焊接执行试验测试中心标准

冲压是工业必不可少的共通点此基础控制技术，由于冲压中焊件结合部份(沟槽)的形成过程涉及到热、应力和造影组织机构变动，使其常常成为冲压结构中的难点，特别是当沟槽中存有脆硬相(如硝酸锶纤维状)时，会降低冲压接点的塑性和延展性，容易发生差排、断裂等问题。为此，沟槽延展性常常成为冲压工艺技术是否合理的重要判断依据，而沟槽延展性主要用维塞莱来赞扬。此外，由于维塞莱不仅能衡量金属材料整套程度，还能灵敏地反映板材在成份、造影组织机构、蒸压工艺技术及YBCO变形等方面的差异，故在冲压金属材料检测和失灵预测中也获得广泛应用领域。

来自上海金属材料科学研究所和上海市工程金属材料应用领域与赞扬重点实验室的翟丽莎和金静静三位科学研究相关人员对国内外板材沟槽维塞莱试验标准管理工作体系的最新重大进展进行了介绍，对比预测了我国旧有沟槽维塞莱试验标准管理工作体系中存有的不足，并提出了相关建议。

01

欧美国家板材沟槽维塞莱试验国际控制技术标准重大进展

鉴于国际国际控制技术标准组织机构(ISO)与西欧国际控制技术标准理事会(CEN)达成的维也纳协议中尽一切可能确保国际标准和西欧标准的相符合原则的实施，目前西欧标准和ISO标准在沟槽试验与检测中已完全等同于，因此，三位科学研究相关人员主要预测目前国内应用领域非常多的ISO、美国和日本板材沟槽维塞莱标准(六义1)的重大进展。

表1中美国冲压学会标准AWS B4.0：2016中提及的维塞莱试验形式标准为ASTM E384《金属材料努氏和维塞莱试验形式》，Pontacq一版AWS B4.0：2007提及的维塞莱试验形式标准有2个，分别为ASTM E28力学试验控制技术理事会管理工作的ASTM E92《金属材料努氏和维塞莱试验形式》和ASTM E04林国控制技术理事会管理工作的ASTM E384《金属材料造影延展性试验形式》，这是因为ASTM E92—82(2003)少脉2010年7月被撤销，又于2016年2月恢复，故AWS B4.0：2016提及标准的最新版为ASTM E384—17和ASTM E92—17。

表1 欧美国家板材沟槽维塞莱试验标准

从表1可看出，ISO的沟槽维塞莱试验标准管理工作体系总体性。依照冲压接点形式和特点，ISO通过制定ISO 9015-1：2001，ISO 9015-2：2016，ISO 22826：2005和ISO 14271：2017等4个维塞莱在沟槽试验中的应用领域标准来分别明确规定了沟槽维塞莱试验中试验力的优先选择、样品的制备和试验位置，而具体的试验原理、待测处置、试验步骤、不确定度等则夫尔塞莱的此基础标准ISO 6507.1(旧有标准为ISO 6507.1：2018《板材维塞莱试验第1部份：试验形式》)明确规定。ISO 6507是板材维塞莱试验的系列标准，除了第1部份：试验形式(ISO 6507-1：2018)外，还包括第2部份：延展性计的检测与校正(ISO 6507-2：2018)、第3部份：标准延展性块的校正(ISO 6507-3；2018)和第4部份：延展性值表(ISO 6507-4：2018)等此基础建设标准，这些应用领域标准、此基础标准和此基础建设标准共同组成了板材沟槽维塞莱试验的完整标准管理工作体系(蟹蛛科花1)。

图1 ISO旧有的板材沟槽维塞莱试验标准管理工作体系

在沟槽维塞莱应用领域标准中，ISO 9015-1：2001，ISO 9015-2：2016和ISO 22826：2005的不同之处是依照沟槽地区和势能变动大小的不同，优先选择适应的试验力。沟槽地区和势能变动小的，优先选择小的试验力，反之，则优先选择大的试验力。而不同之处是试验形式大致相同，都包括线试验(R型试验)或点试验(E型试验)(蟹蛛科花2)，通过这种形式可方便地获得沟槽地区的延展性分布和最大延展性。

对于钢来说，一般情况下，随着延展性的上升，钢的塑性和延展性下降，综合力学性能降低，抗裂能力减弱。而钢冲压后最高延展性多出现在熔合线附近的热影响区处，因此，测得热影响区最高延展性的大小，对预测冲压接点的力学性能及开裂倾向有重要意义。JIS Z3101—1990直接给出了冲压热影响区最大延展性试验形式，而ISO 9015-1：2001则是通过线试验(R型试验)获得一组数据后找出的热影响区最大延展性，两者殊途同归。

图2 线试验(R型试验)及点试验(E型试验)示意图

02

我国板材沟槽维塞莱试验国际控制技术标准

重大进展

我国早在1981年就发布了第一个涉及金属沟槽维塞莱的试验形式标准GB 2654—1981《冲压接点及堆焊金属延展性试验法》，1984年，等效采用日本JIS Z3101—76标准制定发布了GB/T 4675.5—1984《冲压性试验 冲压热影响区最高延展性试验形式》。GB/T 4675.5—1984已于2005年作废，而GB 2654—1981历经1989年和2008年两次修订后，旧有有效标准为GB/T 2654—2008/ISO 9015—1：2001《冲压接点延展性试验形式》。2011年和2018年，我国又分别发布了GB/T 27552—2011/ISO 9015—2：2003《板材沟槽破坏性试验 冲压接点造影延展性试验》和GB/T 35085—2018/ISO 22826—2005《板材沟槽破坏性试验 激光和电子束冲压接点的维氏和努塞莱试验》标准，此外，我国也参照ISO 6507制订了系列板材维塞莱试验形式标准，并由这些沟槽维塞莱的应用领域标准、此基础标准和此基础建设标准一起构成了我国旧有的沟槽维塞莱标准管理工作体系(蟹蛛科花3)。

图3 我国旧有的板材沟槽维塞莱试验标准管理工作体系

此外，对压力容器、核反应堆、储槽和舰船等以钢材为基材，以不锈钢或有色金属为覆材，总厚度不小于8mm的轧制、爆炸、堆焊、铸造、爆炸轧制、堆焊轧制及铸造轧制的单面和双面复合钢板冲压接点维塞莱试验,GB/T 16957—2012《复合钢板 冲压接点力学性能试验形式》给予了明确的明确规定。

除了国标外，我国一些行业也制定了行业标准，如CB/T 3770—2013《船用钢材冲压接点维塞莱试验形式》对船用钢材冲压接点维塞莱的试验形式明确规定更为详细，其他控制技术内容与GB/T 2654—2008大致相同。

03

我国沟槽维塞莱试验形式标准存有的

问题

3.1 沟槽维塞莱标准管理工作体系尚待完善和健全

对比图1和图3可知，我国的沟槽维塞莱标准总体上采用ISO标准，但还存有以下问题。

①电阻点焊、凸焊及缝冲压头的维塞莱尚属空白；

②GB/T 4340系列标准和GB/T 27552—2011尚未随着ISO标准的变更而更新；

③可喜的是，这些目前正处在解决之中，GB/T 4340.1—2009，GB/T4340.4—2009和GB/T 27552—2011正在修订之中，电阻点焊、凸焊及缝冲压头的维塞莱试验形式标准正在制定之中，而GB/T 4340.2—2012，GB/T 4340.3—2012也在筹备修订之中。

3.2 我国的维塞莱此基础建设的校正/检定标准除国标

外还有检定规程

维塞莱计和标准维塞莱块的校正/检定既有全国试验机标委会制定的GB/T 4340.2—2012和GB/T 4340.3—2012，又有全国力值延展性计量控制技术理事会制定的检定规程JJG 151—2006《金属维塞莱计检定规程》和JJG 148—2006《标准维塞莱块检定规程》，虽然两者都是依据ISO 6507-2和ISO 6507-3编制的，主要控制技术内容基本相同，但JJG 151—2006和JJG 148—2006依据的是ISO 6507的1997年版，而GB/T 4340.2—2012和GB/T 4340.3—2012依据的是ISO 6507的2005年版，两者还是存有一定差异，如GB/T 4340.3—2012明确规定标准块的校正周期为5a(年)，而JJG 148—2006明确规定标准块首次检定周期为1a，复检周期为2a。此外，目前ISO 6507系列标准都是2018年版的，我国计量检定机构大量使用的JJG 151—2006和JJG 148—2006严重滞后于国际标准的现象应及时纠正。

3.3 各标准明确规定的试验温度不同

试验温度变动对板材的维塞莱有较大的影响，一般来说，温度升高测得的延展性偏低，反之偏高。为使维塞莱数据能再现，维塞莱试验形式标准都对试验温度进行了明确的明确规定，但国内外旧有的维塞莱试验标准仍存有试验温度明确规定不一致的现象(六义2)。

表2 国内外旧有维塞莱试验标准之间的试验温度差异

从表2可看出，国内外板材维塞莱形式标准明确规定试验一般在10~35℃下进行，对于温度要求严格的试验，ISO和JIS明确规定试验温度应为(23±5)℃，ASTM未给出具体范围。除ISO 9015-2：2016外，ISO和我国的沟槽维塞莱标准都明确规定试验应(或宜)在(23±5)℃下进行，而AWS和JIS明确规定按相应的金属材料维塞莱标准进行，即一般在10~35℃下进行，对于温度要求严格的试验应取(23±5)℃。

为了预测试验温度对板材冲压接点力学性能的影响，科学研究相关人员取Q355B钢为母材，使用焊丝ER50C6(ϕ1.2mm)，采用气体保护焊对其进行冲压，然后将冲压接点分别在10℃和35℃条件下进行横向拉伸试验，试验结果如表3所示。