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AWSD1 12008简介 1 2020 3 17 AWS 美国焊接学会摘要本规范包含对常用碳素钢和低合金结构钢的任何类型结构的焊接要求 第1章至第8章构成了钢结构焊接规范条例的主体 规范中载有标准性附录8则和信息性附录12则 文件还包括对规范条文的说明 2 2020 3 17 目录1 总则2 焊接连接设计3 WPS的免除评定4 评定5 制作6 检验7 螺柱焊8 现有结构的补强与修理 3 2020 3 17 1总则 1 1适用范围本规范包括制作和安装焊接钢结构的要求 当合同文件规定使用本规范时 除了工程师 见1 4 1 或合同文件特别修改的或允许免除的条款外 本规范的所有条款均必须遵守 4 2020 3 17 1 2限定适用于厚度 1 8in 3 最小规定屈服强度 100ksi 690MPa 的碳钢或低合金钢焊接结构 可能适用于控制既定目的范围外的结构制作 工程师可以结合合同文件以评判其规范的适用性 并可针对规范范围外的应用的特殊要求 作某些必要的更改 5 2020 3 17 1 3定义工程师 工程师 必须是在本规范范围内的所有事务上代理和代表用户的经正式指派的个人 承包商 承包商 必须是任何公司 或代表一个公司的个人 其对遵守本规范的规定进行制作 安装 制造 或焊接负责 检验员 承包商检验员监理检验员检验员 泛指 6 2020 3 17 OEM 最初的设备制造商用户 规范术语 shall should may1 4责任工程师的责任承包商的责任检验员的责任 承包商检验和监理检验 1 5认可凡规范中提到需经认可必须理解为由具有管辖权的权威机构或工程师认可 7 2020 3 17 1 6焊接符号必须为最新版本的AWSA2 4 焊接 钎焊 和无损检测用符号 标准中所示的符号 1 7安全防护ANSIZ49 1焊接 气割及相关作业安全关于设备和材料的制造商的安全文件其他适当的相关文件1 8标准计量单位美国惯用单位制和国际单位制 SI D1 1 2006与D1 1M 2006 8 2020 3 17 2焊接的连接设计 本章分为以下4部分 A 焊接连接设计的通用要求 非管材和管材部件 B 非管材连接设计的特定要求 静荷载或周期荷载 这部分要求必须另加A部分要求使用 C 非管材连接设计的特定要求 周期荷载 当适用时 这部分要求必须另加A部分和B部分要求使用 D 管材结构设计的特定要求 静荷或周期荷载 当适用时 这部分要求必须另加A部分要求使用 9 2020 3 17 A部分坡口焊缝 PJP 接头部分熔透CJP 接头完全熔透断续角焊缝最小长度 1 1 2in 38 搭接接头中最大的焊缝尺寸 母材小于1 4in 6 时为母材厚度母材等于或大于1 4in 6 时为母材厚度减去1 16in 2 见图2 1 10 2020 3 17 11 2020 3 17 部分概述 B部分的特别要求连同A部分的要求应用于所有承受静载荷的非管材构件的连接 除C部分作了修订 A部分和B部分的要求也必须应用于周期荷载 12 2020 3 17 坡口焊缝厚度和宽度的过渡 对于静荷载结构 角焊缝表面的轮廓 厚度和宽度的过渡 整理不必要 当工程师要求角焊缝作表面轮廓整理时 他们应该在合同文件中规定 见图2 3 13 2020 3 17 搭接接头的最小搭接量 受压的最小搭接量必须为较薄件厚度的5倍 且不小于1in 25 14 2020 3 17 填充板 薄板填充 厚度小于1 4in 的填充板严禁用来传递应力 见图2 9 15 2020 3 17 厚板填充 见图2 10 16 2020 3 17 断续焊缝的最大间隔 除特定情况外 板材组焊件的断续焊缝最大纵向间隔严禁超过薄板厚度的24倍 也不得超过12in 300 轧制型材的断续角焊缝间的最大纵向间隔严禁超过24in 特定情况 受压部件和不涂漆耐候钢 17 2020 3 17 C部分适用性 该部分仅适用于在弹性范围内承受那些频率和大小都足以引发裂纹和渐进性失效 疲劳 的周期荷载的非管材构件和连接 其条款规定了一种用在非管材的焊接结构元件上评估应力重复波动的影响的方法 它必须用来最大程度地降低疲劳失效的可能性 18 2020 3 17 对接接头厚度的过渡不大于1 2 5的斜坡 见图2 3对接接头宽度的过渡见图2 12 19 2020 3 17 周期荷载禁止的接头和焊缝一面施焊的坡口焊缝平焊位置坡口焊缝 禁止用单边削斜坡口和J形坡口 可适用V形或U形 小于3 16in 5 的角焊缝原位置保留衬垫的T形和角接CJP焊缝 20 2020 3 17 D部分概述 该部分的特定要求仅适用于管材连接 并必须与A部分的适用要求一并应用 不同管材壁厚的对接接头过渡斜切厚度 焊缝作成斜面或两种方法兼用 见图2 21 21 2020 3 17 22 2020 3 17 3WPS的免除评定 WPS 焊接工艺规程 Weldingprocedurespecification 3 1适用范围焊接工艺规程 WPS 的免除评定必须定义为免除本规范第4章所要求的WPS的评定试验 所有免除评定的WPS必须书面成文 必须符合第3章所有适用条款的要求 WPS才能免除评定 不符合本章要求的WPS 可按第4章通过试验进行评定 23 2020 3 17 按免除评定的WPS操作的焊工 自动焊工和定位焊工必须按第4章C进行资格评定 3 2焊接方法3 2 1免除评定的焊接方法药皮焊条电弧焊 SMAW 埋弧焊 SAW 气体保护熔化极电弧焊 GMAW 短路过渡GMAW S除外 和药芯焊丝电弧焊 FCAW 的WPS 只要符合第3章所有条款的要求 必须视为免除评定 无需进行该焊接方法的WPS评定试验而认可使用 24 2020 3 17 3 2 2规范认可的焊接方法电渣焊 ESW 电气立焊 EGW 气体保护钨极氩弧焊 GTAW 和气体保护熔化极电弧焊 短路过渡 GMAW S 方法可以应用 但WPS要符合第4章的要求评定合格 3 2 3其他焊接方法3 2 1和3 2 2未包括的其他焊接方法 如果按第4章规定采取适用的试验进行WPS的评定合格 则可以应用 25 2020 3 17 3 2 4FCAW和GMAW电源采用恒压 CV 电源3 3母材 填充金属组合只有列入表3 1的母材和填充金属可以用于免除评定的WPS 表3 1所列母材和填充金属的评定以及未列入该表的母材和填充金属的评定见4 1 1 26 2020 3 17 27 2020 3 17 28 2020 3 17 下列母材和填充金属的强度关系必须与表3 1结合使用 以决定究竟是等强度匹配填充金属还是低强度匹配填充金属 29 2020 3 17 3 4最低预热温度和道间温度要求预热温度和道间温度必须要足够防止裂纹 对于列入本规范的钢材 必须利用表3 2以确定最低预热温度和道间温度 3 5WPS参数的限制安培 送丝速度 电压 焊接速度 保护气体流量的变化超过书面WPS的规定 必须视为实质性的改变 必须编制新的或修订免除评定的WPS 3 6免除评定的WPS必须符合表3 7的所有要求 30 2020 3 17 向上立焊要求焊道宽度 深度限制 图3 1 保护气体3 8对平行焊丝或多丝埋弧焊的通用要求3 9角焊缝要求最小角焊缝尺寸见表5 83 10PJP和CJP坡口焊缝的通用要求3 11焊后热处理 31 2020 3 17 32 2020 3 17 33 2020 3 17 4评定 4 1范围焊接工艺规程 WPS 和焊接人员资格的评定试验要求如下 A通用要求这一部分包括WPS和焊接人员资格这两部分的通用要求 B焊接工艺规格 WPS 这一部分包括焊接工艺规程 WPS 的评定 而不按第三章中对WPS进行的免除评定分类 C资格评定这一部分包括按规范要求进行的资格评定试验 以确定焊工 焊机操作工或定位焊工加工完好焊缝的能力 DCVN试验要求这部分包括了CVN测试的一般要求和程序 当在合同文件中有规定时照办 34 2020 3 17 4 2概述本章阐述了焊接工艺规程 WPS 和焊接人员 定义为焊工 焊机操作工和定位焊工 资格的评定试验要求 焊接人员的资格评定按本规范要求雇用的焊工 焊机操作工和定位焊工 并且使用弧保护焊接SMAW SAW GMAW GTAW FCAW ESW或EGW方法 必须为已按本章C部分所述用适当试验通过了资格评定的人员 根据AWSB2 1焊接工艺和人员资格评定标准进行标准试验而评定合格的焊工和焊机操作工在本规范范围内可予承认 35 2020 3 17 有效期焊工和焊机操作工 按本规范规定所作的焊工和焊机操作工的评定必须被视为无限期有效 但有下述情况之一则失效 1 该焊工或焊机操作工停止其已获资格评定焊接方法的操作达6个月以上 2 因一些特定理由而对该焊工或焊机操作工的能力产生疑问 定位焊工 定位焊工如果通过C部分所述的考核或通过了对焊工评定所要求的考核 则必须认为其在已评定考核的位置和方法上能够无限期合格地进行定位焊操作 除非因一些特定理由对该定位焊工的能力产生怀疑 36 2020 3 17 焊缝位置平焊缝 F 横焊缝 H 立焊缝 V 和仰焊缝 OH 4 3焊接工艺规程 WPS 由WPS评定覆盖的产品焊接位置必须符合表4 1的要求 评定WPS的试验方法和合格判据焊缝的目检 NDT 力学试验 宏观腐蚀试验重新试验 37 2020 3 17 38 2020 3 17 39 2020 3 17 40 2020 3 17 4 4资格评定本规范所要求的资格评定试验系专门制订的试验 用以评定焊工 焊机操作工或定位焊工加工完好焊缝的能力 本评定试验并不打算用作实际结构的焊接或定位焊的指南 实际结构必须按WPS执行 评定覆盖的产品焊接位置评定覆盖的产品厚度和直径通过WPS评定进行焊工和焊机操作工的评定焊工和焊机操作工重新评定试验要求 41 2020 3 17 42 2020 3 17 43 2020 3 17 44 2020 3 17 45 2020 3 17 46 2020 3 17 47 2020 3 17 48 2020 3 17 5制作 5 1范围由本规范认可的任何方法生产的焊接组件和结构的制作和安装 必须遵守本章所有适用条款 见3 2和4 15 5 2母材规定的母材引弧板 引出板 衬垫板和嵌条的母材 49 2020 3 17 5 3焊接材料的要求5 3 1通则焊条 丝 或焊丝 焊剂组合的证明书焊条类别的适配性保护气体 AWSA5 32焊接保护气体技术条件贮存状态5 3 2SMAW焊条要求符合AWSA5 1 A5 1MSMAW用碳钢焊条技术条件或AWSA5 5 A5 5MSMAW用低合金钢焊条技术条件 50 2020 3 17 低氢焊条贮存条件在打开密封容器后 必须立即将焊条存放于烘箱中在至少250 120 保温下贮存 焊条必须进行再烘焙的次数严禁多于一次 已潮湿的焊条严禁使用 认可的暴露大气时间焊条暴露于大气中的时间小于表5 1A栏中允许值的焊条可放回保温烘箱中 在不低于250 120 温度下贮存 在该温度至少保温4小时后可重新发放使用 烘焙焊条 1 所有符合AWSA5 1的低氢药皮焊条必须在500 260 800 430 烘焙至少2小时 2 所有符合AWSA5 5的低氢药皮焊条必须在700 370 800 430 烘焙至少2小时 51 2020 3 17 用于ASTMA514或A517钢的焊条限制当用于焊接ASTMA514或A517钢时 E7018M和E70XXH4R以外 任何级别低于E100XX X的焊条 不管是否包装于密封容器中 使用前都必须在700 370 800 430 烘焙至少1小时 5 3 3SAW焊丝焊剂焊丝 焊剂组合要求焊剂状态焊剂的回收 52 2020 3 17 5 3 4GMAW FCAW焊条 丝 焊缝金属屈服强度不大于60ksi 415MPa 必须符合最新版的标准AWSA5 18 A5 18MGMAW用碳钢焊条技术条件或AWSA5 20 A5 20MFCAW用碳钢焊条 丝 技术条件 焊缝金属屈服强度大于60ksi 415MPa 必须符合最新版的AWSA5 28 A5 28MGMAW用低合金钢焊条技术条件 或AWSA5 29 A5 29MFCAW用低合金钢焊条 丝 技术条件 53 2020 3 17 5 4WPS参数焊接参数必须与书面WPS的要求相符 5 5预热和道间温度母材必须预热至不低于WPS中所列的最低温度 对于组合母材 必须将最低预热温度中的最高值作为最低预热温度 预热范围是在焊接点周围所有方向上不得小于焊件的最大厚度值 但不得小于3in 75mm 除WPS指明另有要求外 最低道间温度必须与预热温度相等 预热温度和道间温度必须在每一焊道即将引弧施焊前加以核对 54 2020 3 17 5 6焊接和切割设备5 7焊接环境最大风速 气体保护焊严禁在鼓风或有风情况下操作 焊接处附近最大风速不能超过每小时5英里 每小时8千米 最低周围温度 严禁在下述情况下焊接 1 周围温度低于0 20 2 焊件表面潮湿或暴露于雨 雪中 或 3 高的风速 或 4 焊接人员暴露于险恶条件下 5 8最小角焊缝尺寸除用以加强坡口焊缝的角焊缝外 最小角焊缝尺寸必须如表5 8中所示 55 2020 3 17 56 2020 3 17 57 2020 3 17 5 9母材的准备母材上待熔敷焊缝金属的表面必须光洁 匀整 且无毛刺 撕开 裂纹和其他对焊缝质量与强度有不利影响的缺陷 接头准备 机加工 热切割 刨槽 包括等离子弧切割和刨槽 铲凿或打磨都可用作接头准备的加工 或用以除去不合格的工作物或金属 但氧气刨槽严禁用于调质钢和正火钢 粗糙度要求 材料厚度 4in 100mm 粗糙度 1000 in 25 m 材料厚度4in 100mm 8in 200mm 粗糙度 2000 in 50 m 5 10凹角被割材料的凹角处必须作成一半径不小于1in 25mm 的逐渐过渡形状 58 2020 3 17 5 11定位焊缝和结构辅助焊缝5 11 1通用要求定位焊缝和结构辅助焊缝必须用合格的或免除评定的焊接工艺规程与有资格的人员执行 不混熔于最终焊缝的定位焊缝和不清除掉的结构辅助焊缝 必须符合目检要求后构件才能接收 5 11 2清除不混熔于最终焊缝的定位焊缝和结构辅助焊缝 当工程师要求时都应该加以清除 5 11 3额外的定位焊缝要求混熔于最终焊缝的定位焊缝 必须用符合最终焊缝要求的焊条施焊 在混熔前这些定位焊缝必须打扫清洁 59 2020 3 17 为了混熔入最终焊缝 多道定位焊缝端部必须成阶梯状 或用其他方法制备 定位焊缝混熔入最终焊缝而要求用缺口韧性评定的 或者要求用缺口韧性分级的填充金属施焊的最终焊缝 必须用兼容的填充金属施焊 5 11 4混熔入SAW焊缝的定位焊缝的附加要求 除了5 11 1的要求外 下述要求适用 1 被连续的SAW焊缝重新熔合的单道定位焊缝不要求预热 这是5 11 1的评定要求的一个例外 2 角焊缝的定位焊缝不应超过3 8in 10mm 且不应在焊缝表面外观产生不良变化 3 对于要求特别的根部熔深的接头的根部的定位焊缝 不应该造成熔深的减少 60 2020 3 17 4 在正式焊接前 不符合 2 和 3 要求的定位焊缝 应该用适当的手段消除或减小其尺寸 5 在采用低氢焊条的SMAW GMAW或FCAW G时 对带有厚度小于5 16in 8mm 的钢衬垫的接头的根部定位焊缝 必须去除或使之在接头的全长上连续 5 12变形和收缩的控制5 12 1工艺和顺序在结构或组合构件的装配和进行部件连接时 以及将加强部件焊于构件时 采用的工艺与顺序必须使变形与收缩最小 5 12 2焊缝走向在构件上焊接时通常的行进方向 必须是从部件彼此间相对固定处朝向具有更大的相对运动自由度之处 61 2020 3 17 5 12 3温度限制在严重的外部收缩拘束条件下施焊时 焊接一旦开始 严禁接头冷却到规定的最低预热温度以下 直至接头完成或已熔敷了足够焊缝而确保无裂纹为止 5 13接头尺寸公差5 13 1角焊缝装配由角焊缝连接的部件根部间隙严禁 3 16in 5mm 只有厚度 3in 75mm 的型材或板材 如果在矫直后和装配中 根部间隙不能足够靠近以符合这一公差的情况除外 如果间隙超过1 16in 2mm 则角焊缝焊脚尺寸必须按根部间隙值而增加 否则承包商必须证明已达到所要求的焊缝有效厚度 5 13 2PJP坡口焊缝的组装 62 2020 3 17 5 13 3对接接头的校直 对准 偏离值严禁超过连接的较薄件厚度10 或1 8in 3mm 取两者中之较小值 圆周焊缝对齐 管材 相邻两环缝的距离严禁小于一个管子的直径或3ft 1m 取两者中之小值 相邻两管的纵向焊缝必须至少错开90 小于90 要得到用户和制造商的同意 坡口尺寸的纠正 根部间隙不大于较薄件厚度的2倍或3 4in 20mm 取两者中小值 可在部件焊接连接之前用焊接的方法予以纠正 以达到合适的尺寸 超过上述容许范围的根部间隙 只有得到工程师认可 才可用焊接方法修正 63 2020 3 17 5 14焊接结构部件的尺寸公差5 14 1柱和桁架的直线度当长度45ft 15m 时 为3 8in 1 8in 总长的英尺数 45 10或10mm 3mm 总长的米数 15 35 14 2梁和大梁的旁弯 1 8in 总长的英尺数 10或 1mm 总长的米数 64 2020 3 17 5 15焊缝剖面外形所有焊缝符合表6 1的目检合格判据 并且除了本节所允许的以外 严禁有裂纹 焊瘤和图5 4中禁止的不合格的剖面缺陷 角焊缝断续角焊缝的例外凸度坡口的或对接的焊缝 在对接接头和角接接头中 表面余高严禁超过1 8in 3mm 65 2020 3 17 66 2020 3 17 67 2020 3 17 5 16返修焊缝金属或部分母材的清除可用机加工 打磨 铲凿或刨槽的方法进行 调质钢上严禁使用氧气刨槽 对于任何尺寸的不足必须熔敷焊缝金属加以补偿 5 16 1承包商选择焊瘤 过份凸起 或余高过大 必须清除过量的焊缝金属 过份的焊缝凹陷或弧坑 焊缝尺寸不足 咬边 必须对表面进行准备并熔敷补充的焊缝金属 不完全熔合 过量的焊缝气孔 或夹渣 必须清除不合格部分并重焊 焊缝或母材的裂纹 必须用酸蚀 磁粉检查 着色渗透检查或其他可靠的方法确定裂纹的范围 还必须清除裂纹和超出裂纹每一端的2in 50mm 的完好金属并重焊 68 2020 3 17 5 16 2局部加热返修的温度限制5 16 3工程师认可5 16 4难以返修的不合格焊缝5 17锤击为了控制厚板焊缝中的收缩应力 可对中间焊层进行锤击 以防止开裂或变形 或同时防止两者 严禁对焊缝根部 表面焊层或焊缝边的母材进行锤击 5 18捻缝 凿密 捻缝 凿密 系采用机械方法使焊缝和母材表面塑性变形 以使缺陷封闭或隐没 对规定的最低屈服强度大于50ksi 345MPa 的母材禁止捻缝 凿密 69 2020 3 17 对规定的最低屈服强度等于或小于50ksi 345MPa 的母材 可进行捻缝 凿密 但要 1 所有的检验已经完成且验收合格 2 有必要进行捻缝 凿密 以防止涂敷 保护层 失败 3 捻缝 凿密 的技术和限制获得工程师同意 5 19电弧击伤电弧击伤导致的裂纹或损伤必须打磨成光滑外形 并作检查以保证金属完好 5 20焊缝清理过程中清理 完工焊缝的清理5 21焊缝引弧板和引出板 70 2020 3 17 6检验 6 1适用范围第6章包括对检验人员的资格评定与职责的所有要求 缺陷的验收准则 以及无损检测 NDT 工艺 6 1 1检验人员资格评定的要求资格评定的根据 1 符合AWSQC1焊接检验员资格评定和证书的标准和指南规定的 由AWS认证的 当前或以前的焊接检验员证书 CWI 或者 2 加拿大焊接局 CWB 颁发的 符合加拿大标准协会 CSA W178 2焊接检验员资格评定 当前或以前的资格证明 或者 3 在金属制造 检验和测试方面经过培训或有这方面经历 或两者都有的个人 能够胜任检验工作 71 2020 3 17 有效期限视力测试 检验员和助理检验员必须通过裸视或带校正视力镜片的测试 以证明其在12 17in 300 430mm 距离上有JaegerJ 2级的近距离视力敏锐度 所有检验人员的视力测试应该每三年进行一次 必要时也可少于三年 6 1 2检验员的责任检验员必须查明所有的焊接制造和安装符合合同文件的要求 6 1 3向检验员提供的项目必须向检验员提供完整的工作图 其中标注所有焊缝的尺寸 长度 类型和部位 还必须向检验员提供合同文件中规定的与产品的制造或安装 或两者兼有的有关的材料和质量要求 72 2020 3 17 6 2WPS的检验6 2 1免除评定的WPS承包商检验员必须确保用于施工的所有免除评定的WPS符合第3章 第5章和合同文件的要求 6 2 2经试验评定的WPS承包商检验员必须确保所有经试验评定的WPS符合第4章 第5章和合同文件的要求 6 2 3生产中的WPS承包商检验员必须证实所有焊接操作是按符合本规范和合同文件要求的WPS进行的 73 2020 3 17 6 3焊工 焊机操作工 定位焊工的资格评定的检验6 3 1资格确认检验员必须只允许按照第4章要求通过资格评定的焊工 焊机操作工和定位焊工进行焊接操作 或必须确保每一焊工 焊机操作工或定位焊工以前已经在其他认可的监督下证明这种资格并由工程师按4 1 2 1批准 6 3 2根据工作质量重新评定6 3 3合格证失效后重新评定评定合格的焊接方法中已中断操作六个月以上 则检验员必须要求他们重新进行资格评定 74 2020 3 17 6 4工作检验和记录焊缝的尺寸 长度和位置检查范围检查程度检验完毕后的检验员标记记录的保存6 5承包商的职责承包商必须负责目视检验 并必须根据本规范的要求对材料和工艺方面所有不足之处进行必要的纠正 75 2020 3 17 6 6目检所有焊缝必须目检 且如满足表6 1所列的条件即必须认为合格 6 11NDT所有NDT方法 包括设备要求和鉴定 人员资格评定和操作方法 均必须符合第6章的规定 验收判据必须按本章的规定 需作无损检测的焊缝必须先按6 6规定目检合格 要求作无损检测的焊缝 可以在完工焊缝冷却至环境温度后立即开始检测 对ASTMA514 A517钢和A709100及1