本标准规定了焊接接头按脆断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脆断评定。 JB/T 5104-1991 焊接接头脆性破坏的评定 JB/T5104-1991 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国机械行业标准
焊接接头脆性破坏的评定
1主髓内容与适用范围
本标准规定了焊接接头按脆断原则进行安全评定的方法，JB/T 5104—91
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脆断评定。
2 引用标准
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GB2651
GB3323
GB 4161
GB 9447
JB4291
焊接接头拉伸试验方法
钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级金属材料平面应变断裂韧性Kic试验方法焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验方法焊接接头COD试验方法
3术语及主要符号
3.1术语
穿透缺陷
贯穿板厚的缺陷。
b．内部缺陷
不露出板面的内部缺陷。
C、表面缺陷
不贯穿板厚，呈现在表面的缺陷。3.2儿何参量符号
W-—试样宽度；
板厚，
角变形量：
h错边量；
穿透裂纹半长；内部裂纹长轴半长；等效裂纹尺寸；
临界裂纹尺寸；
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：
N次循环后，穿透裂纹半长；
N次循环后，表面裂纹深度；内部裂纹深度半长；b
中华人民共和国机械电子工业部1991-07-15批准.274
1992-07-01实施
一N次循环后，表面裂纹半长，
一原始缺陷半长：
一原始缺陷半宽：
JB/T 5104—
一内部缺陷边缘到对应的自由表面距离；表面缺陷深度方向边缘到另一对应的自由表面距离；·两缺陷边缘最小距离：
两平行缺陷面间最小距离。
以上各参量的单位为mm。
3.3力学参量符号
E—弹性模量；
届服强度；
拉伸强度：
流变应力；
—总拉伸应力；
弯曲应力
拉伸应力；
焊接残余应力；
以上各参量单位为N/mm。
泊松比：
一总拉伸应变，
一应变集中系数。
3.4疲劳参量符号
最大等效平均应力。
最小等效平均应力。
Aa-—应力幅度αmx—Omin
以上各参量单位为N/mm2
R—应力比amin/amax
3.5断裂力学参量符号
一裂纹尖端张开位移(COD);
临界 COD;
启裂COD；
裂纹稳定扩展量为0.05mm.时的COD值：m最大 COD;
以上各参量单位为mm。
一对应于的积分值
JR——阻力曲线确定的J积分量
裂纹稳定扩展量为0.05mm所对应的J积分值：以上各参量单位为N/mm。
Kr-张开型应力强度因子
一平面应变断裂韧性：
Kaax\—对应于 arax的 Ki;
Kmin --对应于 可min的 K
AKKmxKmin应力强度因子幅度。
JB/T 5104-91
以上各参量单位为N/mm2
da/dN-裂纹扩展速率，单位为mm/周；—裂纹扩展速率公式du/dN=（K\的常数C,n-
4评定必备数据
4.1缺陷或类缺陷的大小、位置、方向。4.2缺陷存在部位、构造形状或焊缝形状。4.3缺陷存在部位无缺陷时的应力。4.4缺陷存在部位材料的断裂韧性（:或Ji、Kic）。4.5母材和接头的化学成分及机械性能。4.6结构的使用温度。
5快陷尺寸规格化
对于未熔合、未焊透、咬边和裂纹等平面类缺陷应按缺陷尺寸规格化评定，对判别不清的焊接缺陷应按裂纹处理。
5.1缺陷规格化流程图
医陷图像探
单个缺陷
[缺陷规格化
多个缺陷
缺陷规格化
庙干涉因子确定复合干莎包括
邻缺陷的干涉、缺陷与自由
面的于涉，复合后重新分类
确定单个缺陷当量获纹尺α、c、6谢如糖剪扩大国
穿避裂纹
[丙部裂纹ab
表面裂纹.b
确定等效裂纹尺寸可
缺陷规格化流程图
5.2缺陷规格化
5.2.1穿透缺陷规格化
a自由表而为直线时
b自由表面为曲线时
穿透缺陷尺寸的确定
5.2.2内部缺陷规格化
表面缺陷规格化
自由表面是直线
JB/T 5104-91
图3内部缺陷尺寸的确定
半椭圆形缺陷
半圆形缺陷
.b自由表面是曲线
图4表面缺陷尺寸的确定
5.3相邻缺陷的干涉和复合
A>B的情况
P,=min(Pi)
椭圆形缺陷
bA≤B的情况
Pl=min(Pi)
圆形缺陷
应按规格化后的缺陷确定相互干涉作用.当相邻缺陷发生干涉时，应将相干涉的缺陷复合成单个缺陷。其干涉条件见图5。S。有两种取值。若评定的接头a>500N/mm，S。取3a1，3c1z若评定的接头口，≤500N/mm2，S。取2a1.2c1o277
JB/T 5104-—91
当2a=21+2c2+S2时
为穿避板厚缺陷
若S当2a=2+2c+时
为穿透板厚缺陷
若ss。
若S≤Se
若SsSo
诺AS，
bystbr
若SAS
20=2a72h-261+2bg
当22（2b+202+5）时当22≤（261+2b+S）时为榭围形缺陷
为形快骼
26= 26
=2a+2g
当(2+2a2+5)>2b2时
为糖医形快陷
当(2c1+ 2c2+S)>2b2 时为赫围形缺陷拉
当a≥(2b+b+)时当a12b1+b2+S时为半精围形缺陷
为半鼠形缺陷
+$)<(2a12a2F3>时
为糖竭形缺陷
当(26+2+$)=(2a1+2a*+S)时
为形映调
28=21+2h+$z
2a 2b1+ 26++S?
c=2±6+S2
+)>2(+2+$2时
为半辅血形硬陷
+$,)≤2(+262+$+)时
当2+2
为半随形缺陷
图5相邻缺陷的于涉和复合
5.4接近自由表面的干涉
JB/T 5104—91
5.4.1内部缺陷和一个自由表面相干涉时的复合若α>(2+P)
/若P≤P
若a2+P
6=20+P
半测形表面缺陷
半困形表面缺陷
图6内部缺陷和个自由表面的干涉5.4.2
2内部缺陷和两个自由表面相干涉时的复合（包括规格化后的缺陷）若P,≤P。
穿透缺陷
图？内部缺陷和两个自由表面的干涉5.4.3
表面缺陷和另表面相干涉的复合Ps0.3m
2a= 2c' +6
图8表面缺陷和另一表面的干涉
5.5非共面缺陷相干涉时的复合
5.5.1若焊接接头a≤500N/mm2且d≤2α或2c时，按共面处理；若接头0,>500N/mm2且d≤3a或3c时，按共面处理。参见第5.4条。5.5.2非共面缺陷复合后的位置应确定在较大缺陷处。5.6斜缺陷的计算尺寸
按原始缺陷在主应力方向的投影尺寸进行计算。5.7等效裂纹尺寸a的计算
根据所评定工程的精度要求，附录A中图与表进行计算。279
6材料性能值的确定
JB/T 5104--91
6.1焊接接头的屈服强度。的确定按GB2651测定。6.2焊接接头裂纹扩展速率表达式du/dN=（K\小常数（\按（i117规定6.3断裂韧性值COD确定。
6.3.1评定所采用的COD为。
6.3.2在缺乏数据时可采用8.80.05，甚至m值，但必须获得被评定方同意且应明确记录在报告中6.3.38、8.的测试按JB4291的规定。6.3.4可采用J。Kic等其他断裂判据的断裂韧性折算COD值，折算关系的误差必须作出估计说明，其断裂韧性值Kic按YB947的规定，J.按GB2308的规定。力学条件
力学条件是指作用在缺陷处的应力或应变值。7.1外载荷引起的内应力
对外载荷引起的内应力，按无缺陷、无制造偏差计。设计中应考虑全部应力、应变值。通常情况下，截面受力不可能均勾，所以把这部分应力分解为拉伸应力α和弯曲应力のw。缺陷处这部分的应力定义为：
d=ot+abow
缺陷处的这部分应变定义为：
e-a/E+aow/E
式中：E-
弹性模量：
由缺陷种类决定的系数，见表1。表1ab的确定
缺陷的种类
穿透缺陷
内部缺陷
表面缺陷
缺陷在拉伸应力一侧
缺陷在压缩应力一侧
若（α十a）≥可另用适当的方法确定e例如弹塑性分析等。7.2焊接残余应力
在评定焊接结构接头缺陷时·必须考虑焊后残余应力缺陷处这部分的应力定义为：
缺陷处的这部分应变定义为：
e2-areg
武中:a.
与焊接缺陷种类以及它的位置有关的系数，见表2。ub
缺陷种类
穿透缺陷
内部缺陷
表面缺陷
JB/T 5104—91
表２a值
与焊缝平行的缺陷
与焊缝垂直的缺陷
7.2.1若焊接结构经整体回火消除残余应力处理，则a.取0.3。角
与焊缝平行的缺陷
7.2.2若焊接结构采用局部回火消除残余应力处理，则a,应用实测值确定系数。7.2.3若焊接结构未做消除应力处理，则α取1。7.3接头形状引起的应力集中
与焊缝垂真的缺陷
因焊接工艺造成的接头几何形状不连续，必须考患在缺陷部位存在应力集中和应变集中。缺陷处这部分的应力为：
G-(K,-1)α
缺陷处这部分应变条件为：
ey --(Kt-1)e
K的数值见附录B。
7.4力学条件的确定
7.4.1应力
2应变
e=er+e2+e3
8 断裂评定
8.1应力强度评定
缺陷部位静断面的实际使用应力应小于或等于该部位材料的流变应力α。的0.7倍，其中α。=+）。使用应力是否加一定的安全系数，由产品的重要性决定。8.2断裂评定
8.2.1COD 法评定
按式(9)给出COD断裂参数表达式8=2元ae.
8-a(e+e)
式中：按第5章确定；
e按第7章确定。
0. 6e/e,1 -
e/e,>1
当时，评定为允许的缺陷，按第6章确定。8.2.2应力强度因子法
当缺陷部位的总应力α小于或等于焊接接头的屈服应力的0.6倍时，可采用式（11）～式（13）计算应力强度因子。
穿透裂纹
内部裂纹
a)~元a
JB/T 5104—91
表面裂纹
式(11)、式(12)、式(13)中Y、0、要、F的定义及计算见附录A。当Ki≤0.6Kic时，评定为允许的缺陷。9缺陷尺寸的疲劳裂纹长大
9.1承受瘢劳载荷的焊接接头+疲劳裂纹的长大由dudN=·（AK）”计算出a、值。9.1.1AK的确定
穿透裂纹
内部裂纹
表面裂纹
AK-YAGVRa
式(14)、式（15)、式（16)中Y、2、*、F的定义及计算见附录A。9.1.2疲劳裂纹an的确定
an值由式(17)求解：
N(n-2)c元2Ag
2agl-号bzxZ.net
9.2承受疲劳载荷的焊接接头，若无条件做试验时，疲劳裂纹长大的估算可参照附录C进行。9.3评定
疲劳裂纹长大的u值确定后，将aw值作为新的缺陷尺寸按第8条评定。282
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