T/CWAN 0116-2024 金属材料焊接接头应力X射线测试方法

ICS25.160.01

CCSJ33

团体标准

T/CWAN0116—2024

GB/T13814—92

金属材料焊接接头应力X射线测试方法

X-raydiffractiontestingmethodforstressofmetallicmaterialsweldedjoints

2024-06-12发布2024-07-01实施

中国焊接协会发布

T/CWAN0116—2024

目次

前言....................................................................................................................................................................II

1范围.....................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件................................................................................................................................................1

3术语、符号和定义............................................................................................................................................1

4X射线应力测试原理及方法.............................................................................................................................2

5测试仪器............................................................................................................................................................4

6测试方案的制定................................................................................................................................................5

7测试步骤............................................................................................................................................................5

8试验报告............................................................................................................................................................8

附录A（资料性）................................................................................................................................................9

参考文献...............................................................................................................................................................10

I

T/CWAN0116—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国焊接协会提出并归口。

本文件起草单位：河北河钢材料技术研究院有限公司、天津市特种设备监督检验技术研究院、湖

南湘工环保科技开发有限公司、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、天津市思维奇检测技

术有限公司、天津大学、天津市金桥焊材集团股份有限公司、上海工程技术大学、北部湾大学、上海

极火网络科技有限公司、福建省特种设备检验研究院。

本文件主要起草人：张彩东、马青军、贺顺达、马成、韦晨、武鹏博、党丽华、陈博文、田旭海、

邹吉鹏、刘晨曦、肖辉英、张天理、冯志强、梁伟、孙明辉、高利慧、李爱民、吴妍。

II

T/CWAN0116—2024

金属材料焊接接头应力X射线测试方法

1范围

本文件规定了采用X射线衍射原理测试金属材料焊接接头应力的方法，内容包括术语、符号和定

义、X射线应力测试方法及原理、测试仪器、测试方案的制定、测试步骤及试验报告要求。

本文件适用于金属材料焊接接头的应力测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用

于本文件。

GB/T7704无损检测X射线应力测定方法

GB/T39520弹簧残余应力的X射线衍射测试方法

JB/T9394无损检测仪器X射线应力测定仪技术条件

3术语、符号和定义

以下及GB/T7704界定的术语和定义适用于本文件。

3.1术语和定义

3.1.1德拜-谢乐环Debye-Scherrerring

当X射线入射多晶体时，衍射X射线会以入射X射线为轴，形成圆心角θ不同的多个圆锥。用平面X

射线胶片或二维检测器接收这样的圆锥，可以得到入射X射线的位置在中间的同心圆状的衍射线图案。

这样的同心圆一般称为德拜谢乐环或德拜环（Debyering）。

3.2符号

本文件中的符号和定义见表1。

表1符号和定义

符号定义

θ布拉格角，衍射角2θ的1/2，亦即入射X射线或衍射线与衍射晶面之间夹角

Ψ0入射角，即入射线与试样表面法线之间夹角

χ扫描平面相对于试样表面法线的夹角

ω在χ=0即扫描平面垂直于试样表面的条件下入射X射线与试样表面之间的夹角

φ衍射晶面法线在试样平面的投影与试样平面上某一指定方向的夹角

σφφ角方向的正应力

σii正应力分量（i=1,2,3）

τφσφ作用面上垂直于试样表面方向的切应力分量

τij切应力分量（i≠j；i=1,2,3；j=1,2,3）

εφΨφ和Ψ角定义的方向上的应变

β积分宽度，即衍射峰去除与布拉格衍射无关的背底以后积分面积与最大强度之比

1

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符号定义

ZX射线穿透深度

{hkl}晶面的X射线弹性常数

ℎ𝑘ℎ𝑘

121

�S1，S2,，�S3试样坐标系，S1由操作者定义

2

LP洛伦兹偏振因子

L1，L2，L3实验室坐标系

{hkl}晶面指数为（hkl）的晶面族

d0材料无应力状态的晶面间距

dφΨ法线处于φ和Ψ角定义方向上的晶面间距

A吸收因子

α德拜环顶端的-Ψ0侧为起点，顺时针方向的旋转角

ηη=（180°-2θ）

4X射线应力测试原理及方法

4.1X射线应力测试基本原理

X射线应力测试是以晶体材料晶面间距为标准距离，使用X射线衍射测试由于应力导致的晶面间距

变化，然后计算应力。

4.1.1cosα法

cosα法是使用单一斜入射的X射线，利用二维检测器获得德拜环的全周晶格应变信息来测量试样

表面残余应力和载荷应力的方法。X射线入射多晶体时，衍射X射线以入射X射线为轴，与反射X射线

共同构成圆锥状。图1是德拜-谢乐环形成的原理图。