【机械行业标准(JB)】 焊接接头脆性破坏的评定

中华人民共和国机械行业标准 焊接接头脆性破坏的评定（JB/T 5104—91） 1 范围 本标准规定了焊接接头按脆性断裂原则进行安全评定的方法。本标准适用于非奥氏体钢焊接结构，主要用于熔化焊焊接接头中裂纹或类裂纹的平面缺陷的脆断评定。 2 规范性引用文件 GB 2308 利用J阻力曲线确定金属材料延性断裂韧性的试验方法 GB 2651 焊接接头拉伸试验方法 GB 3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB 4161 金属材料平面应变断裂韧性KIC试验方法 GB 9447 焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验方法 JB 4291 焊接接头COD试验方法 3 术语及主要符号 3.1 术语 （1）穿透缺陷：贯穿板厚的缺陷。 （2）内部缺陷：不露出板面的内部缺陷。 （3）表面缺陷：不贯穿板厚但出现在表面的缺陷。 3.2 几何参数符号 W：试样宽度； 板厚； 角变形量； h：错边量； a：穿透裂纹半长； c：内部裂纹长轴半长； 等效裂纹尺寸； Q：临界裂纹尺寸； a0：初始裂纹尺寸； 表面裂纹深度； 内部裂纹深度半长； 表面裂纹长度半长； aw：N次循环后穿透裂纹半长； 表面裂纹深度及内部裂纹深度半长； b：表面裂纹半长； A：原始缺陷半长； B：原始缺陷半宽； P：内部缺陷边缘到自由表面的距离； S：两缺陷边缘最小距离或两平行缺陷面间最小距离。 以上单位均为mm。 3.3 力学参数符号 E：弹性模量； σs：屈服强度； σb：抗拉强度； 流变应力； σ：总拉伸应力； 弯曲应力； σt：拉伸应力； 焊接残余应力。 以上单位为N/mm²。 ν：泊松比； ε：总拉伸应变； K：应变集中系数。 3.4 疲劳参数符号 σmax：最大等效平均应力； σmin：最小等效平均应力； Δσ：应力幅度（σmax－σmin）； R：应力比（σmin/σmax）。 3.5 断裂力学参数符号 δ：裂纹尖端张开位移（COD）； δc：临界COD； δ0：启裂COD； δ0.05：裂纹稳定扩展0.05mm时的COD值； δmax：最大COD。 单位为mm。 J：J积分； JR：由阻力曲线确定的J积分； J0.05：裂纹稳定扩展0.05mm时的J积分值。 单位为N/mm。 K：应力强度因子； KIC：平面应变断裂韧性； Kmax、Kmin：分别对应最大和最小应力的应力强度因子； ΔK：应力强度因子幅度（Kmax－Kmin）。 单位为N/mm²。 da/dN：裂纹扩展速率（mm/周），其表达式为da/dN=C(ΔK)^n。 4 评定必备数据 4.1 缺陷或类缺陷的尺寸、位置及方向； 4.2 缺陷所在部位的结构形状或焊缝形状； 4.3 无缺陷时该部位的应力状态； 4.4 材料的断裂韧性参数（COD、J或KIC）； 4.5 母材及焊接接头的化学成分与力学性能； 4.6 结构的使用温度。 5 缺陷尺寸规格化 对于未熔合、未焊透、咬边及裂纹等平面缺陷，应进行尺寸规格化处理；对于无法明确分类的缺陷，应按裂纹处理。 5.1 缺陷规格化原则 对单个或多个缺陷进行分类与处理，考虑缺陷间的干涉作用以及缺陷与自由表面的相互影响，经复合后重新确定等效裂纹尺寸。 5.2 缺陷类型规格化 5.2.1 穿透缺陷 穿透缺陷按贯穿板厚处理，其尺寸以裂纹半长表示。 5.2.2 内部缺陷 内部缺陷按椭圆或类似形状处理，以长轴和短轴参数表示。 5.2.3 表面缺陷 表面缺陷按半椭圆或半圆形处理，根据自由表面形状确定其几何尺寸。 5.3 缺陷干涉与复合 当相邻缺陷之间距离较小产生干涉时，应按规格化方法将其复合为一个等效缺陷，并重新计算等效裂纹尺寸，用于后续断裂评定。