BADANIA NISZCZĄCE 

ZŁĄCZY SPAWANYCH

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI 

MECHANICZNYCH

STATYCZNA PRÓBA 

ROZCIĄGANIA MATERIAŁÓW, 

STOPIW I SPOIN

Statyczną 

próbę 

rozciągania 

stosuje 

się 

do 

określenia 

wytrzymałości materiałów podstawowych, materiałów podstawowych, 

stopiw i spoin.

Podstawową  próbą  rozciągania  stosowaną  w  badaniach  wła sności 

materiałów  podstawowych,  spoin  i  stopiw  jest  statyczna  próba 

rozciągania  w  temperaturze  otoczenia  przeprowadzona  według 

wymagań  normy  PN-EN  10002-1.  Przeprowadza  się  ją  na  próbkach 

okrągłych,  kwadratowych,  prostokątnych  lub  pierścieniowych  w 

zależności  od  kształtu  i  wymiarów  wyrobów  metalowych,  spoin  i 

stopiw w temperaturze otoczenia zwykle (23 ±5)°C. Próbki do badań 

wykonuje  się  przez  obróbkę  mechaniczną  odcinka  próbnego 

pobranego  z  materiału  podstawowego,  stopiwa  lub  spoiny.  Na 

rysunku  przedstawiono  próbki  do  badań  na  rozciąganie  o  kształcie 

okrągłym,  prostokątnym  i  pierścieniowym  oraz  próbkę  do  badań  na 

rozciąganie  wyciętą  z  rury.  Wymiary  próbek  określają  załączniki  do 

wyżej wymienionej normy.

Za pomocą badań na rozciąganie określa się następujące  

właściwości mechaniczne:

•wytrzymałość na rozciąganie - R

m

 [MPa];

•granicę  plastyczności  (R

eH

  -  górną  granicę  plastyczności  lub  R

eL

  - 

dolną granicę plastyczności, R

p

 - umowną granicę plastyczności przy 

wydłużeniu  nieproporcjonalnym,  R

r 

-umowną  granicę  plastyczności 

przy  wydłużeniu  trwałym,  R

t

  -  umowną  granicę  plastyczności  przy 

wydłużeniu całkowitym) [MPa];

•wydłużenie procentowe po rozerwaniu - A [%];
•przewężenie procentowe przekroju po rozerwaniu - Z [%].

 

Próbki do badania na rozciąganie: 

1  -  grubość  próbki  do  badań  lub  grubość  ścianki  rury,  2  —  szerokość  równoległej  części  próbki  do  badań  próbki 

płaskiej  lub  średnia  szerokość  próbki  wyciętej  z  rury  w  postaci  paska  lub  szerokość  drutu  płaskiego,  3  -  średnica 

części równoległej próbki okrą głej, średnica drutu okrągłego lub wewnętrzna średnica rury, 4 - średnica zewnętrzna 

rury,  5  -  początkowa  długość  pomiarowa,  6  —  długość  części  równoległej,  7  -  długość  całkowita  próbki,  9  - 

początkowe pole przekroju poprzecznego części równoległej próbki, 12 - część uchwytowa próbki

Próbka do badań na rozciąganie wycięta z rury: 

1 - grubość ścianki rury, 2 - średnia szerokość próbki wyciętej z rury w postaci 

paska, 5 - początkowa długość pomiarowa, 6 - długość części równoległej, 7 - 

długość całkowita próbki, 9 - początkowe pole przekroju poprzecznego części 

równoległej próbki, 12 - część uchwytowa próbki

Metody  badania  oraz  zasady  pobierania  próbek  do 

badania  stopiwa  ze  stali,  niklu  i  stopów  niklu  podaje  seria 

norm  PN-EN  ISO  15792.  Próbki  do  badania  wycina  się  z 

jednostronnie  spawanego  złącza  próbnego  doczołowego 

przygotowanego na V z podkładką według normy PN-EN ISO 

15972-1  (rys.  3.3).  Próbki  na  rozciąganie  usytuowane  w 

środku  złącza  (rys.  3.4)  mogą  być  wycinane  mechanicznie 

lub  termicznie,  przy  czym  krawędź  cięcia  termicznego 

powinna  znajdować  się  co  najmniej  10  mm  od  brzegu 

spoiny.

Złącze próbne do badania właściwości mechanicznych stopiwa:

t-12 do 25 mm, a ≥ 80 do 150 mm, β = 10

o+2,5

, b = 10 do 24 mm, l ≥ 150 

mm, u ≥ 6mm

Usytuowanie próbki do badania stopiwa  na 

rozciąganie

Próbę 

rozciągania 

stosowaną 

w 

badaniach 

materiałów 

podstawowych,  spoin  i  stopiw  w  temperaturze  otoczenia  można 

stosować  także  do  określania  właściwości  mechanicznych  w 

temperaturaturze  podwyższonej

,  zgodnie  z  normą  PN-EN  10002-

5.  Podczas  próby,  najczęściej  w  zadanej  temperaturze  badania, 

wyznacza  się  wytrzymałość  na  rozciąganie  (R

m

),  górną  i  dolną 

granicę plastyczności, wydłużenie procentowe po rozerwaniu (A) i 

przewężenie  procentowe  po  rozerwaniu  (Z).  Kształt  i  wymiary 

próbek  zależą  od  kształtu  i  wymiarów  wyrobów  metalowych, 

których własności mają być określone. Przekrój poprzeczny próbki 

powinien być okrągły, kwadratowy, prostokątny lub pierścieniowy. 

Kształty i wymiary próbek podają załączniki normy PN-EN 10002-

5. Urządzenie do nagrzewania próbki powinno być tak wykonane, 

aby  próbka  mogła  osiągnąć  zadaną  temperaturę  i  zachować 

wymagane tolerancje temperatury badania. 

Dopuszczalne  odchyłki  między  zadaną  i  mierzoną  temperaturą 

powinny wynosić:

•± 3°C przy 0 < 600°C,
•± 4°C przy 600°C < 0 < 800°C,
•±5°Cprzy 800°C < 0 < 1000°C.

Próbka  powinna  być  nagrzana  do  określonej  temperatury  i  przed 

przyłożeniem siły utrzymywana w tej temperaturze przez co najmniej 

10 minut.

Próbę rozciągania w podwyższonych temperaturach przeprowadza 

się  dla  materiałów  podstawowych,  stopiw  materiałów  dodatkowych 

do  spawania  i  spoin  przeznaczonych  do  pracy  w  warunkach 

podwyższonej temperatury.

STATYCZNA PRÓBA POPRZECZNEGO 

ROZCIĄGANIA DOCZOŁOWYCH ZŁĄCZY 

SPAWANYCH

Podstawową 

próbą 

rozciągania 

stosowaną 

w 

badaniach 

właściwości  złączy  spawanych  jest  próba  rozciągania  próbek 

poprzecznych  według  normy  PN-EN  895.  Przeprowadza  się  ją  w 

celu określenia wytrzymałości na rozciąganie i położenia przełomu 

w spawanych złączach doczołowych. 

Ponieważ złącze spawane jest 

niejednorodne  pod  względem  własności,  nie  określa  się  granicy 

plastyczności i wydłużenia próbki, lecz jedynie wytrzymałość na 

rozciąganie. 

Jeśli w odpowiedniej normie dotyczącej zastosowania 

podano  takie  wymaganie,  to  należy  zaznaczyć  kierunek  przeróbki 

plastycznej materiału podstawowego, to jest kierunek walcowania 

czy  wytłaczania,  w  stosunku  do  kierunku  wycinania  próbki  do 

badania. 

Próbkę pobraną ze złącza spawanego poprzecznie do spoiny poddaje 

się  rozciąganiu  w  sposób  ciągły  aż  do  zerwania,  zwykle  w 

temperaturze  pokojowej  (23  ±5)°C.  Próbka  pobierana  jest  w  ten 

sposób,  aby  po  obróbce  mechanicznej  oś  spoiny  znajdowała  się  w 

środku długości pomiarowej próbki. W przypadku rur małej średnicy, a 

za takie zwykle uważa się rury o średnicy < 18 mm, badanie można 

przeprowadzić  na  wycinku  całej  rury.  Zwykle  grubość  próbki  „a" 

powinna  być  równa  grubości  materiału  podstawowego  w  pobliżu 

spoiny.  Jeśli  wymagane  jest  badanie  całej  grubości  złącza,  ale 

większej niż 30 mm, można pobrać kilka próbek, aby objąć nimi całą 

grubość złącza 

b

Przykłady rozmieszczenia próbek 
poprzecznych na rozciąganie w złączach 
spawanych: 
a)badanie pełnego przekroju, 
b)badanie całego przekroju za pomocą kilku 
próbek; 
          a - grubość próbki, 
          b - szerokość pomiarowej części równoległej 
               próbki, 
          t - grubość złącza spawanego

Próbka poprzeczna na rozciąganie - badanie blach: 

L

t

 -długość całkowita, b

}

 - szerokość główki próbki, b - szerokość pomiarowej 

równoległej części próbki, L

Q

 -pierwotna długość pomiarowa, L

c

 - długość 

równoległej części próbki, L

s

 - największa szerokość spoiny po obróbce 

mechanicznej, r - promień główki

I

-c

A

Próbka do 

rozciągania całego 

przekroju rury

Próbkę  poprzeczną  na  rozciąganie  złącza  spawanego  nie  zawsze 

uważa  się  za  wystarczającą  dla  określenia  wytrzymałości  złącza. 

Czasami wymagane jest określenie własności mechanicznych samych 

spoin.  Dotyczy  to  na  przykład  kwalifikowania  technologii  spawania 

zbiorników ciśnieniowych  przez  badanie  opisane w normie  PN-EN EN 

13455  -  Część  4.  W  rozdziale  7.3  „Kwalifikowanie  technologii 

spawania  (WPAR)"  tej  normy  podano,  że  dla  doczołowych  złączy  o 

grubości  równej  lub  większej  niż  20  mm  oprócz  prób  poprzecznego 

rozciągania  należy  przeprowadzić  dodatkowo  próby  wzdłużnego 

rozciągania  spoiny  dla  określenia  Ret,  R

m

  i  A

5

,  które  to  własności 

powinny odpowiadać materiałowi podstawowemu

. 

Sposób  przeprowadzenia  prób  rozciągania  próbek  wzdłużnych 

okrągłych  w  celu  określenia  własności  mechanicznych  spoin  podaje 

norma PN-EN 876. Próbkę do badań należy wyciąć ze środka spoiny i 

na  przekroju  poprzecznym.  W  przypadku  dużych  grubości  spoin  lub 

złączy  dwustronnych  można  wycinać  więcej  niż  jedną  próbkę,  różnie 

usytuowanych  na  grubości.  Każda  próbka  powinna  mieć  okrągły 

przekrój  i  wymiary  zgodne  z  normą  PN-EN  10002-1.  Średnica  próbki 

„d"  powinna  wynosić  10  mm.  Jeśli  nie  jest  to  możliwe,  średnica 

powinna być jak największa - jednak nie mniejsza niż 4 mm.

Przykład usytuowania próbek do badań - przekrój 

wzdłużny

Przykłady  usytuowania  próbek  -  przekrój 
poprzeczny

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA 

ZŁĄCZY SPAWANYCH KRZYŻOWYCH I 

ZAKŁADKOWYCH

Wytrzymałość  na  rozciąganie  krzyżowych  i  zakładkowych  złączy 

spawanych  oraz  miejsce  zerwania  złączy  określa  się  w  oparciu  o 

próbę  rozciągania  według  normy  PN-EN  ISO  9016.  Próba  stosowana 

jest  najczęściej  podczas  kwalifikowania  technologii  spawania  przez 

badanie technologii według serii norm PN-EN ISO 15614 lub podczas 

badania  prób  roboczych.  Na  próbkę  do  badań  wyciętą  ze  złącza 

spawanego  jest  przykładane  w  sposób  ciągły  w  kierunku 

poprzecznym  do  osi  spoiny  rosnące  obciążenie  rozciągające  aż  do 

wystąpienia zerwania. Badania przeprowadza się w temperaturze (23 

±5)°C. Usytuowanie próbek w złączach krzyżowych lub zakładkowych 

przedstawiają rysunki.

Usytuowanie próbek w złączu krzyżowym (końce złącza są 

odpadami)

Usytuowanie próbek w złączu zakładkowym (końce złącza są 

odpadami)

Próbka do badań złącza krzyżowego

Wymiary
t dla próby roboczej: grubość wyrobu, 
t dla kwalifikowania technologii: t1 = t2 = t3
 d>150
30 ≤b ≤50; 3t ≤b ≤50; c ≥2b;
,, a " dla kwalifikowania technologii:
zgodnie z wymaganiami normy dotyczącej zastosowania lub kiedy nie występuje: a  ≈ 0,5 x t,; 
a1≈a

2

 ≈a

3 ≈

a

4

„ a " dla próby roboczej: jak dostarczono Lt = 2 x d + t

2

 

Próbka do badań złącza zakładkowego

Wymiary
t dla próby roboczej: grubość wyrobu, t dla kwalifikowania technologii: t1 = t

2 ; 

d ≥50

30 ≤b ≤50; 3t ≤b ≤50; c≥2b;
„ a " dla kwalifikowania technologii:
zgodnie z wymaganiami normy dotyczącej zastosowania lub kiedy nie występuje: a ≈0,5 x t;  
a1≈a2≈a3≈a4
„a" dla próby roboczej: jak dostarczono Lt= 2 xd +f

Wytrzymałość  na  rozciąganie,  R

m

,  wyrażona  w  N/mm

2

,  obliczona 

jako  stosunek  największej  siły,  F

m

,  którą  próbka  przeniosła  podczas 

badania, do powierzchni przełomu A

r

 w mm

2

.

Norma PN-EN ISO 9018, zakładając, że zerwanie nastąpi w spoinach, 

podaje sposób określenia szerokości powierzchni przełomu.

W tym przypadku powierzchnia przełomu: A

r

 = w

t

 x b [mm

2

] 

Określenie szerokości powierzchni przełomu

gdzie: 
w

t

 - szerokość powierzchni przełomu [mm],

b - szerokość próbki do badań równa długości powierzchni przełomu [mm].

Kryteria  akceptacji  dla  wyników  badania,  zarówno  wtedy  kiedy 

próbka do badań zerwie się w spoinach, jak i w częstych przypadkach 

zerwania próbek w materiale podstawowym, z dala od spoiny i strefy 

wpływu  ciepła,  podają  przepisy,  wytyczne,  a  także  normy  dotyczące 

zastosowania.  Dla  przykładu  w  Wytycznych  DVS  1702  Niemieckiego 

Towarzystwa Spajania i Procesów Pokrewnych (Deutscher Verband für 

Schweißen  und  verwandte  Verfahren  -  DVS)  dotyczących 

kwalifikowania  technologii  spawania  zostały  podane  następujące 

kryteria oceny wyników badania na rozciąganie złączy krzyżowych.

„Oceniane  mogą  być  tylko  próbki  ze  spoinami  pachwinowymi  o 

grubości  a  ≤  0,5  •  t  (t  =  grubość  części  rozciąganej  próbki).  Jeśli 

zerwanie  nastąpi  w  materiale  podstawowym,  musi  być  uzyskana 

wytrzymałość  na  rozciąganie  równa  co  najmniej  minimalnej 

wytrzymałości  na  rozciąganie  materiału  podstawowego  (R

m

).  Jeśli 

zerwanie  nastąpi  w  spoinach,  należy  określić  naprężenie  niszczące, 

uwzględniając rzeczywisty przekrój przełomu spoin pachwinowych. W 

danym  przypadku  dla  określenia  przekroju  przełomu  uwzględnia  się 

rzeczywistą  głębokość  wtopienia,  przekraczającą  zwykle  teoretyczny 

punkt  graniowy  spoiny  pachwinowej.  Określone  podczas  próby 

naprężenie  niszczące  powinno  wynosić  minimum  0,8  •  R

m

  materiału 

podstawowego rozciąganej próbki."

Dziękuję !!!