310不锈钢板作为高合金耐热钢，其焊接后的性能检测是确保结构安全性和使用寿命的关键环节。焊接过程中可能出现晶间腐蚀、热裂纹、组织劣化等问题，必须通过系统的检测手段验证焊缝质量。检测体系需涵盖化学成分、力学性能、耐蚀性等多个维度，同时结合无损检测技术进行全面评估。
焊接接头化学成分分析
焊接完成后应首先进行化学成分复验，重点检测焊缝区域的Cr、Ni含量是否满足ASTM A240标准要求的24-26% Cr和19-22% Ni。采用光谱分析法检测C元素含量是否控制在0.25%以下，避免过量碳化物析出。同时需要测定Si、Mn等合金元素的偏析情况，特别是熔合线附近元素分布是否均匀。
对于采用ER310焊材的焊接接头，需验证熔敷金属的Nb含量是否在标准范围内。通过电子探针微区分析检测δ铁素体含量，确保其不超过5%，防止高温脆性。对于多层多道焊，还需分层取样检测各焊道的成分稳定性。
金相组织检测与晶间腐蚀试验
制备焊接接头的金相试样时应包含熔合区、热影响区和母材三个区域。通过光学显微镜观察奥氏体晶粒度，评估焊接热循环引起的晶粒长大情况。使用扫描电镜分析析出相类型，特别是σ相、碳化物的形成情况。
按照ASTM A262 Practice E标准进行晶间腐蚀试验，将试样在沸腾的65%硝酸溶液中连续煮沸48小时，测量单位面积的失重量。同时需进行铜-硫酸铜-16%硫酸试验，验证焊接接头抗晶间腐蚀能力是否达到母材的85%以上。
力学性能综合测试
按照ASME IX规范要求，焊接接头需进行常温拉伸试验，取样位置应包含焊缝中心线。测试结果需满足抗拉强度≥515MPa，屈服强度≥205MPa的技术指标。进行侧弯试验时，弯心直径应为试样厚度的3倍，弯曲角度180°后观察表面裂纹情况。
高温持久强度测试需在700℃环境下加载140MPa应力，记录断裂时间不低于100小时。冲击韧性试验应分别在-196℃、室温和600℃下进行，夏比V型缺口试样的冲击功需达到标准要求的三组数据一致性。
焊缝区域硬度检测
使用维氏硬度计沿焊接接头横截面进行网格化硬度测试，测点间距不超过1mm。热影响区的最高硬度值应控制在320HV以内，防止出现淬硬组织。焊缝中心的硬度波动范围不得超过母材硬度的±15%。
对于厚度超过20mm的板材，需进行分层硬度检测。特别注意多层焊时层间区域的硬度分布，避免出现局部硬化区。硬度检测数据应绘制等硬度曲线图，直观显示焊接接头的硬度梯度变化。
无损检测技术应用
射线检测应按照ASME Section V Article 2执行，采用Ir-192或Se-75射线源，灵敏度2%以上。对T型接头和角焊缝需进行双壁双影透照。超声波检测时探头频率选择5MHz，采用60°和70°两种K值探头进行交叉扫查。
渗透检测需在焊后48小时内完成，使用溶剂去除型着色渗透剂。磁粉检测仅限于铁素体含量超过5%的区域，采用交流磁轭法检测纵向缺陷。TOFD技术用于厚度超过50mm的焊缝，设置3组探头阵列覆盖全厚度区域。
高温氧化性能验证
将焊接试样置于900℃空气环境中进行1000小时循环氧化试验，每100小时称重测量氧化增重。氧化速率应不超过2g/m²·h，氧化膜形态需呈现连续致密的Cr2O3层。进行热震试验时，试样在900℃保温1小时后水淬，循环50次后观察表面剥落情况。
通过XRD分析氧化膜物相组成，确认未出现Fe3O4等不稳定氧化物。电子显微镜观察氧化膜/基体界面结合状态，评估高温条件下的界面稳定性。
焊接残余应力检测
采用X射线衍射法测定焊缝表面的残余应力分布，测点间距不超过5mm。使用盲孔法测量厚度方向应力梯度时，钻孔深度按0.2mm递增至板厚1/3处。对于重要承压部件，需进行全尺寸应力松驰试验，在600℃下保持2小时后测量应力衰减率。
通过中子衍射法检测厚板焊接接头的三维应力场分布，特别关注熔合线附近的应力集中区域。结合有限元分析结果，验证实际测量应力与模拟计算值的吻合度。
微观缺陷检测与评估
使用扫描电镜进行断口分析，区分焊接裂纹的性质（热裂纹或冷裂纹）。能谱分析微区成分，确定是否存在S、P等有害元素的偏聚。通过电子背散射衍射（EBSD）技术表征焊缝组织的取向分布，计算残余应变场。
采用原子探针层析技术分析晶界处的元素分布，检测Cr元素贫化区宽度是否超过临界值。对于厚度超过100mm的重型焊接件，需进行全厚度切片分析，建立三维缺陷分布模型。
焊接工艺评定复验
根据原始工艺评定报告复现焊接参数，对比实际焊接热循环曲线与记录曲线的吻合度。重新测定焊接线能量，验证其是否控制在15-35kJ/cm的允许范围内。对保护气体成分进行色谱分析，确认Ar气纯度≥99.995%，CO2含量≤0.001%。
复查焊材烘干记录，确认焊条经350℃×1h烘干处理，焊剂含水量≤0.10%。对焊接设备的电流电压进行校准，确保参数输出误差在±3%以内。重新进行工艺验证试验，制作标准试板复核各项性能指标。
