【机械行业标准(JB)】 焊接接头裂纹张开位移(COD)试验方法

JB/T 4291-1999 前言 本标准是对JB 4291—86《焊接接头裂纹张开位移（COD）试验方法》的修订。本次修订仅进行了编辑性修改，主要技术内容未发生变化。本标准自实施之日起代替JB 4291—86。 本标准由全国焊接标准化技术委员会提出并归口，负责起草单位为哈尔滨焊接研究所。主要起草人包括郑本和、周维愚、陆祁初、刘丛民、王兰茹。本标准于1986年首次发布，本次为首次修订。 中华人民共和国机械行业标准 焊接接头裂纹张开位移（COD）试验方法 1 范围 本标准规定了金属材料熔化焊焊接接头裂纹张开位移（COD）试验方法。本标准适用于线弹性断裂力学失效的延性断裂情况。 试验中测得的启裂或失稳COD值可用于： （1）焊接结构的抗断设计和安全评定； （2）焊接材料的相对评定； （3）焊接工艺质量的相对评定。 2 规范性引用文件 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时所示版本均为有效，所有标准均可能被修订，使用本标准的各方应探讨使用其最新版本的可能性。 GB/T 228—1987 金属拉伸试验法 3 定义与符号 3.1 定义 3.1.1 COD COD（裂纹张开位移）是指弹塑性体在Ⅰ型（张开型）载荷作用下，原始裂纹部位的张开位移，是描述裂纹体状态的重要断裂力学参数。 根据裂纹尖端所在位置不同，COD值可分别表示为： ——焊缝金属中的COD值； ——熔合区中的COD值（记为δF）； ——热影响区中的COD值（记为δH）； ——母材中的COD值。 3.1.2 特征COD值 特征COD值是指对应启裂、失稳或最大载荷点的COD值，用以表征材料抵抗裂纹启裂和扩展的能力。 （1）启裂类COD值： ——启裂COD值（δi）：对应裂纹缓慢扩展起始点； ——条件启裂COD值（δ0.05）：对应裂纹扩展量Δa = 0.05 mm； ——饱和启裂COD值：对应伸张区高度达到饱和状态。 （2）失稳类COD值： ——脆性启裂COD值：在未发生稳定裂纹扩展前产生脆性失稳断裂对应的COD值； ——脆性失稳COD值：在发生稳定裂纹扩展后产生失稳断裂对应的COD值。 （3）最大载荷COD值： ——最大载荷COD值（δm）：对应最大载荷点或最大载荷平台起始点。 3.1.3 COD阻力曲线 与裂纹扩展量Δa相对应的COD值称为COD阻力值（R）。COD阻力值与裂纹扩展量之间的关系曲线称为COD阻力曲线（R曲线）。 3.2 符号 B——试样厚度，mm； W——试样宽度，mm； B0——试板厚度，mm； a0——起始切口长度，mm； a——裂纹（或缺口）总长度，mm； S——三点弯曲加载跨距，mm； L——试样总长度，mm； Δa——稳定裂纹扩展量，mm； E——弹性模量，N/mm²； ν——泊松比； σy——试验温度下材料的屈服强度（σs或σ0.2），N/mm²； KⅠ——Ⅰ型应力强度因子，N/mm²； Kfmax——预制裂纹时疲劳应力强度因子最大值； Y(a/W)——试样几何形状因子； Pfmax——预制裂纹时疲劳载荷最大值，N； Pfmin——预制裂纹时疲劳载荷最小值，N； R——疲劳循环载荷比（R = Pfmin / Pfmax）； P——试验载荷，N； Ppl——P-V曲线开始偏离线性时的载荷，N； Pi——试验停机点载荷，N； Pq——裂纹缓慢扩展起始点载荷，N； PL——试样极限载荷，N； Pmax——试验载荷最大值，N； V——裂纹口夹式引伸计测得的张开位移，mm； Vi——启裂点张开位移，mm； Vt——试验停机点张开位移，mm； Vm——最大载荷对应的张开位移，mm； Vp——张开位移的塑性部分，mm； rp——塑性旋转因子； z——引伸计装卡点至试样表面的距离，mm； A——以剩余标准差表示的分散值。 4 试验方法概述 本标准规定采用带预制裂纹的单边缺口三点弯曲试样进行COD试验。首先，从被检验的焊接试板或焊接结构中制取焊接接头试样（包括焊缝金属、熔合区、热影响区及母材），并在试样上制备包含疲劳裂纹在内的组合式尖锐缺口，然后进行加载试验以测定COD参数。