《vk焊接工艺评定》PPT课件.ppt

焊接工艺评定 焊工考试 焊接生产要求,焊接生产过程,图纸分析 编制焊接工艺评定方案 出具评定报告 编制焊接工艺文件 确定所需焊工，进行资质确认及取证培训 焊接生产要求,图纸分析要求,在图纸分析过程中，对于焊接来说，主要需分析产品所包含的材料类别、异种接头的材料组合、不同材料的厚度范围、焊接接头形式、可以采用的焊接方法、焊接位置有哪些、焊接质量要求等等,编制焊接工艺评定方案,结合产品图纸接头及要求，根据相关标准要求（EN288-8、EN288-3），编制具体试验方案及计划，主要包括以下内容： 根据EN288-3要求列出工艺评定项目表 根据EN288-2编制预焊接工艺规程 材料准备及试板下料 按预焊接工艺规程组焊试件并进行各项检验 合格后根据EN288-8列出工作试件项目表 根据合格的工艺评定参数及EN288-2编制工作试件预焊接工艺规程 根据EN288-8焊接工作试件及检验,确定焊接工艺评定项点,确定工艺评定项点的总体原则：使所进行的工艺评定能完全覆盖产品的所有范围，包括材料类别及厚度、接头形式、焊接位置、焊接方法等。 EN288-3应用范围 EN288-3认可范围要求,应用范围,EN ISO 15614-1（ISO9956-3即EN288-3）为钢弧焊的焊接工艺试验标准。 该标准只适用于各种形状钢产品的电弧焊和气焊以及各种形状镍和镍合金的电弧焊。按照EN ISO 4063，电弧焊和气焊包括如下焊接法： 111 手工电弧焊； 114 自保护药芯焊丝电弧焊； 121 丝极埋弧焊；,应用范围,122 带极埋弧焊； 131 金属惰性气体焊；MIG焊 135 金属活性气体焊；MAG焊； 136 药芯焊丝活性气体焊； 137 药芯焊丝惰性气体焊； 141 钨极惰性气体焊；WIG/TIG焊； 15 等离子焊； 311 氧乙炔火焰气焊；,应用范围,该标准一般应用于该产品是一个全新的产品，它所涉及的焊接材料、焊接方法、原材料、焊接质量要求、材料厚度等各重要因素中的一种或多种因素发生变化，企业没有成熟的焊接工艺予以支持时采用。 该焊接工艺试验由焊接企业自身进行还是由外单位某种资质的单位进行需根据商品合同规定或相关技术标准规定。,认可范围要求,EN288-3评定认可范围： 钢材分类（EN288-8同） 钢材认可范围（EN288-8同） 材料厚度及管材直径概念及认可范围 焊接方法认可范围 焊接位置种类及认可范围 接头类型/焊缝类型认可范围 焊接材料认可范围 工艺参数认可范围,钢材分类,钢材认可范围,材料厚度及管材直径概念,材料厚度t： a) 对于对头焊缝：母材厚度,不同厚度时表示较薄的板厚 b) 对角焊缝：对于厚度不同的母材相接,鉴定的范围为较厚的母材。 c) 对于骑座式接管：为接管的厚度； d) 对于插入式或贯穿式接管： 为主管的厚度；,材料厚度及管材直径概念,e) 对于在板材上采用完全焊透的T形接头： 为有坡口板子的厚度。 对于组合方法的鉴定，应将记录的焊接方法厚度分别用作当时每一焊接方法适用范围的基础。,对接焊缝材料厚度认可范围,角焊缝材料厚度认可范围,管径的认可范围,焊接方法认可,工艺评定采用何种焊接方法，就认可何种焊接方法。 多道焊只认可多道焊，单道焊只认可单道焊。 评定时采用何种焊接顺序，就认可何种焊接顺序；评定时采用何种焊接方向，就认可何种焊接方向。 如果产品接头采用两种或以上焊接方法组合，可对每种焊接方法单独进行焊接试验，也可用与实际产品接头组合方法一致的组合法进行试验。 采用焊接方法组合进行实验，不能替代任何一种单独焊接方法。,焊接位置认可范围,焊接位置种类：PA、PB、PC、PD、PE、PF、PG、 J-L045、H-L045 既无冲击要求，又无硬度要求时，任何一种位置上的焊接适用于所有位置的焊接、PG和J-L045需单独进行评定。 如果有冲击或硬度有要求，那么热输入高的焊接位置（板PF）焊一件进行缺口冲击试验，热输入最低的焊接位置（板PC）焊一件进行硬度试验，从而认可所有焊接位置。,焊接位置认可范围,为了不仅满足对硬度的要求，而且也满足对缺口冲击功的要求，需要有来自不同焊接位置的两个试样，除非是只要求对一个焊接位置进行鉴定。如果要求对所有焊接位置作鉴定，两个试样必须接受全面的目视检验和非破坏性试验。 对于第10材料类的材料，必须在最低和最高热导入量焊接位置上进行缺口冲击弯曲试验和硬度试验。 备注 ：两个试样中每个试也可以进行其它破坏性试验，两个试样中的一个允许将长度缩短,接头类型/焊缝类型认可范围,a) 如果角焊缝是生产中的主要焊接方式，则应要求进行角焊缝试验； b) 管对接焊缝可鉴定管角大于和等于60的支管；,接头类型/焊缝类型认可范围,焊接材料认可范围,当产品主要要求抗拉强度或屈服强度时，试验的焊接材料型号可以替代同抗拉强度或屈服强度的其它焊材。 当主要要求化学成分时，焊接材料的评定适用于同样成分的其他焊接材料。 药皮或焊剂类型改变应重新做焊接工艺评定 有冲击要求时，只认可焊接工艺评定所使用的特定牌号。 生产中用与试验不同的焊接材料直径，如对冲击功有要求，则热输入上限不超过焊接试验热输入上限的25%；如对硬度有要求，则热输入下限不低于焊接试验热输入下限的25%。 生产中使用的焊剂与焊接试验一致。,工艺参数认可范围,对于焊条电弧焊，如无冲击要求，则交流认可直流及交流。其余情况不能相互替代。 有冲击要求时，生产中热输入上限不超过焊接试验热输入上限的25%；有硬度要求时，生产中热输入下限不低于焊接试验热输入下限的25%；如对高热输入及低热输入均进行了焊接试验，则其间的所有热输入值都可使用。 如果要求预热，工艺试验也要求预热，生产中预热温度不低于试验预热温度。 生产中最高中间层温度不高于试验最高中间层温度。 产品焊后热处理要求与试验一致。 产品焊前热处理要求与试验一致。,工艺参数认可范围,原则上焊接试验中采用的保护气体与生产中一致。对于混合气体，生产中使用CO2含量不允许大于焊接试验所用含量的10%。 生产中所用焊条进给系统与焊接试验一致。 对于焊条电弧焊，试验采用短弧焊（或长弧焊），生产中也必须相应采用短弧焊（或长弧焊） 。 对于钨极氩弧焊，生产中是否填充焊接材料与焊接试验一致。,编制预焊接工艺规程,预焊接工艺规程的表格形式按照EN288-2进行，编制的一般原则为： a）预焊接工艺规程（PWPS）应当详细描述如何执行焊接操作并包含所有与焊接工作有关的信息。 b）焊接工艺规程可以包括一些连接件的厚度范围，也可以包括母材甚至焊接材料的范围。 c）在适当的地方应根据经验规定范围和公差。,编制预焊接工艺规程,预焊接工艺预规程（WPS）的技术内容： 企业的标识，P WPS标识，母材牌号，接头的厚度范围，管子的外径范围，使用的焊接工艺方法，接头设计图应当显示形状和尺寸（接头简图和焊缝细节简图）， 焊接位置，坡口清理、去污，装夹及定位要求，有无摆动，对手工焊的焊道最大宽度，对机械化焊的摆动最大幅度、频率和时间，焊炬、电极及/或焊丝的角度，背面是否清根及使用的方法， 是否采用衬垫、衬垫的材料及尺寸，焊接材料牌号、制造商及商标，焊条/焊丝的直径，填充金属或焊剂在使用之前需要烘干处理规定，电流的种类（直流,编制预焊接工艺规程,或交流）及极性，脉冲焊接：脉冲时间、脉冲电流、脉冲频率、规定的基值电流和基值电压、电流范围、电压范围，开始之前工件的最低温度或预热温度，各道之间的最高温度，焊后热处理（或时效处理）工艺规程编号，保护气体，对焊条电弧焊而言消耗焊条的焊道单长，流量和导电嘴直径、丝极的数量、附加的填充金属及导电嘴至工件表面的距离，钨极直径等内容。,材料准备及试板下料,根据预焊接工艺规程及EN288-3相关要求准备焊接工艺试板料，其具体要求为： 试样必须有足够的长度和数量，以便可以进行所要求的各种试验。 由于在试验过程中不可能完全保证一次成功，在下料时为补充试验和/或替代试验多备一部分料。 对于所有试样，除了支管和角焊缝以外，要焊接的板材都必须有相同的基本材料厚度t。,材料准备及试板下料,当要从热影响区中取出冲击韧性试样时，必须在试样上标明轧制方向。 应根据预焊接工艺规程选择试样的厚度和/或管材外径。 支管角度选取生产中出现的最小角 试样的形状和最小尺寸见图：,材料准备及试板下料,1 按照预焊接规程（pWPS）进行焊缝准备和装配 a 最小尺寸150mm b 最小尺寸350mm t 材料厚度 图1对板材完全焊透的对接接头试验样品,材料准备及试板下料,1 按照预焊接规程（PWPS）进行的焊缝准备和装配 a 最小尺寸150mm D 管材外径 t 材料厚度 图2管材上完全焊透的对头接头试样,材料准备及试板下料,1 按照预焊接规程（pWPS）进行的焊缝准备和装配 a 最小尺寸150mm b 最小尺寸350mm t 材料厚度 图3T形接头的试样,材料准备及试板下料,1 按照预焊接规程（pWPS）进行的焊缝准备和装配 支管角 a 最小尺寸150mm D1 主管的管外径 t1 主管材料的厚度 D2 分支管的外径 t2 分支管材料厚度 图4T分支管试样,材料准备及试板下料,1 按照预焊接规程（pWPS）进行的焊缝准备和装配 a 最小尺寸150mm b 最小尺寸350mm t 材料厚度 图5角焊缝的试样,检验及试验,检验试验项目： 符合表1要求的非破坏性试验（NDT）和破坏性试验。 如产品和合同有附加要求，有可能需进行焊缝金属的纵向拉力试验、焊缝金属 弯曲试验、腐蚀试验、化学分析、显微磨片研究、铁氧体测定及交叉拉力试验等。,检验及试验,非破坏性检验,对氢有敏感性而又不要求进行去氢处理的材料，焊后应放置48小时以上进行非破坏性检验。 试板必须进行全数目测，项点一般按照EN 970（目视检验）要求 检测表面明显裂纹、表面气孔、表面夹杂、角焊缝组装间隙、咬边、焊缝超高、下踏、错边、局部凸起、未焊满、根部收缩、焊瘤、接头不良、电弧擦伤、飞溅等。 表面裂纹检查：一般可以采用渗透（EN 571-1） ，也可以采用磁粉检验（ EN 1290 ）。对于非铁磁性材料，必须采用渗透检验。该检验主要目的是检验用肉眼不易发现的裂纹。,非破坏性检验,当外观及表面裂纹检查合格后，进行射线（ EN 1435）或超声波（ EN 1714）手段检验内部有无超标缺陷。 一般来说，试样的缺欠满足EN ISO 5817的B级要求，才进行破坏性试验；焊缝凸起过大、角焊缝厚度过大和焊缝底部凸起过大按EN ISO 5817 的C级执行。 不合格的试板如果不是属于工艺因素造成，需按原工艺重新焊接，如因工艺原因，需重新编制预工艺规程。 对于存在缺陷，但未超标，可以进入破坏性检验工序，但在无损检验时必须标出缺陷位置，以便在进行破坏性检验时避开有缺陷的部位。,破坏性检验,破坏性检验： 当进行破坏性检验时，需先按照图6，7，8和9所示位置进行取样。 进行破坏性检验的项点根据合同或产品具体要求进行确定；具体试样的尺寸要求根据相关的取样标准进行。,破坏性检验取样位置,1 下降25mm 2 焊接方向 3 适合以下试验的区域： 1个拉力试验 弯曲试验 4 适合以下试验的区域 （缺口）冲击韧性试验和补充试验 5 适合以下试验的区域 1个拉力试验 弯曲试验 6 适合以下试验的区域 1个低倍磨片 1个硬度试验 备注：并非是标准性的 图6在板材上进行对头接头的试验位置,破坏性检验取样位置,1 固定管子的顶点 2 适合以下试验的区域： 1个拉力试验 弯曲试验 3 适合以下试验的区域 （缺口）冲击韧性试验和补充试验 4 适合以下试验的区域 1个拉力试验 弯曲试验 5 适合以下试验的区域 1个低倍磨片 1个硬度试验 备注 并非是标准性的 图7在管材上作对头接头的试验位置,破坏性检验取样位置,1 下降25mm 2 低倍磨片 3 低倍磨片和硬度试验 4 焊接方向 图8T形接头的试验位置,破坏性检验取样位置,1 低倍磨片和进行硬度试验（在位置A） 2 在位置B作低倍磨片 支管角 图9对于支管或支管角焊缝的试验位置,破坏性检验取样位置,1 下降25mm 2 低倍磨片 3 低倍磨片和硬度试验 4 焊接方向 图10角接接头的试验位置,拉伸试验,横向拉力试验的试样加工及试验程序必须符合EN 895的要求。 对于外径大于50mm的管材，要使两侧焊缝高出母材，使样品具有与管壁相同的厚度。对于外径小于和等于50mm的管材进行整管拉伸，外表面需磨平。 一般情况下，试样的抗拉强度就不得小于基本材料最小抗拉强度的相应值；对于不同材料相焊，试样的抗拉强度不得小于两种材料抗拉强度中较低的最小值。,弯曲试验,对接焊缝弯曲试验的试样和进行方法应与EN 910相一致。 在厚度小于12mm时，进行两次横向正弯和两次横向背弯试验。厚度大于和等于12mm时，进行四次侧弯试验。 如一个接头采用不同的焊接方法或两种不同的母材组成接头，进行一次纵向正和一次纵向背弯试验。,弯曲试验,当基本材料的伸长率A20时，弯曲直径必须为4t，弯曲角必须为180。当基本材料的伸长率A20%时，采用以下的公式计算弯曲直径： d=（100ts）/A- ts d 为弯曲顶杆或内弯曲辊的直径； ts 为弯曲试样的厚度； A 为材料规格的最小纵向伸长率。 合格标准为不允许样品在任何方向上出现大于3mm的单个缺陷，样品棱上的缺陷不予考虑。,宏观金相检验,宏观金相按照EN 1321的要求准备样品，对样品一侧进行腐蚀，以便清楚地显示出熔融线，WEZ和焊缝结构。 低倍磨片研究必须包括不受影响的基本材料，每个焊接方法必须有一个宏观金相图片。 宏观金相主要用于检验以下相点：未焊透、角焊缝凸度、角焊缝喉厚、角焊缝焊角不对称及断面的内部缺陷、熔深状态。,冲击试验,冲击试验的样品位置和试验温度方面按照EN288-3执行，样品尺寸和试验程序应按照EN 875的要求执行。 一般来说，焊接试板需进行一组焊缝中心线的V型缺口冲击试验和一组热影响区（一般为熔合现外1mm-2mm）的V型缺口冲击试验，缺口直线必须垂直于板面，取冲击试样时，一般将距母材上表面2mm以内的部分舍去，每组包括3个样品；如有特殊要求，可采用U形缺口。,冲击试验,厚度大于50mm时，需增加两组辅助样品，一组为焊缝中心，一组为试板厚度中心区的热影响区或试板底部的热影响区。 3个样品的平均值不低于构成接头母材规定的最小平均值。只允许有1个冲击值低于规定的最小平均值，但不低于该值的70。 不同材料组成的接头，要对每种基本材料的热影响区进行冲击试验。 采用不同焊接方法焊制的接头，焊缝中心和热影响区冲击试验应包括每一种焊接法。,硬度试验,硬度试验一般根据EN 1043-1采用HV 10进行。试验位置必须包括焊缝，热影响区及母材。 对于单面焊接，当材料厚度小于或等于5mm时，只需在距母材上表面2mm深度位置进行一行硬度试验。当材料厚度超过5mm时，须在距母材上表面2mm深度及在距母材下表面2mm深度位置各进行一行硬度试验。 对于双面焊接，角焊缝和T形接头焊缝的根部区域进行一行附加的硬度试验。 在每一行压印中，焊缝，两侧热影响区及母材各检验3点；热影响区中第一个压印应尽可能靠近熔融线。,硬度试验 HV10允许的最高硬度值(表2),补充试验规定,如果试样不满足规定的目视检验或无损检测要求，则必须焊接一个补充试样，并且进行相同的试验。如果这些补充试验样品仍不满足要求，则该焊接方法不满足要求。 如果某个样品只是因为焊缝缺欠造成破坏性试验不满足要求，那么对于未通过的项点在原焊板上进行双倍的复验；如果原试板不够取样，可以采用与原试板同样的工艺重新焊制一个新的试样。如果补充试验有一个不满足要求，则该焊接方法不满足要求。,补充试验规定,如果拉力试验结果不满足要求，必须对未通过的每个试验进行另两次试验。试验结果都必须满足规定要求。 如果个别硬度值高于规定值，可进行进一步的硬度试验，在样品的背面或对试验过的表面经过充分研磨之后进行。补充试验不允许任何点超过规定值。 如果冲击试验中有一个值低于规定值的70%且3个样品的平均冲击值满足规定要求，允许进行补充试验。补充的3个试样加上原先进行的3个试样平均值不允许低于规定值，补充试验不允许再存在值低于规定值的70% 样品且最多只允许一个值低于规定值。,根据EN288-8列出工作试件项目表,当按照EN288-3试验检验合格后，根据产品图纸接头形式及EN288-3所进行的焊接工艺评定项目，列出图纸中EN288-3所未试验的接头形式进行工作试件焊接。 对于角焊缝来说，焊接试件材料厚度替代范围与EN288-3一致，但对于焊缝厚度来说，建议尽量不要采用替代，工作试件应对每一种焊缝厚度进行试焊。 对于对接接头及开坡口T型接头，每一种坡口形式及焊缝厚度均需进行工作试件焊接。 对于每种接头在实际生产中可能用到的所有焊接位置均需进行工作试件焊接。,编制工作试件预焊接工艺规程,根据列出的工作试件表编制预焊接工艺规程。 预焊接工艺规程格式任按照EN288-2要求进行。 预焊接工艺规程中所用的焊接材料必须与已进行的焊接试验一致，焊接设备、夹具必须与生产现场一致，焊接人员必须是产品中焊制该产品的人员，焊接工艺参数必须采用EN288-3评定认可的参数范围。,组焊工作试件,工作试件的尺寸原则上以模拟产品实际尺寸，为了工作试件的美观，其长度尺寸建议采用300mm，宽度尺寸以满足焊件散热