《焊接工艺的评定》.docx

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1、焊接工艺的评定第一章 概述在焊接产品制造过程中，产品的焊接工艺是否合理、先进，将会直接关系到产品的质量。如前 所述，通过金属焊接性试验或依据有关焊接性能的技术资料，可以制定产品的焊接工艺，然而，这 样制定的焊接工艺能否直接用于焊接施工呢？答复是否认的。为了确保产品的质量，在正式焊接施 工之前，还必需进展焊接工艺评定。不仅如此，对于己经评定合格并在生产中应用的很成熟的工艺， 假设因某种缘由需要转变一个或一个以上的焊接工艺参数，也需要重进展焊接工艺评定。这个环节 是焊接产品制造过程中不行缺少的组成局部。世界上各工业兴盛的国家，如美国、日本、德国、英国等，对于重要的焊接构造都制定了焊接 工艺评定标准

2、或法规。尤其是美国ASME 锅炉及压力容器标准中的第篇“焊接及钎焊评定” 的工艺标准，在世界上有很大影响，己被很多国家所承受。我国近些年来参照美国ASME 标准，也制定了一些焊接产品的焊接工艺评定标准，如JB4708-92钢制压力容器焊接工艺评定、JB4420-89锅炉焊接工艺评定、劳动人事部蒸汽锅炉安全技术监察规程 中的附录“焊接工艺评定”、JGJ81-91建筑钢构造焊接工艺规程中第五章“焊接工艺试验”等。这些标准由于是针对不同的 产品或者制定的部门不同，在一些细节上有一些差异，但其根本原理都是一样的。第一节 焊接工艺和焊接工艺评定的概念什么是焊接工艺？在GB3375-94焊接名词术语 标准

3、中下的定义是：焊接工艺是指制造焊件全部关的加工方法和实施要求，包括焊接预备、材料选用、焊接方法、焊接参数、操作要求等。一、焊接预备包括焊前清理工件外表、检查装配间隙和坡口角度，以及审查焊工资格等。二、选择焊接方法即依据被焊金属的焊接性能和产品构造的特点选择适宜的焊接方法。焊接方法有手弧焊、埋弧2焊、CO气体保护焊、钨极氢弧焊等。三、选择焊接材料即依据所确定的焊接方法和产品的性能要求，选择适合的焊接材料，如焊条、焊剂、焊丝和保护气体等。四、选择焊接设备2即依据所确定的焊接方法选择电焊机如手工电弧焊焊机、埋弧焊焊机、CO气体保护焊焊机等，并依据工件构造特点选择工艺装备如焊接操作机、滚轮架、胎具和夹

4、具等。五、确定焊接挨次既包括确定工件上各条焊缝的先后焊接挨次，又包括确定当焊缝是多层焊或多道焊时，各道焊缝的焊接挨次。六、确定焊接工艺参数包括确定焊接电流、电弧电压、焊接速度和气体流量等。七、确定焊前预热或焊后热处理确定是否承受焊前预热、焊后缓冷或后热、焊后热处理、焊后除氢处理等工艺措施，井确定各种工艺措施的工艺参数。八、确定其它的技术措施例如，是否承受焊条摇摆、层间清理方法等。很明显，制定焊接工艺是焊接产品制造过程中的一项格外重要的技术工作。所谓“焊接工艺评 定”，是在产品焊接前，依据所拟定的焊接工艺，依据有关标准的规定，焊接试件、检验试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，从而验证所拟

5、定的焊接工艺是否为止确的技术工作。焊接工艺正确与否的标志，是焊接接头的使用性能是否符合有关法规、标准、技术条件的要求。假设检验结果均符合要求，说明所制定的焊接工艺在生产中是可以承受的。经评定合格的焊接工艺 指导书可直接用于生产，也可以依据焊接工艺指导书、焊接工艺评定报告结合实际生产条件，编制 焊接工艺规程用于产品施焊。假设检验工程中有任何一项不合格，说明该焊接工艺不能用于生产， 需要进展修改，重做焊接工艺评定试验，直至合格为止。其次节 焊接工艺评定的目的一、验证所拟定的焊接工艺是否正确这里所说的焊接工艺，既包括通过金属焊接性试验或依据有关焊接性能的技术资料拟定的工艺，包括己经评定合格，但由于某

6、种缘由需要转变一个或一个以上焊接工艺参数的工艺。这些工艺都是没有经过实践检验的工艺，因而都不是格外牢靠的工艺。虽然经过金属焊接性试验制定的工艺也经受了一系列试验，但到底试验条件与实际的焊接条件尚存在确定差距，因此也需要进展检验。由于焊接工艺评定所进展的试验，是结合产品构造特点和技术条件，是在制造单位具体条件下进展的焊接工艺验证性试验，因此，只要试验正确，通过焊接工艺评定试验的焊接工艺，在生产中能够保证焊接接头具有所要求的使用性能，而不会产生质量问题。二、评价施工单位否焊出符合有关要求的焊接接头在焊接工艺评定标准中都有明确规定：对于焊接工艺评定的试件，要由本单位操作技能娴熟的焊接人员施焊，且焊接

7、工艺评定要在本单位进展；同时，要求焊接工艺评定的试验条件必需与产品的实际生产条件相对应，或者符合替代规章；且所使用的焊接设备、仪器处于止常的工作状态。因此，焊接工艺评定在很大程度上能反映出施工单位所具有的施工条件和施工力气。正由于这样，焊接工艺评定不行以转让，这被称为焊接工艺评定的“不行输入性”。第三节 焊接工艺评定试验的特点焊接工艺评定试验是与金属焊接性试验、产品焊接试板试验、焊工操作技能评定试验不一样的试验。与上述试验相比，有以下特点： 与金属焊接性试验相比，焊接工艺评定试验具有验证性，其目的是检验所拟定的焊接工艺是否正确。而金属焊接性试验具有探究性，它或者是用以提示金属在焊接时简洁产生的

8、问题，或者是用以制定焊接工艺。 与产品焊接试板试验相比，焊接工艺评定试验不是在焊接施工过程中进展的，而是在施工之前在做施工预备过程中进展的。而产品焊接试板试验则是在施工过程中进展，而且这种试板的焊接是与产品的焊接同步进展的。例如，在焊接卧式罐的筒节纵缝时，产品的焊接试板是与筒节的一端定位焊在一起，一次性完成的，因此，通过产品焊接试板试验可以检验实际产品的焊接质量。 与焊工操作技能评定试验相比，焊接工艺评定试板的焊接要求由操作技能娴熟的焊工施焊， 以排解操作因素对评定结果的影响。而焊工操作技能评定试板的焊接，则是由申请参与考试而尚未 合格的焊工施焊。两者评定的对象和目的也不同，焊接工艺评定试验评

9、定的对象是焊接工艺，目的 是检验焊接工艺的正确性，而焊工操作技能评定试验评定的对象是焊工，用以考核焊工的操作技能 水平。 压力容器的焊接工艺评定属于A 类监检工程，进展评定时需要“见证”( Witness ) , 即只有在官方、第三方检验人员或用户的检验人员在场的状况下方可进展，否则无效。其次章 焊接工艺评定的一般程序生产中，焊接工艺评定工作通常按图2-1 所示的程序进展。图 2-1 焊接工艺评定程序图一、编制焊接工艺指导书由施工单位的焊接工程技术人员依据产品构造、图样和技术条件，通过金属焊接性试验或查阅有关焊接性能的技术资料，以及依据阅历拟定焊接工艺，并编制出焊接工艺指导书WPS。原则上讲，

10、对于任何一个产品在承受材料、工艺或构造之前，均需做焊接性试验，但具体到某个制 造单位，是否确定要做焊接性试验，应依据具体状况而定。对强度较低、刚性不大的材料，可借鉴 外单位的试验；即使强度不太低的材料，假设把握了详尽的有关焊接性能试验报告，对其又确信无 疑，或者有关标准和标准己经对该材料作了详尽的阐述或规定时，可不必重进展试验即焊接性 能具有“可输入性”。但是，当用首次应用的材料或材料，而又没有详尽的试验报告，或对己有 的报告有疑心或不尽清楚时，就应进展焊接性试验。为了避开重复或者漏评，应统计产品中全部焊接接头的类型及各项有关数据，如材质、板厚、焊接位置、焊接方法、管子直径与壁厚等，进展分类归

11、纳，确定出应进展焊接工艺评定的焊接接头类型。每一种类型的焊接接头均需编制一份焊接工艺指导书。焊接工艺指导书应包括以下内容： 焊接工艺指导书的编号和日期。 相应的焊接工艺评定报告的编号。 焊接方法及自动化程度。 焊接接头形式，有无焊接衬垫及其材料牌号。 用简图说明被焊工件的坡口、间隙、焊道分布和挨次。 母材的钢号、分类号。 母材、焊缝金属的厚度范围，以及管子的直径范围。 焊接材料的类型、规格和熔敷金属的化学成分。 焊接位置，立焊的焊接方向。 焊接预热温度、最高层间温度和焊后热处理标准等。每层焊缝的焊接方法、焊接材料的牌号和规格、焊接电流种类、极性和焊接电流范围、电弧电压范围、焊接速度范围、导电嘴

12、至工件的距离、喷嘴尺寸及喷嘴与工件的角度、保护气体种类、气体垫和尾部气体保护的成分和流量、施焊技术焊条有无摇摆、摇摆方法、清根方法和有无锤击等。焊接设备及所用仪表。编制人和审批人的签名、日期等。为便利起见，可依据焊接工艺评定所涉及的内容自行设计表格，也可承受JB4708-92 标准中推举的表格。本卷第六章表 6-2 就是承受JB4708-92 标准推举的表格，所编制的焊接工艺指导书。二、施焊试件焊接工艺指导书经有关人员审核、批准以后下到达焊接试验室，由焊接试验室进展焊接工艺评定的预备工作，这主要包括预备试件、焊接材料和焊接设备等。要求试件的材质、焊接材料必需符 合相应的标准；施焊的人员必需是本

13、单位焊工，其操作技能必需娴熟不愿定非持证不行；要求焊接设备和仪表应处于正常工作状态。具备了以上条件以后，由焊工依据焊接工艺指导书规定的焊接工艺条件焊接试件。假设有焊后热处理要求时，焊后随即进展热处理。在焊接过程中应有专人做好实焊记录。三、理化试验试件焊完以后，交理化试验室进展有关工程的检测试验。首先，进展焊缝外观检验和试验和无损检测，其次，依据焊接工艺评定标准的规定制备力学性能试验、金相试验的试样。力学性试样一般包括拉伸试样、弯曲面弯、背弯、侧弯试样和冲击试样。力学性试验和金相试验都要依据标准的有关规定进展。对试验结果要填写相应的试验报告。此外，对于耐蚀层堆焊试件，还要进展渗透检测、化学分析等

14、试验。四、编制焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告PQR 是按技术标准的规定，通过焊接试件和检验试样评定焊接工艺后， 将焊接工艺因素和试验记录整理成的综合性报告。它是制定焊接工艺规程的依据。焊接工艺评定报告一般包括以下内容： 焊接工艺评定报告编号和日期。 相应的焊接工艺指导书的编号。 焊接方法。 焊接接头形式。 工艺试件母材的钢号、分类号、厚度、直径、质量证明书号和复验报告编号。 焊接材料的牌号、类型、直径、质量证明书号。 焊接位置。 实际环境温度、相对湿度。 预热温度、层间温度。 焊后热处理温度和保温时间。每条焊道实际的焊接工艺参数和施焊技术。焊接接头外观和无损检测的结果。焊接接头的拉伸、弯曲、

15、冲击韧度的试验报告编号、金相试验报告编号，试验方法的标准和试验结果，角焊缝断面宏观检验结果。焊接工艺评定的结论。焊工姓名和钢印号。试验人员和报告审批人的签字和日期。为便利起见，焊接工艺评定报告一般也设计成表格形式。表 33-17 是按 JB4708-92 标准推举的表格，编制的焊接工艺评定报告。五、编制焊接工艺规程焊接工艺评定合格后，焊接工艺评定报告经施焊单位负责人审批后，即可作为制定焊接工艺规程的依据和证明材料，由焊接工艺人员依据焊接工艺评定报告，井结合实际的生产条件编制出焊接工艺规程。经审批后，焊接工艺规程以焊接工艺卡的形式，下到达焊接车间用以指导产品焊接。但是，对于某些重要产品，例如要求

16、质量等级较高的加氢裂化反响器等，还要通过产品模拟件的复核验证后，才能最终确定焊接工艺规程。焊接工艺评定报告中的工艺参数是试验记录值，焊接工艺规程中的工艺参数不愿定要与其相全都，只要线能量不小于工艺评定的即可，不过当对工件有冲击韧度的要求时，其线能量要与试件的线能量相当。对于评定试验中不合格的工程，应分析缘由，提出改进措施，修改焊接工艺指导书，重进展评定。最终，应将评定合格的焊接工艺指导书、焊接工艺评定报告、施焊记录、各项检测试验报告和 母材、焊接材料的质量证明书等资料，装订成册、存档保存、以备使用。试件、试样，从理论上讲 没有必要保存，但在压力容器的取证制造许可证、监检和换证的工作中，为了防止

17、制造单位弄虚作假，各地区或各部门，可依据本地区或本部门的实际状况规定是否保存和保存多久。一项评定合格的焊接工艺可以使用多久呢？对压力容器制造单位来讲，假设长期从事压力容器的制造，并按规定的期限换证，评定合格的焊接工艺在本单位可以长期使用。假设由于种种缘由证被撤消了，或者到了该换证的时候没有申请换证，或者没有通过换证审查，而以后由于需要又重取了证时，那么以前评定合格的焊接工艺，就不能再使用了，应重评定。近些年来，国内将计算机应用于焊接工艺评定治理工作有很大进展。一些单位建立了焊接工艺评定报告的数据库和专家系统，可以完成数据记录的扫瞄、追加、删除、修改和查询工作，同时， 能够推断的焊接工艺是否需要

18、重评定这给焊接工艺评定工作带来了很大便利。第三章 焊接工艺评定的规章生产中，焊接产品种类繁多，生产条件千差万别。在焊接工艺评定时，明确以下问题对于牢靠、经济地做好评定工作是格外重要的： 焊接产品上哪些焊缝必需进展评定？ 己评定合格的试件适用于工件的厚度范围和焊缝金属的厚度范围是多少？ 对己经评定合格并在生产中应用的成熟的焊接工艺，当焊接工艺因素发生变化时，到底哪些需要重评？哪些可以不必重评？明确了以上问题，可以削减焊接工艺评定的数量，从而减轻企业的负担，同时能保证评定的牢靠性，因此，在国内外有关标准中都对上述问题作了规定。一、对必需评定焊缝的规定在钢制压力容器中，对以下各类焊缝的焊接工艺，必需

19、按JB4708-92 标准规定评定合格： 受压元件焊缝。 与受压元件相焊的焊缝。 上述焊缝的定位焊缝。 受压元件母材外表的堆焊、补焊。那么，压力容器上哪些元件为受压元件呢？文献指出，主要受压元件有筒体、封头端盖、球壳板、换热器管板和换热管、膨胀节、开孔补强板、设备法兰、M36 以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、人孔接收以及直径大于 250mm 的接收等。需要说明的是：并不是全部与受压元件相焊的焊缝都需要做焊接工艺评定，例如压力容器上的支座、产品铭牌等。但对那些同受压元件一起承受工作压力的零部件，它们与受压元件相焊的焊缝则必需做焊接工艺评定。二、焊缝试件的焊接工艺适用有效范围实践说明，利用焊缝

20、试件依据有关标准评定合格的焊接工艺，不仅适合于具有一样厚度的工件母材和具有一样厚度的焊缝金属，而且适用于确定厚度范围内的其它工件母材和焊缝金属。这主要是由于在这个范围内，工件的传热速度变化不大，缺乏以影响焊缝金属的结晶组织，工件焊接接头的使用性能能够保证，因此，对评定合格的焊缝试件的焊接工艺，适用于工件母材厚度的有效范围和焊缝金属厚度的有效范围进展了规定。依据JB4708-92 的规定，评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺，适用于工件的母材厚度和焊缝金属厚度的有效范围，如表3-l 和表 3-2 所示。表 3-1 适用于工件母材厚度的有效范围mm )表 3-2 适用于工件焊缝金属厚度的有效范围mm

21、)注： 系指一种焊接方法或焊接工艺在试件上所熔敷的焊缝金属厚度当试件承受表 3-3 所列的焊接条件时，焊接工艺适用于工件的最大厚度按表3-3 所示的厚度确定，最小厚度仍按表 3-1 和表 3-2 的规定。表 3-3 特别焊接条件下适用于工件的最大厚度mm )同时规定，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，也适用于不等厚的对接焊缝工件，但厚边和薄边母材的厚度都应在己评定的有效范围内。对接焊缝试件或角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于工件的角焊缝时，工件厚度的有效范围不限。当评定合格的试件为组合焊缝即角焊缝加对接焊缝时，板材的组合焊缝试件适用于工件母材厚度的有效范围，见本卷第五章表5-4 ；管与板组合焊缝试

22、件适用于工件母材厚度的有效范围， 见本卷第五章表 5-5 。对于返修焊、补焊和打底焊，当试件母材厚度不小于40mm 时，评定合格的焊接工艺所适用的工件母材厚度有效范围的最大值不限，最小值仍按表 3-1 、表 3-2 的规定；但当小于 4omm 时，有效范围仍按表 3-1 、表 3-2 和表 3-3 的规定。当试件是用两种或两种以上焊接方法或焊接工艺焊接评定合格的，其所适用的工件母材厚度范围的上限，不能用将每种焊接方法或焊接工艺评定后所适用的最大厚度相加来确定。三、关于焊接工艺因素的分类和替代规章焊接工艺因素很多、各种工艺因素对焊接接头使用性能的影响很不一样。假设每变动一个工艺因素，就做一次焊接

23、工艺评定，这种工作量将是很大的。为了避开不必要的重复，可实行两种方法对焊接工艺因素进展分类，并规定了焊接工艺评定中可以替代的规章。一依据对接头力学性能的影响进展分类依据这种分类方法，可以将焊接工艺因素分成三类：1. 重要因素重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素，如焊接方法、焊接材料、母材等。按规定，当变更其中任何一个重要因素而又超出替代范围时，都要重评定焊接工艺。2. 补加因素补加因素是指影响焊接接头冲击韧度的焊接工艺因素，如线能量，焊后热处理等。当焊接接头有冲击韧度要求时，变更任何一个补加因素时，都要重评定焊接工艺，也可按变更补加因素以后的焊接工艺，增焊冲击韧度试件进展补

24、充试验，以前的评定结果照旧有效。3. 次要因素次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素，如坡口形式、反面清根与否等。当焊接接头无冲击韧度性要求时，补加因素也变为次要因素。当变更次要因素时，不需要重评定焊接工艺，但需要重编制焊接工艺指导书。二依据焊接工艺所包含的内容和母材进展分类依据焊接工艺所包含的内容和被焊的母材，可以将焊接工艺因素分为以下几大类：1. 焊接方法类目前在压力容器焊接中使用的主要焊接方法有：手弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、气焊和电渣焊。焊接方法不同，其冶金过程、热输入、热量集中程度均不同，对焊接接头的力学性能所产生的影响也不同，因此，所选用的焊接

25、方法是重要因素之当转变焊接方法时，需要重评定。此外，当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或焊接工艺时，可按两种方法进展评定： 按每种焊接方法或焊接工艺分别进展评定； 使用两种或两种以上焊接方法或焊接工艺焊接试件，进展组合评定。图 3-1 工件的焊接接头形式和尺寸例如有一工件，其母材厚度、焊接方法和焊缝金属的厚度等如图 3-1 所示。其焊接工艺评定可承受上述两种方法评定。其中图 3-2 和表 3-4 所示的为“分别评定”，图 3-3 和表 3-5 所示的为“组合评定”;图 3-2 实行分别评定法选取的试件尺寸a试件lb试件 2 C试件 3表 3-4 用分别评定法选取的试件适用范围mm )在上例

26、中，试件厚度均选为 28mm，实际上，只要试件厚度的有效范围能够掩盖工件的厚度即可，不愿定非选 28mm 不行。当试件用组合评定法评定合格后再用于工件时，可以承受其中一种或几种焊接方法或焊接工 艺，但要保证每一种焊接方法或焊接工艺所熔敷的焊缝金属厚度都在己评定的各自有效范围内。图 3-3 实行组合评定法选取的试件尺寸表 3-5 用组合法选取的试件适用范围mm )2. 母材类不同的母材其化学成分、力学性能和焊接性能均有差异，因此母材的种类是一个重要因素。当转变母材种类时，原则上都应重评定。但由于在一些钢种之间化学成分、力学性能和焊接性能很相近，也可以将这些钢合为同一类或同一组。在同类同组的母材中

27、，只要其中一种评定合格即可， 该焊接工艺就可以应用于同组别名的其它母材。这种替代关系，无疑可以大大削减焊接工艺评定的数量。表 3-6 是JB4708-92 中对母材的分类和分组。表 3-6 母材的分类和分组在母材中，除了存在上述替代关系外还存在以下替代规章：对于同组别名母材，一种母材评定合格的焊接工艺，既可用于同组别名的其它同钢号母材组成的焊接接头，又可用于同组别名的任意二种钢号母材组成的焊接接头。对于不同组别名母材，组别名为-1 的母材评定，适用于组别名为-1 的母材。实际上，这两组钢的化学成分、力学性能和焊接性能很相像，本可以归为一类，但为了与国内有关标准协调全都，而分为了两类。此外，同类

28、别名中高组别名母材的评定适用于该组别名母材与低组别名母材所组成的焊接接头%不同组别名的母材组成的焊接接头，其评定合格的焊接工艺，适用于其中一组别 号的任意一种钢号的母材与另一组别名的任意一种钢号的母材所组成的焊接接头，例如组别名为-2 的 15MnMoV 钢与组别名为-1 的 16Mn 钢定合格的焊接工艺，就适用于组别名为-2 的任意一种母材与组别名为-1 的任意一种母材所组成的焊接接头。当焊接接头是由不同类别名的母材组成时，类别名为组别名为-1 的同钢号母材的评定， 适用于该类别名或该组别名母材与类别名为I 的母材所组成的焊接接头。例如 16MnR 钢与 16MnRC 钢评定合格的焊接工艺,

29、就适用于组别名为I-1 的三种母材 16Mn、16MR、16MnRC 钢，分别与类别名为 I 的母材所组成的焊接接头。除这种状况以外，当不同类别名的母材组成焊接接头时，即使母材各自都已评定合格，其焊接接头仍需重评定对未列入表 3-6 但已列入国家标准!行业标准的国内钢号，依据其化学成分、力学性能和焊接性能归入相应的类别、组别中；未列入国家标准、行业标准的钢号，应分别进展焊接工艺评定。 对国外钢材，原则上按每个钢号进展焊接工艺评定。但假设同时符合以下条件，可以免做焊接工艺评定：对该钢号的钢材进展过化学成分分析、力学性能和焊接性能试验，并经本单位焊制受压元件的实践证明与表 3-6 中某钢号相当，而

30、该钢号已进展过焊接工艺评定。3. 焊接接头类焊接接头类焊接工艺因素包括焊缝形式、坡口形式、坡口间隙、是否加衬垫等。常见的焊接接 头有对接接头、角接头、T 形接头、搭接接头等，但不管是什么接头，都是通过焊缝连接的，因此， 焊接工艺评定试件分类的对象是焊缝，而不是焊接接头。焊缝的根本形式有对接焊缝、角焊缝、塞 焊缝和端接焊缝四种。同一种焊缝可以组成不同的接头，例如对接焊缝可以组成对接接头、角接头、 T 形接头等。进展焊接工艺评定的只有对接焊缝，角焊缝和组合焊缝角焊缝加对接焊缝，因此，焊接工艺评定的试件，可分为对接焊缝试件、角焊缝试件和组合焊缝试件。对接焊缝试件又可分为 板材对接焊缝试件和管材对接焊

31、缝试件图3-4 两种；而角焊缝试件和组合焊缝试件，又可分为板材角焊缝试件和组合焊缝试件，以及管与板角焊缝试件和组合焊缝试件图 3-5 。组合焊缝试件与角焊缝试件的区分是前者试件开有坡口，有利于焊透。图 3-4 对接焊缝试件a 板材对接焊缝试件b 管材对接焊缝试件图 3-5 角焊缝试件和组合焊缝试件a板材角焊缝试件和组合焊缝试件 b管与板角焊缝试件和组合焊缝试件对不同的焊缝形式原则上需要分别进展评定，但也存在一些替代关系： 板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，也适用于管材的对接焊缝，反之亦可。 板材角焊缝试件评定合格的焊接工艺，也适用于管与板的角焊缝，反之亦可。 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，

32、亦适用于角焊缝。4. 填充材料类填充材料包括焊条、焊丝、焊剂和附加填充金属等。每种填充材料又分很多种。由于填充材料参与焊缝的冶金反响，能影响焊缝的化学成分和力学性能，因此也是一个重要因素。当各种填充材料的牌号变化时，原则上都要重评定。焊条牌号中第三位数字表示药皮的类型和电源的种类。药皮类型不同，其冶金性能也不一样， 特别是低氢型焊条与非低氢焊条相比差异很大，对焊缝金属的冲击韧度影响很大，因此，假设对焊缝有冲击韧度要求时，当焊条的牌号仅为第三位数字转变，且用非低氢焊条代替低氢焊条时，焊接工艺应重评定。假设对焊缝没有冲击韧度要求，且焊条牌号仅是第三位转变时，焊接工艺不需要重评定。对于手弧焊、埋弧焊

33、、熔化极气体保护焊，当其它工艺因素不变，仅焊条直径小于 6mm 时、焊丝直径变化时，一般状况下也不需要重评定。5. 焊接位置类焊接位置包括平焊、横焊、立焊和仰焊等。立焊又分为向上立焊和向下立焊。假设焊缝对冲击韧度没有要求时，焊接位置的转变不必重评定。但假设焊缝对冲击韧度有要求时，对于手弧焊、熔化极气体保护焊和钨极气体保护焊，当评定合格位置改为向上立焊时，需要重评定，这是由于向上立焊时，为了防止铁液下坠，每焊完一段时，电弧或保护气体稍下移再向上挑，这样，就使焊接速度比其它位置时要慢，线能量就可能增大，使焊接接头的冲击韧度有可能减小。6. 预热类预热类可分为实行预热和不实行预热两种，在实行预热状况

34、中，按预热温度的下限又可分为很多种。预热对于减缓冷却速度、改善焊接接头的组织，加速焊缝中集中氢的逸出以及减小内应力从而降低接头的冷裂倾向有重要作用，因此预热是一个重要因素，当预热温度下限降低或由预热改为不顶热时，原则上都需要重评定。由于在制定焊接工艺规程时，确定预热温度一般都留有余地，因此JB4708-92 标准规定：当预热温度下限比评定合格值降低 50以上时，需要重评定焊接工艺。当最高层间温度过高时，焊接接头晶粒长大倾向严峻，会降低冲击韧度，因此，当焊缝有冲击韧度要求时，最高层间温度比评定合格值高50以上时，也需要重评定。7. 焊后热处理类焊后热处理的目的是为了降低焊接剩余应力，或者改善接头

35、的组织和性能。对于铬镍不锈钢， 分为不热处理和为改善其耐腐蚀性能的固溶或稳定化处理；对于其它钢，分为不热处理、消退应力处理、正火、正火加回火、淬火加回火等热处理。试件的焊后热处理应与工件在制造过程中的焊后热处理根本一样。在消退应力处理时，试件保温时间不得少于工件在制造过程中累计保温时间的80。当焊后热处理类别转变了，焊接接头的组织和性能也随之发生变化，因此需要重评定焊接工艺。8. 气体类气体类包括可燃气体和保护气体。在可燃气体中又分为乙炔、丙烷等气体；在保护气体中又分为惰性气体如Ar 、He 等、活性气体如 CO 和混合气体。气体的种类不同，对焊缝的成分2和性能产生的影响也不同，因此气体种类是

36、一个重要因素，当种类转变或去消保护气体时均应重评定焊接工艺。9. 电特性类电特性类包括线能量、电源种类、极性、熔滴过渡形式、钨极的种类或直径等。焊接线能量是指单位长度焊缝所得到的电弧热能量，它和焊接电流几、电弧电压矶和焊接速度u 有关，用数学式子表示为36U IE g gv式中E焊接线能量J/cm；Ig焊接电流A Ug电弧电压V 焊接速度m/h表 3-7 各种焊接方法的重要因素和补加因素注：符号O 表示该焊接方法为重要因素或补加因素。焊接热输入越大，焊缝晶粒越粗大，冲击韧度越低，因此当焊缝有冲击韧度要求时，增大了线能量，就需要重评定焊接工艺。电源种类和极性能影响焊缝中氮、氢等气体杂质的含量，从

37、而能影响焊缝金属的冲击韧度，因此电源种类和极性是一个补加因素。10. 技术措施类技术措施类包括的内容很多，如焊丝或钨极的摇摆幅度、频率和两端停留的时间，多道焊 与单道焊、单丝焊与多丝焊、焊接方向、自动化程度、焊前清理和层间清理方法等。这些因素对手 弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊和熔化极气体保护焊的焊缝金属的抗拉强度和弯曲性能的影响不大， 因此多为补加因素或次要因素。但是，对于电渣焊，当单丝焊变为多丝焊或反之，增加或去消非金 属或非熔化的金属成形滑块，转变电极摇摆幅度、频率和两端停留的时间，对焊缝性能影响较大， 均为重要因素。各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素和补加因素除接头类、母材类外详见表3-

38、7 ，次要因素除母材类外详见表 3-8 。注：符号 O 表示对该焊接方法为次要因素。四、耐蚀层堆焊时重要因素的规定石油化工容器中有不少耐腐蚀的堆焊构造，对耐蚀层堆焊的工艺也应进展评定。JB4708-92 中规定了在耐蚀层堆焊时的重要因素，详见表3-9。除表 3-9 中所列之外，焊接方法的种类也是一个重要因素，当转变或增加焊接方法时，焊接工艺也需要重评定表 3-9 各种焊接方法堆焊时的重要因素注：符号表示对该焊接方法为重要因素。第四章焊接工艺评定的试验工程钢制压力容器的焊接工艺评定是以焊缝的形式来分类的。不同的焊缝形式承受不同的试件，有不同的试验工程。一、对接焊缝依据规定，评定对接焊缝焊接工艺时

39、，承受对接焊缝试件。试验工程有：1. 外观检查外观检查主要是检查焊接接头外表有无裂纹、未焊透和未熔合。2. 无损检测无损检测主要是检查焊缝内部的质量，即有无裂纹、气孔、夹杂等缺陷。3. 力学性能试验力学性能试验包括拉伸试验、弯曲试验和冲击试验。其中拉伸试验的目的是测定焊接接头的强度；弯曲试验的目的是测定焊接接头的塑性和提示接头内部缺陷，检验焊缝的致密性连续性和完好性；冲击试验的目的是测定焊接接头的冲击韧度。二、角焊缝依据规定，评定角焊缝焊接工艺时，承受角焊缝试件。同时，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，亦适用于角焊缝，而且当母材的材料一样或符合材料替代规章时，任一厚度的对接焊缝试件评定合格的焊接

40、工艺，适用于任何厚度的工件的角焊缝。在焊接工艺评定中，作角焊缝试件是为了检验所制定的焊接工艺，能否保证角焊缝的焊透。因此试验工程有：1. 外观检查外观检查主要是检查角焊缝接头的外观质量，是否有裂纹和未熔合等。2. 宏观金相检验宏观金相检验的目的，是检查焊缝根部是否焊透以及焊接接头的内部质量。由于角焊缝试件不能测定焊接接头的力学性能，对于承压的角焊缝，建议承受对接焊缝试件来评定，以确保角焊缝焊接接头所需的力学性能。试验工程与上述对接焊缝一样，包括： 外观检查； 无损检测； 力学性能试验。三、组合焊缝组合焊缝可分为全焊透的组合焊缝和未全焊透的组合焊缝两种，两者评定方法不同试验工程也不一样。一全焊透

41、的组合焊缝全焊透的组合焊缝有两种评定方法：1承受与工件接头的坡口形式和尺寸类同的对接焊缝试件承受对接焊缝试件是为了测定焊接接头的力学性能，由此来保证组合焊缝工件焊接接头的力学性能；试件的坡口形式和尺寸类同坡口形式一样，尺寸一样，这是为了验证能否焊透。试验工程与上述的对接焊缝一样，包括： 外观检查； 无损检测； 力学性能试验。2 承受组合焊缝试件加对接焊缝试件组合焊缝试件是用来验证能否焊透；对接焊缝试件是用以测定接头的力学性能。由于能否焊透由组合焊缝试件去评定，此时对接焊缝试件的坡口形式和尺寸不限。组合焊缝试件的试验工程有： 外观检查； 宏观金相检查。对接焊缝试件的试验工程与上述对接焊缝一样，包

42、括： 外观检查； 无损检测； 力学性能试验。二未全焊透的组合焊缝假设坡口的深度大于工件中较薄母材厚度的一半时，可按对接焊缝对待，试验工程与上述对接焊缝一样；假设坡口深度小于或等于工件中较薄母材厚度的一半时，则按角焊缝对待，试验工程与上述角焊缝一样。四、耐蚀堆焊层耐蚀堆焊层的试验工程有：1. 渗透检测渗透检测的目的，是检查耐蚀堆焊层外表有无裂纹、缝隙和气孔等缺陷。2. 弯曲试验弯曲试验的目的，是检查耐蚀堆焊层的致密性和塑性。3. 化学成分分析堆焊金属的耐蚀性与其化学成分有关，进展堆焊层金属的化学成分分析，可以检查堆焊层金属是否具有技术条件所规定的化学成分。第五章 焊接工艺评定的试验方法和合格指标

43、一、对接焊缝1. 试件的制备对接焊缝试件有板材对接焊缝试件和管材对接焊缝试件两种，如本卷第三章3-4 所示。试件的厚度应充分考虑其适用于工件厚度的有效范围，即应选取能掩盖工件厚度范围的厚度作为试件的厚度。试件长度应充分考虑制备试样的数量，宽度视每个单位具体状况而定。由技术娴熟的焊工施焊试件。2. 试件和试样检验（1） 外观检查 用肉眼观看试件接头外表，要求不得有裂纹、未焊透和未熔合。（2） 无损检测 承受射线检测和超声波检测的方法，对试件接头的内部质量进展检查。射线检测按GB3328-27 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级的规定进展， 射线照相的质量应不低于 AB 级，焊缝质量不低于级；试件

44、超声波检测按 JBll52-81锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤的规定进展，要求焊缝质量为级。对接焊缝试件检测方法的选择如下： 试件母材厚度小于或等于 38mm 时，应选用射线检测100%) ；对标准抗拉强度大于 540MPa 的母材，且试件母材厚度大于20mm 的试件，除射线检测外，还应增加局部超声波检测。 试件母材厚度大于 38mm 时，如选用射线检测，还应进展局部超声波检测；如选用超声波检测，还应进展局部射线检测。（3） 力学性能试验1制取试样经外观检查和无损检测合格后，依据图 5-1 和图 5-2 所示的位置，用机械加工方法制取试样，试样可以避开缺陷。在去除焊缝余高前可以对试样进展

45、冷校平。力学性能试验的试样类别和数量应符合表 5-l 的规定。当试件承受两种或两种以上焊接方法或焊接工艺时，拉伸试样和弯曲试样的受拉面应包括每一种焊接方法或焊接工艺的焊缝金属；当规定做冲击试验时，对每一种焊接方法或焊接工艺的焊缝金属和热影响区都要做冲击试验。表 5-1 对接焊缝力学性能试验试样的类别和数量图 5-1 板材对接焊缝试件取试样位置a不取侧弯试样时 b取侧弯试样时 C取纵向弯曲试样时 一根管接头的全截面试样，可以代替两个板形试样。 当试件焊缝两侧的母材之间或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有显著差异时，可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验。 可以用四个横向侧弯试样代替两个面弯和两个背弯试样

46、。 当焊缝两侧母材的钢号不同时，每侧热影响区都应取三个冲击试样。2 拉伸试验拉伸试样分为四种形式，分别适于不同的状况： 带肩板形试样试样外形尺寸如图5-3 所示。它适用于全部厚度板材的对接焊缝试件。 管接头带肩板形试样形式 试样外形、尺寸 如图 5-4 所示。它适用于外径大于 76mm的全部壁厚管材对接焊缝的试件。 管接头带肩板形试样形式 试样外形、尺寸如图 5-5 所示。它适用于外径小于或等于76mm 的管材对接焊缝的试件。 为取得图中宽度为 20mm 的平行平面，壁厚方向上的加工量应最少。图 5-2 管材对接焊缝试件取试样位置a)拉伸试样为整管时弯曲试样位置 b)不要求冲击试验时 c)要求冲击试验时 1拉伸试样 2面弯试样 3背弯试样 4侧弯试样 5冲击试样钟点记号，为管子水平固定位置焊接时的定位标记管接头全截面试样 试样外形、尺寸如图 5-6 所示，它适用于外径小于或等于 76mm