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焊接质量检验培训教材一、焊接质量检验的目的 通过学习了解焊接质量检验的重要性; 熟悉掌握各种常见缺陷的评定方法及测量工具的使用方法。二、焊接质量检验的重要意义焊接质量检验对保证产品制造质量有着非常重要的意义。焊接质量检验是保证产品质量优良，防止废品放行的重要措施。焊接检验是焊接结构制造过程中，自始至终的每道工序都要进行的质量检验，是及时消除该工序缺陷的重要手段，并防止缺陷重复出现。这样做比在产品加工完后在来消除缺陷更节约时间、材料和劳动力，从而降低成本。焊接质量检验应该层层把关，实行自检、互检、专检及产品最后验收的三检一验制度。并保证不合格的原材料不投产，不合格的零部件不组装，不合格的组装不焊接，不合格的焊缝必返工，不合格的产品不放行等要求。 “质量是企业的生命”，国内外的经验和大量的事实告诫我们，任何削弱检验把关的做法都是不符合保证与提高产品质量要求，不利于生产者的生存与发展的。三、一般名词术语 焊接 通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种方法。 焊接技术 各种焊接方法焊接工艺焊接材料以及焊接设备等及其基础理论的总称。 焊接过程 从焊接开始到焊接结束形成优良（合格）接头的过程。 焊接工艺 焊接过程中的一整套技术规定，其中包括焊前准备焊接材料焊接设备焊接方法焊接顺序焊接操作的最佳选择以及焊后处理等。 焊接操作 按照给定的焊接工艺完成焊接过程的各种动作的统称。 焊接顺序 焊件上个焊接接头和焊缝的焊接次序。 7检验 就是通过观察和判断，适当时结合测量、试验所进行的符合性评价。对产品而言，是指根据产品标准或检验规程对原材料、中间产品、成品进行观察，适当时进行测量或试验，并把所得到的特性值和规定值作比较，判定出产品合格和不合格的技术性检查活动。 8焊接质量检验 就是对焊接产品的一个或多个质量特性进行观察、测量、试验，并将结果和规定的质量要求进行比较，以确定每项质量特性合格情况的技术性检查活动。四、焊接质量检验员的质量职责 在焊接责任工程师指导下开展工作，并向焊接责任工程师汇报焊接工作的质量情况。 熟悉规定要求，选择检验方法，熟悉检验规范。熟悉检验标准和技术文件规定的质量特性和具体内容，确定测量的项目和量值。 按已确定的检验方法和方案，对焊接产品质量特性进行观察、测量、试验，并对测量条件、过程、结果作记录。质量检验记录按有关规定执行。检验人员应对焊接质量记录的真实性、可靠性负责。 应确保检测用仪器设备的功能和准确度是否符合要求；使用状态是否符合检定和校准状态；应确保环境技术条件是否满足检测的技术要求。 在焊接检验中必须坚持公正原则，认真负责，秉公办事。 认真执行“三检一验制度”，严格把关。五、焊接质量检验的主要内容焊接质量检验的主要内容分为：焊前检验、焊接过程中检验和焊后检验。（一）焊前检验 1原材料检验原材料检验包括母材金属质量检验、焊丝质量检验、焊条质量检验、焊剂质量检验。原材料在使用时，应根据材料的型号，出厂质量检验证明（合格证）加以鉴定。确定材料的使用状态符合规定要求。 2焊接结构设计鉴定为使焊接检验能顺利进行，必须对焊接结构设计进行鉴定。需要进行检验的焊接结构应具备可检验的条件，也就是应具有可探性。一个产品能进行探伤，应具有如下的条件： 有适当的探伤空间位置； 有便于进行探伤的探测面； 有适宜探伤的探测部位的底面。如产品不能满足可探性条件，则应在产品装焊过程中逐步探伤，但最后装焊的焊缝应是具有可探性条件的焊缝。 3焊接时其他工作的检验： 焊工资格项目的审查； 能源质量的检查（包括对电源、气体燃料的检验）； 工具的检查。（二）焊接过程中的检验 1焊接规范的检验焊接规范是指焊接过程中的工艺参数。应按拟定的焊接工艺评定指导书编制焊接施工工艺规范，并严格执行，才能保证焊接结头质量的优良和稳定。 2焊接结构装配质量的检查在焊接之前，进行装配质量检验是保证结构焊成后符合图纸要求的重要措施。对装配结构应做如下几项检查： 按图纸检查各部分尺寸，基准线及相对位置是否正确，是否留有焊接收缩余量，机械加工余量等。 检查焊接接头的坡口型式及尺寸是否正确。 检查点固焊的焊缝布置是否恰当，能否起到固定作用，是否会给焊后带来过大的内应力，并检查点固焊缝的缺陷。 检查焊接处是否清洁，有无缺陷（如裂纹、凹陷、夹层等）。（三）焊后质量检验 焊后检验是焊接检验的最后环节，是在全部焊接工作完成后进行的成品检验，是鉴定产品质量的主要依据。成品检验的方法和内容主要包括：外观检验结构形状与尺寸及焊缝表面质量的检验；焊缝的无损检验；焊缝金属或堆焊层化学成分分析及铁素体含量和堆焊层结合强度的测定；焊接接头及整体结构的强度试验和致密性检验；结构在承压或承载条件下的应力测试等。 成品检验的方法很多，总的来说可以分为破坏性检验和非破坏性检验（也称无损检验）两种。至于采用哪种检验方法，应根据结构特点、特性及使用情况由设计部门结合有关标准、规程而决定。六、焊接中常见的坡口型式及焊缝接头简图七、焊工证合格项目代号的表示方法：（一）手工焊焊工考试项目表示方法为：-/-，其中： 焊接方法代号，见表一： 试件钢号分类代号，见表二： 试件形式代号，见表三： 试件焊缝金属厚度。 试件外径。 焊条类别代号，见表四： 焊接要素代号，见表五： 若考试项目中不出现某项时，则空白不填。（二）焊机操作工考试项目表示方法为：-，其中：项与（一）相同。 若考试项目中不出现该项时，则空白不填。表一 焊接方法及代号焊 接 方 法代 号焊条电弧焊SMAW气焊OFW钨极气体保护焊GTAW熔化极气体保护焊GMAW（含药芯焊丝电弧焊FCAW）埋弧焊SAW电渣焊ESW摩擦焊FRW螺柱焊SW注： 耐蚀堆焊代号加：N及试件母材厚度 表二 试件钢号分类及代号表类 别代号典型钢号示例碳素钢Q235 20 20R 20g低合金钢16MnR 12Cr1MoV 12CrMo马氏体钢铁氏体不锈钢1Cr5Mo 0Cr13奥氏体不锈钢双相不锈钢0Cr19Ni9 1Cr18Ni9Ti注： 有色金属材料按相应标准规定的代号； 异种钢号用X/X表示。 表三 试件形式、位置及代号试件形式试件位置代 号板材对接焊缝试件平焊1G横焊2G立焊3G仰焊4G管材对接焊缝试件水平转动1G垂直固定2G水平固定向上焊5G向下焊5GX45固定向上焊6G向下焊6GX管板角接头试件水平转动2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊4FG水平固定5FG45固定6FG螺柱焊试件平焊1S横焊2S仰焊4S 注： 带衬垫代号加（K） 表四 焊条类别、代号及适用范围焊条类别焊条类别代号相应型号适用焊件的焊条范围相应标准钛钙型F1EXX03F1GB/T5117.GB/T5118.GB/T983（奥氏体双相钢焊条除外）纤维素型F2EXX10，EXX11，EXX10-X，EXX11-XF1，F2 钛型钛钙型F3EXXX（X）-16EXXX（X）-17F1，F3低氢型碱性F3JEXX15，EXX16EXX18，EXX48EXX15-X，EXX16-XEXXX（X）-15EXXX（X）-16EXXX（X）-17F1F3F3J 钛型钛钙型F4EXXX（X）-16EXXX（X）-17F4GB/T983（奥氏体双相钢焊条）碱性F4JEXXX（X）-15EXXX（X）-16EXXX（X）-17F4，F4J表五 焊接要素及代号焊 接 要 素要素代号 手工钨极气体焊填充金属焊丝无01实芯02药芯03机械化焊钨极气体焊自动稳压系统有04无05自动跟踪系统有06无07每面坡口内焊道单道08多道09（三）项目代号应用举例如下： 1厚度为12mm的16MnR钢板对接焊缝平焊试件带衬垫，使用J507焊条手工焊接，试件全焊透，项目代号：SMAW-II-1G（K）-12-F3J。 2壁厚为8mm,外径为60mm的20g钢管对接焊缝水平固定试件，背面不加衬垫，用手工钨极氩弧焊打底，填充金属为实芯焊丝，焊缝金属厚度为3mm，然后采用J427焊条手工焊填满坡口，项目代号为：GTAW-I-5G-3/60-02和SMAW-I-5G（K）-5/60-F3J。 3板厚为10mm的16MmR钢板立焊试件无衬垫，采用半自动CO2气体保护焊，填充金属为药芯焊丝，试件全焊透。项目代号：GMAW-3G-10。八、焊接施工中焊缝的标识 根据集团公司的Q/GDHJ301.04-2001焊接施工技术管理规程规定:管线员应在焊口下游1m处防腐表面用油漆笔做好标识（包括管段号、焊缝顺序号、焊工号），并及时详细地做好原始记录，其标记方式如下：焊工号焊缝顺序号管段号管线编号九、焊接中常见的缺陷种类及简图（简图见附录）： 焊缝形式、尺寸不符合要求 焊缝外表高低不平，波行粗劣；焊缝宽度不齐，太窄或太宽；焊缝加强高过高或过低；焊脚两边不均等都属于焊缝形式、尺寸不符合要求。 裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生的缝隙。 气孔熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。 表面气孔暴露在焊缝表面的气孔 根部气孔在凝固瞬间，由于焊缝析出气体而在焊缝根部形成的多孔状组织。 弧坑缩孔指焊道末端处的凹陷现象，且在后续焊道焊接之前或后续焊道焊接过程中未被消除。 咬边（也称咬肉） 因焊接造成的焊趾（或焊根）处的沟槽，咬边可能是连续的或间断的。所以咬边分为连续咬边和间断咬边。 缩沟由于焊缝金属的收缩，在根部焊道每一侧产生的浅的沟槽。 根部收缩由于对接焊缝根部收缩造成的浅的沟槽。 未焊满由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽。 下蹋过量的焊缝金属穿过单层焊缝根部或从多层焊接接头穿过前道熔敷金属的现象。 下垂由于重力作用造成的焊缝金属蹋落。 焊瘤在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。 烧穿在焊接过程中，熔化金属自坡口背部流产流出，形成穿孔的缺陷。 夹渣残留在焊缝中的熔渣。 未熔合焊缝金属和母材之间或焊到金属和焊到金属之间未完全熔化结合的部分 未焊透焊接时接头的根部未完全熔透的现象。 错边由于两个焊件没有对正而造成板的中心线平行偏差。 角度偏差由于两个焊件没有对正而使它们的表面不平行（或不成预定的角度）。 其它缺陷包括电弧擦伤、飞溅、表面撕裂、磨痕、凿痕、层间错位等等。十、焊接质量检验方法焊接接头及焊缝的检验，通常根据材料的性质、结构特点、使用条件和设计技术要求等选择适当的检验方法，以便全面、正确地评定焊接质量。锅炉压力容器等产品还必须符合有关标准、规程的规定。主要的检验方法有：（一）外观检验外观检验是通过用肉眼或5-10倍放大镜观察检查焊缝表面，主要检查焊缝成形、有无咬边、弧坑及表面裂纹等缺陷，以及是否圆滑过渡等；用样板或检验尺检查焊缝尺寸（焊缝余高、宽度等）；用直尺或专用量具检查接头对接边缘偏差（错边）、棱角度（角变形）及直线度等。外观质量检验前应将焊缝表面熔渣和污物清理干净，并同时检查焊缝正面和背面。高强钢焊缝一般应进行两次，因为高强钢有形成延迟裂纹的危险，以防漏检。(二) 焊接接头化学成分和性能的鉴定 这种鉴定基本属于破坏性的，主要包括： 1化学成分分析。主要用于检查焊缝或堆焊层的化学成分，以分析或间接判断其性能。化学成分分析主要分为化学分析方法或仪器分析的方法。化学分析方法试样的制取，一般用小直径（6mm）钻头钻取样品，应保证试样的纯度，严防油脂、铁锈等杂质混入。常用的化学分析方法有容量法、重量法、吸光比色法、光度法、气化法及电量分析法。仪器分析法主要有发射光谱分析法、X射线荧光分析法等。光谱分析法是利用火花放电或电弧放电方法把分析试样中的元素原子游离出来并被碰撞、激发，然后观测其特征谱线，与标样对比，即可测出钢铁材料的元素种类并可定量。2金相检验。金相检验是用来检验焊缝、热影响区及基本金属的组织特点，以及内部缺陷的方法。金相可间接评定焊接工艺的正确性，及其对接头性能的影响。 金相检验有宏观金相检验和微观金相检验两种。 宏观金相检验是用放大镜（小于30倍）来检视金属（或接头）的宏观组织、内在质量和缺陷情况。宏观金相检验包括酸浸试验、硫印试验、磷印试验。 微观金相检验是用小于2000倍的光学显微镜或电子金相显微镜来检测金属中的显微组织和缺陷。从检验出的显微组织可推断或验证工艺参数是否合理，以及接头的大致性能。通过检验还可以了解到材料中非金属夹杂物的类型、含量，显微组织的成分偏析（带状组织），晶粒度，是否过热、过烧，晶界腐蚀或应力腐蚀等。一般地来说，锅炉压力容器产品不要求进行金相检验，但在高温高压工作条件下需对接头或产品焊接试板、焊接工艺评定（对接焊缝、角焊缝）试件进行金相检验。（三）力学性能试验与耐腐蚀试验力学性能试验是评定各种金属材料和焊接接头力学性能的试验方法。力学性能是指在力或能量的作用下，材料所表现出的一系列力学行为特性。主要特性有强度、刚度、塑性、韧性、弹性、硬度等。力学性能试验主要包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验、弯曲试验、冲击试验、疲劳试验等。按试验试样的温度，还分为常温、高温或低温。 1拉伸试验 拉伸试验可测定焊缝或接头的强度、塑性指标，如抗拉强度、屈服点、断后伸长率、断面收缩率等。锅炉压力容器产品应从产品检查试件上截取焊接接头或焊缝金属拉力试样进行试验。试验测出的抗拉强度不应低于母材规定值的下限；断后伸长率（全焊缝金属试样）不得小于母材规定值（=5）的80%。 2弯曲试验 弯曲试验是测定焊接接头的塑性并检验试样受拉伸面焊缝金属是否存在缺陷的一种工艺性能试验方法。在一定程度上还能反映材料的均匀性及其质量。试验以试样弯曲角度作为评定依据。 对锅炉压力容器产品，应从产品检查试件上截取弯曲试样两个，一个做背弯试验，另一个做面弯试验。 3冲击试验 冲击试验的目的是为了测定焊接接头或焊缝金属的冲击韧度和缺口敏感性。按试样的受力形式又分为拉伸冲击、弯曲冲击、扭转冲击和剪切冲击等。进行试验。弯曲冲击又分为简支梁冲击和悬臂梁冲击，一般以简支梁冲击应用普遍。冲击试样分为夏比U形缺口和V形缺口试样两种形式。目前普遍采用V形缺口试样。 4腐蚀试验 腐蚀试验是评估金属在腐蚀环境下耐腐蚀的能力，估计其寿命、分析引起腐蚀的原因以及研究防止或延缓腐蚀的方法。（四）无损检测 无损检测是一种非破坏性检验，即用物理方法在不损坏焊接接头完整性的条件下发现表面或内部缺陷。无损检测包括射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）等。 1射线检测（RT）射线检测（RT）是较准确而又可靠的无损检测方法之一，它可以检验焊缝内部缺陷，并直接显示其内部缺陷的形状、大小和性质，便于缺陷的定性、定量和定位，并可检查几乎所有的材料。射线照相底片还可以留作永久性记录。常用的射线检测方法有X射线和射线、中子射线照相法、X射线荧光屏观察法、X光工业电视探伤和高速加速器X射线照相法。 射线的产生 工业射线检测主要应用X射线、射线和高能X射线。工业X射线是由X射线管产生的。射线是某些放射性元素（无论是天然的还是人工合成的）原子核在衰变时自发产生的。射线是比X射线波长更短的电磁波。X射线光子和射线光子的能量很大，穿透能力都很强。由于各种射线的能量不同，可穿透钢板的厚度也不同。普通的X射线对钢板的穿透能力最大为100mm，射线达200mm，高能X射线可达500mm 左右。但实际射线检测中，为保证检验灵敏度，实际穿透钢板厚度限度要比可能最大穿透厚度小一些。 射线的性质及用途 X射线和射线都是具有电磁波和光子流的二重性。光子的运动方向与电磁波的传播方向相同。X射线和射线不带电荷，所以不受电场和磁场的干扰，依直线传播。 射线检测适用于碳钢、合金钢、不锈钢、有色金属等材料。检测厚度小于30 mm时，X射线灵敏度比射线高，透照时间短、速度快。 焊缝质量的评定 射线检测是从射线底片上辨别有无缺陷，说明缺陷的性质、大小、数量及分布情况，进而评定焊缝质量。缺陷的评定应由II级以上射线检测资格的人员进行。 射线检测质量评定标准 锅炉产品射线检测应执行GB/T3323-1987钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级标准；压力容器产品则执行JB4730-1994压力容器无损检测的行业标准。锅炉压力容器对接接头射线检测时底片影像质量应符合AB级要求。 射线检测标准根据缺陷的性质和数量，将焊缝质量分为、共4个级别。级焊缝不准有裂纹、未熔合、未焊透、条渣；级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透存在；级焊缝内不允许有裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透存在；不加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按条渣长度的级评定；焊缝缺陷超过级者为别。 2超声波检测（UT）超声波检测（UT）是广泛应用的无损检测方法之一。它不仅可以检测焊缝的内部质量，还可以检测钢板、缎件和钢管等的内部质量。 超声波的特性 超声波是超出人听觉范围的高频率机械振动波。机械波的传播过程是在弹性介质中进行的，如水波在水中传播，声波在空气中传播等。而电磁波是交变电磁场在空间中传播的，如无线电波、红外线、紫外线、射线等。超声波是频率很高、波长很短的机械波，波长为mm数量级。超声波的方向性很强，有类似光一样的良好方向性。超声波在介质中依直线传播，但遇声阻抗不同的界面就会产生反射、折射和波型的转换。超声波在大多数介质中转播时，能量损失小，转播距离远，穿透能力强，可达数米。 超声波的类型 超声波的波动形式有多种，根据波动传播时介质质点的振动方向与波的传播方向的不同，可将超声波分为纵波、横波、表面波与板波等。此外，