂紋源。理化檢測化學成分檢測金相分析GB/T13298進行金相試樣的制備，制備的金相試樣應包括：a)7.1.2.1中初步確定的開裂源位置制備金相試樣；b）如果在6.1.1節中通過無損檢測發現了缺陷，則應在缺陷位置制備金相試樣；c)無缺陷異常的未開裂區域應至少選擇一處制備金相試樣。7.2.2.1中三種金相試樣類型，分別判定開裂源位置/路徑所處的焊縫區域（打底、填充及蓋面焊的焊縫和/或熱影響區）、焊縫內部存在的缺陷以及焊縫與母材的熔合情況，同時通過三種金相試樣來綜合判定開裂源位置是否存在修補情況。應使用高倍顯微鏡對接頭開裂源位置的顯微組織特征進行觀察，同一位置應采用高低不同倍數進行觀察并保存照片，分析母材、不同位置焊縫、熔合線和熱影響區組織的類型、晶粒大小和微缺陷，明確各區域組織有無異常，同時判定裂紋的擴展方式（穿晶或沿晶）。拉伸試驗樣品條件允許且必要時，應對母材和焊縫分別執行拉伸試驗。GB/T2975GB/T228.1標準進行。GB/T2651標準進行。條件允許時，母材試樣和焊縫試樣均應測定屈服強度、抗拉強度、以及斷后伸長率，對于焊縫試樣，則應確定斷裂位置。應判定母材的抗拉性能是否滿足材質證明書中相關技術標準的要求。GB/T19869.1的要求，并分析焊縫金屬與母材的強度匹配關系。沖擊試驗樣品條件允許且必要時，應對焊縫及熱影響區執行沖擊試驗。GB/T2650GB/T19869.1標準要求。GB/T19869.1的要求。硬度試驗在完成金相試樣的顯微組織分析后，應對所有金相試樣執行硬度試驗。GB/T2654標準要求。GB/T19869.1的要求。彎曲試驗樣品條件允許且必要時，應對焊縫執行彎曲試驗。GB/T2653GB/T19869.1標準要求。GB/T19869.1的要求。斷口微觀檢測與分析檢驗內容開裂焊縫的斷口及缺陷處的具體形貌分析；開裂焊縫的斷口及缺陷處微區夾雜物成分分析；開裂焊縫的斷口類型分析。微觀斷口試樣制備應基于斷口宏觀觀察與分析結果，在開裂樣品中截取微觀斷口試樣，并滿足以下要求：應在裂紋源及擴展區域各制備一個微觀斷口試樣，試樣應避開嚴重銹蝕或嚴重污染區，試樣的10mm15mm；應使用機械切割的方式進行微觀斷口試樣的制備，不應使用熱加工方式；試樣制備時應對斷口表面進行保護，斷口部位可用干凈光滑的軟布或紙包裹住,再用膠紙將斷口周圍粘牢，確保切割過程中鋸屑或其它污物不會遺留在斷口表面上；如果斷口表面存在油污，則截取后的試樣可采用無水乙醇進行超聲清洗，并使用吹風機吹干，否則不宜對試樣進行隨意清洗；截取的微觀斷口試樣應與原樣品塊放置在一起后拍照，同時對微觀斷口試樣進行標識。微觀斷口形貌檢驗基于宏觀斷口的分析結果，可依據JY/T0584規范進行掃描電鏡檢測，觀察斷裂面的微觀形貌和特征，從而確定裂紋的起始點、擴展路徑和斷裂模式。微觀斷口夾雜物檢驗GB/T17359微觀斷口類型分析條件允許時，應分析斷口是否存在解理斷裂的形貌特征，包括解理臺階和河流花樣等，如果存在，則應通過分析河流花樣的走向來判斷裂紋源的位置和裂紋擴展的方向。條件允許時，應分析斷口是否存在準解理斷裂的形貌特征，包括存在不同比例的韌窩花樣和平坦的小平面，同時小平面上有明顯塑性變形的撕裂棱。條件允許時，應分析斷口是否存在韌窩特征，如果存在則需要重點關注韌窩的形狀、大小和深條件允許時，應分析斷口是否存在疲勞條紋特征或者輪胎壓痕狀花紋，如果存在，則應結合開裂焊縫服役工況進行綜合確定是否屬于疲勞失效，并分別確定疲勞源、疲勞裂紋擴展區和瞬時斷裂區。條件允許時，應分析斷口是否存在泥狀花樣的腐蝕產物，如果存在，則應結合開裂焊縫的殘余應力測量結果以及服役工況中腐蝕介質的存在情況來確定是否屬于應力腐蝕開裂。斷口微觀檢測記錄應詳細記錄開裂焊縫斷口及缺陷位置的微觀形貌、夾雜物和斷口類型分析結果。工藝評定500×300mm。試板應由有資質的、技能水平一般的工人進行焊接，不應選擇高水平焊接人員進行焊接。GB/T19869.1進行工藝評定試驗。失效分析報告力學性能測試及焊接工藝評定，確定接頭開裂的主要原因并給出明確的結論。B.1，具體內容宜包括：1）接頭開裂概況；現場失效調查總結；無損檢測結果；取樣位置及數量說明；失效分析流程說明；參照的標準規范；宏觀檢測內容及結果；理化檢測內容及結果；斷口微觀檢測內容及結果；工藝參數校核及工藝評定；開裂失效原因分析；結論及經驗總結。開裂焊縫失效調查清單見表A.1。

附錄A（資料性）開裂焊縫失效調查記錄表A.1開裂焊縫失效調查記錄表調查員調查日期聯系方式產品信息產品型號產品編號制造日期工作時長工作環境工作地點焊縫斷口信息開裂焊縫尺寸斷口錯開位移斷口宏觀形貌斷口污染情況斷口腐蝕情況裂紋擴展方向焊縫相關信息設計圖紙編號焊接方法焊接工藝參數母材型號母材材質證明書焊材型號焊材材質證明書焊接設備焊接時間焊接環境焊縫修補情況修補與當前開裂區域的位置關系與設備操作人員交流重點內容調查員補充信息編制審核批準日期日期日期附錄B（資料性）失效分析報告主體內容概括示例失效分析報告中宜包含的內容可參考表B.1。表B.1失效分析報告主體內容概括示例關于 的開裂失效分析報告接頭開裂概況現場失效調查總結無損檢測取樣位置及數量說明失效分析流程說明