编制焊接工艺规程PPT课件.ppt

焊接工艺规程的编制 1 焊接工艺规程 焊接工艺规程的定义 焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定 内容包括 焊接方法 焊前准备加工 装配 焊接材料 焊接设备 焊接顺序 焊接操作 焊接工艺参数以及焊后处理等 焊接工艺规程是指导焊工进行焊接 保证焊接质量的细则文件 保证满足焊接结构生产要求的前提下取得最的经济效益 2 编制焊接工艺规程的依据 1 产品的技术要求 产品的设计 使用要求2 企业的生产条件企业的生产设备员工的技术力量和水平材料供应 3 影响焊接工艺规程的因素 1技术要求1 1使用性能要求力学性能要求 强度 刚度 韧性等 特殊性能要求 物理 化学 耐低温 耐高温 耐磨 耐蚀性能等 结构的致密性 耐压力等 4 影响焊接工艺规程的因素 1 2工艺性能要求金属材料应有良好的焊接性 并能适应各种加工方法 无各种缺陷 加工后能安全使用的性能 结构加工工艺性 分析结构能否制造 装配 焊接方便 可焊到性 工艺方法可行性 5 影响焊接工艺规程的因素 2产品的经济要求成本生产条件3安全生产与环境保护 6 焊接工艺的特点 不同的焊接方法有不同的焊接工艺 焊接工艺主要根据被焊工件的材质 牌号 化学成分 焊件结构类型 焊接性能要求来确定 首先要确定焊接方法 如手弧焊 埋弧焊 钨极氩弧焊 熔化极气体保护焊等等 焊接方法的种类非常多 只能根据具体情况选择 7 焊接工艺的特点 确定焊接方法后 再制定焊接工艺参数 焊接工艺参数的种类各不相同 如手弧焊主要包括 焊条型号 或牌号 直径 电流 电压 焊接电源种类 极性接法 焊接层数 道数 检验方法等等 焊接工艺是保证焊接质量的重要措施 不同的材质 焊接方法有不同的焊接工艺 它的正确性和合理性会影响到生产 在指导生产之前应进行焊接工艺评定 8 焊接工艺评定定义 为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价 9 焊接工艺评定目的 评定施焊单位是否有能力焊出符合相关国家或行业标准 技术规范所要求的焊接接头 验证施焊单位所拟订的焊接工艺指导书是否正确 为制定正式的焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的技术依据 10 焊接工艺评定意义 焊接工艺评定是保证焊接质量的一个重要环节 通过焊接工艺评定 检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求 并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据 还能够在保证焊接接头质量的前提下尽可能提高焊接生产效率和最大限度的降低生产成本 获取最大的经济效益 11 焊接工艺评定特点 1 焊接工艺评定是解决任一钢材在具体条件下的焊接工艺问题 而不是选择最佳工艺参数 具有一定的范围 供大多数人接受 2 焊接工艺评定是解决在具体工艺条件下的使用性能问题 但不能解决消除应力 减少变形 防止焊接缺陷产生等涉及到的整体质量问题 12 焊接工艺评定特点 3 焊接工艺评定要以原材料的焊接性能为基础 通过焊接工艺评定可靠的技术条件试验 去指导生产 避免了把实际产品当试验件的弊病 4 焊接工艺评定试验过程中应该排除人为因素 不要把焊接工艺评定与焊工技能评定混为一谈 主持焊接工艺评定工作的人员应该有能力分辨出产生缺陷的原因是焊接工艺问题还是焊工的技能问题 如果是技能问题应通过焊工培训来解决 13 焊接工艺评定特点 5 现有的焊接工艺评定规程所规定需要进行的试验 主要是焊接接头的常温力学试验 即通过了外观检验 无损检测和常温力学试验 一般认为就通过了焊接工艺试验 对于电力行业高温 高压管道的新钢种这个结果是不完全可靠 还要考虑接头的高温持久试验 蠕变试验 应力腐蚀等试验 14 焊接工艺评定适用范围 适用于锅炉 压力容器 压力管道 桥梁 船舶 航天器 核能以及承重钢结构等钢制设备的制造 安装 检修工作 适用于气焊 焊条电弧焊 钨极氩弧焊 熔化极气体保护焊 埋弧焊等焊接方法 15 焊接工艺评定依据 国家及相关行业的规范和标准 规定了焊接工艺评定的内容和方法 如 电力的DL T868 2004 焊接工艺评定规程 机械工业 石油和化学工业的JB4708 2000 钢制压力容器焊接工艺评定 GB50236 98 现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 第4章美国ASME标准第九卷 焊接及钎接评定 欧洲的EN288 16 焊接工艺评定的原则 焊接工艺评定应以规程或技术标准的规定为依据进行 焊接工艺评定的钢材和所选定的焊接材料应有可靠的质量证明资料和焊接性评价资料 焊接工艺评定应在焊接性评价资料的基础上 制订评定工艺方案之后 于正式施焊产品之前所进行的工作 17 焊接工艺评定的原则 所用的设备 器具和测定仪器等应处于正常工作状态和检定周期内 焊接工艺评定试件的焊制 应由本单位技术熟练的焊工担任 并应进行测量记录 参与焊接工艺评定的人员其资质条件应符合有关规程的要求 18 焊接工艺评定的原则 工艺评定试验的合格标准应符合产品技术条件的规定 若产品技术条件没有规定合格标准 则试验包括力学试验 弯曲试验及产品技术条件规定的其他试验 其合格标准按规程执行 焊接工艺评定全过程的技术资料积累 应完整齐全 19 焊接工艺因素 所谓焊接工艺的正确性是指按拟定的焊接工艺生产的焊接接头是否能满足产品使用性能的要求 而影响使用性能的因素很多 如 强度 高温性能 耐腐蚀性等 但是材料的力学性能是影响其性能的最基本因素 通过工艺评定的各项试验 对其力学性能进行评估 以确定是否能满足要求 按照对焊接接头力学性能的影响 将焊接工艺因素分为重要因素 补加因素和次要因素 20 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 焊条电弧焊的重要因素有焊条牌号和预热温度等 预热温度比已评定的合格值降低50 以上 埋弧焊的重要因素有药芯焊丝牌号 只考虑类别代号后两位数字 焊丝钢号 焊剂牌号 混合焊剂的混合比例 添加或取消附加的填充金属和预热温度等 预热温度比己评定的合格值降低50 以上 21 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 当规定进行冲击试验时 需要增加补加因素 焊条电弧焊的补加因素是用非低氢型药皮焊条代替低氢型药皮焊条 焊条的直径改为大于6mm 将评定合格的焊接位置改为向上立焊 最高层间温度比经评定的记录值高50 以上 电流种类或极性 增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过已评定的合格值 埋弧焊的补加因素有最高层间温度 它比经评定的记录值高50 以上 电流种类或极性 增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过已评定的合格值 由每面多道焊改为每面单道焊 单丝焊改为多丝焊 或反之 22 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因素 一般来说 当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺 但需要重新编制焊接工艺指导书 23 改变焊接方法 需重新评定 a 当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺 b 当增加或变更任何一个补加因素时 则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验 c 当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺 但需重新编制焊接工艺指导书 同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法 可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定 亦可使用两种或两种以上焊接方法 焊接工艺焊接试件 进行组合评定 24 评定指标的确定 根据规程和钢材的理论基础知识 焊接性 等 确定各项技术指标 按照 焊接工艺评定规程 DL T869的规定 要求焊缝金属的化学成分和力学性能 强度 塑性 韧性等指标 应与母材相当或不低于母材相应规定值的下限 25 评定项目的确定 根据工程的实际工作情况要求 按规程适用范围做好项目的相关覆盖 确定好评定项目 26 评定项目的确定 试件分为板状 管状 管板状三类 焊缝分为全焊透和非焊透焊缝 全焊透焊缝的评定 适用于非焊透焊缝 反之不可 板状对接焊缝试件评定合格的焊接工艺 适用于管状对接焊缝 反之亦可 板状角焊缝试件评定合格的焊接工艺 适用于管与板或管与管的角焊缝 反之亦可 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝 27 评定项目分类 钢材试件厚度与焊件厚度焊接方法试件的类型其他参数 焊接规范参数和操作技术 28 钢材 焊接工程应用的钢材品种和规格繁多 如每种均进行 评定 不但复杂且数量很多 为减少评定数量 且又能取得可靠的工艺 将钢材按其化学成分 冶金性能 焊后热处理条件 力学性能 规格 设计和使用条件等因素综合考虑 划分成类级别进行评定 按规程要求可以进行替代覆盖 29 钢材 常用钢材按类级别划分 它们的划分方法是 按用途划分成A B C等三个类别 而级别则以力学性能 化学成分和组织类型综合划分为I 三个级别 几个规程钢材类别划法已统一 30 钢材类级别在评定中的基本规定 首次应用的钢材 必须进行 评定 评定 用的钢材与实际 工程 应用的钢材应相同 同类同级 但不同牌号钢材的 评定 工艺 可以相互替代 同类别中 高级别钢材的 评定 工艺适用于低级别钢材 反之不可 31 钢材类级别在 评定 中的基本规定 高类别 评定 合格的工艺 在一定条件下可以替代低类别钢材 但其工艺必须以代替钢材类级别的评定条件和工艺参数施焊 否则不可 当不同类别号的母材组成焊接接头时 即使母材各自都已评定合格 其焊接接头仍需重新评定 但类别号为 的同钢号母材的评定适用于该类别号 或该组别号 母材与类别号为I的母材所组成的焊接接头 改变焊后热处理类别 需重新评定焊接工艺 32 试件厚度与焊件厚度 对接焊缝适用于焊件厚度 33 试件厚度与焊件厚度 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺用于角焊缝焊件时 焊件厚度的有效范围不限 角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于非受压角焊缝焊件时 焊件厚度的有效范围不限 34 试件厚度与焊件厚度 角接焊缝适用于焊件厚度已进行评定的角接接头厚度 适用于焊件厚度的范围与对接接头厚度规定相同 但试件厚度按下列规定计算 1 板一板角焊缝试件厚度为腹板的厚度 2 管板角焊缝试件厚度为管壁厚度 3 管座角焊缝试件厚度为支管壁厚度 35 焊接方法 各种焊接方法应单独 评定 不得互相代替 采取一种以上焊接方法组合形式的 评定 其中每种焊接方法可单独 评定 亦可组合 评定 应用时每种焊接方法的焊缝金属厚度 应在各自 评定 的适用范围内 气焊焊接方法的 评定 适用于焊件的最大厚度与 评定 试件厚度相同 36 焊接方法 例如 采用氩弧焊焊接根层 厚度3mm 焊条电弧焊填充和盖面工艺 厚度共8mm 进行焊接工艺评定 其他条件 这属于2种焊接方法组合评定 则评定合格的焊接工艺除组合工艺有效外 还适用于 1 氩弧焊单独焊接评定焊缝金属厚度为3mm 其适用厚度范围为 1 5 6 mm 2 焊条电弧焊单独焊接评定焊缝金属厚度为8mm 其适用厚度范围为 6 12 mm 上述Ds Ws焊缝焊接工艺也可单独进行氩弧焊 焊条电弧焊焊接工艺评定合格后 组合使用 37 试件的类型 板状试件 评定 合格的工艺适用于管状试件 反之亦可 但要考虑各种焊接位置 例 板平立仰可以代替水平固定管 板垂直可以代替垂直管 对接试件的 评定 适用于角接试件 板状角焊缝试件评定合格的焊接工艺 适用于管与板或管与管的角焊缝 反之亦可 38 其他参数 当焊接规范参数和操作技术出现变化时 应按其参数类型重新评定或变更工艺指导书 39 焊接规范参数 气焊时 火焰性质的改变 由氧化焰改变为还原焰 或反之 自动焊时 改变导电嘴到工件间的距离 焊接速度变化范围比评定值大10 各种焊接器具型号或尺寸的改变 40 操作技术 从无摆动法改变为摆动法 或反之左向焊改变为右向焊 或反之 由立向上焊改变为立向下焊 自动焊中 焊丝摆动宽度及频率和两端停顿时间的改变 从单面焊改变为双面焊 或反之 41 操作技术 从手工焊改为自动焊 或反之 多道焊改变为单道焊 增加或取消焊缝背面清根 焊前或层间清理的方法或程度的改变 对焊缝焊后有无锤击 42 重新评定原则 重要参数改变或重要参数超出本标准规定的适用范围时 应重新评定 当重要参数已经评定 对要求做冲击韧性试验的焊件 只需在原重要参数适用条件下 焊制补充试件 仅做冲击韧性试验即可 变更次要参数只需修订焊接工艺 作业 指导书 不必重新进行评定 焊接工艺评定的结果适用于返修焊和补焊 43 焊接工艺评定 般过程 拟定焊接工艺指导书 任务书 施焊试件和制取试样检验试件和试样测定焊接接头是否具有所要求的使用性能提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定出现不合格项 修订工艺指导书 重新进行评定 44 拟定焊接工艺指导书 在编制焊接工艺指导书以前 焊接技术人员应根据产品制造或安装图样和有关的技术要求 对要求按评定合格工艺施焊的所有焊缝按照钢材类别组别进行分类汇总 再结合本企业原来已有的焊接工艺评定项目 然后根据焊接工艺评定规程 本着既不重复又不遗漏的原则 确定尚未评定的以及变更条件和要素后需要重新评定的项目 给出焊接工艺评定清单 并提出本产品的具体评定要求 如果有 根据焊接工艺评定清单 焊接技术人员根据实践经验和相关技术数据以及企业具体的生产条件编制每一项的焊接工艺指导书 如需要可以在编制以前进行焊接性试验 确定材料的焊接性 为拟订焊接工艺指导书提供依据 45 焊接工艺指导书内容 单位名称 焊接工艺指导书编号和拟定日期 焊接工艺评定报告编号 焊接方法和自动化程度 接接头的坡口形式以及衬垫的材料和规格 用简图表示的接头形式 坡口形式与尺寸 焊层 焊道布置及顺序 母材的钢号与类别号和组别号 母材 熔敷金属的厚度范围 46 焊接工艺指导书内容 焊材的类别 指焊条 焊丝 焊剂等 焊材的标准号 焊条 焊丝的直径 焊材的型号和牌号 或填写耐蚀堆焊金属的化学成分 焊接位置和焊接方向 焊后热处理温度范围和保温时间 预热温度 允许最低值 层间温度 允许最高值 每层焊缝的焊接方法 填充材料的牌号 直径 电流极性 电流值 电压值 焊接速度 线能量 47 焊接工艺指导书内容 保护气体种类 混合比 流量 如果有 钨极类型及直径 喷嘴直径 熔滴过渡形式 焊丝送进速度 技术措施 摆动焊或不摆动焊 焊前清理和层间清理 背面清根方法 单道焊或多道焊 单丝焊或多丝焊等 导电嘴至工件的距离 有无锤击等 编制 审核 批准人员签字 48 焊接试件 焊接应在主管焊接工程师的主持下进行 以便及时处理在焊接过程中出现的一些意外情况 应选用操作技能水平较高的焊工焊接 把人为的因素减小 焊接工艺评定是验证预先制订的工艺焊接接头能否满足使用性能的要求 而不是考核焊工的操作技能 选择水平较高的焊工 可以有效地避免把焊工技能水平因素与工艺因素相混淆 从而导致不必要的修订工艺而重新评定 49 焊接试件 施焊前检查钢材 焊材的材质证明或复验单 以确保评定的有效性 检查焊条的烘干记录与烘干质量 确保所用焊接设备 控制装置处于完好状态 按工艺指导书要求清理试件 组对焊口 调整好工艺规范 严格按工艺指导书的要求施焊 做好评定原始数据的记录 50 检验及检验报告 在焊接完毕后 进行检验和试验 检验项目有 外观检查 无损检测 力学性能和弯曲性能试验 角焊缝试件的检验项目有外观检查和金相检查 宏观 51 检验步骤 首先进行外观检查 然后进行无损检测 要求试件不得有裂纹 按要求制备拉伸试样 弯曲试样和冲击试样 当规定时 取样时注意避开缺陷位置 按标准进行拉伸试验 弯曲试验和冲击试验 确认各项性能是否合格 52 焊接工艺评定报告 焊接工艺评定报告中的内容包括工艺指导书中的内容外 应注意 报告中所填写的内容均为实际焊接试件时的实测值 而工艺指导书中为预先拟订值 两者可能相同 也可能存在差异 53 焊接工艺评定报告 还包括拉伸试验记录 包括试验报告编号 试样编号 试样尺寸 断裂载荷 抗拉强度以及断裂部位和特征 试验值 弯曲试验记录 包括试样编号 试样类型 面弯 背弯或侧弯 试样厚度 弯心直径 弯曲角度和试验结果 54 焊接工艺评定报告 冲击试验记录 如果要求 包括试样编号 试样尺寸 缺口类型 缺口位置 试验温度 冲击吸收功 金相检验 角焊缝 包括根部是否焊透 焊缝有无未熔合 焊缝 热影响区有无裂纹以及检验截面焊脚差 无损检验记录 包括无损检验报告编号以及评定试件无损检验后有无裂纹 55 焊接工艺评定报告 金属化学成分 耐蚀堆焊 结论部分 包括所做工艺评定依据的标准 最后的结论是否合格 焊工姓名 焊工代号和施焊时间 编制 审核 批准签字 56 焊接工艺评定报告 根据上述内容 形成一份完整的焊接工艺评定报告 如果所要求的各项性能均符合要求 则该项工艺评定合格 如有一项内容 或一个试样不合格 则判定评定为不合格 那么 焊接技术人员应修订工艺或重新拟定丁艺 重新进行该项目的焊接工艺评定 直至获得一份合格的焊接工艺评定报告 也即合格的焊接工艺 57 焊接工艺评定内容 评定项目力学性能和弯曲性能试验的取样要求检验要求检验报告 58 评定术语 试件 按照预定的焊接工艺制成的用于焊接工艺评定试验的焊件 试件包括母材和焊接接头两部分 试样 根据相关标准为进行试验所备制的标准样品或非标准样品 横向弯曲 焊缝轴线与试样纵轴垂直时的弯曲纵向弯曲 焊缝轴线与试样纵轴平行时的弯曲 59 评定术语 面弯 试样受拉面为焊缝正面的弯曲 具有较大焊缝宽度的面称为正面 当两面焊缝宽度相等时 则先完成盖面层焊缝一侧为正面背弯 试样受拉面为焊缝背面的弯曲 侧弯 试样受拉面为焊缝横截面的弯曲 60 评定项目 评定项目和数量如无特殊要求 对接接头 角接接头和T型接头试件的评定项目及规定的试样数量 61 62 评定项目说明 直径Do 32mm的管材 可用一整根工艺试件代替剖管的两个拉伸试样 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别时 可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验 纵向弯曲取面弯及背弯试样各两个 当无法制备纵向弯曲试样时 可按GB T2653进行压扁试验 当母材厚度大于20mm时 可用4个侧弯试样代替两个面弯 两个背弯试样 除产品技术条件有要求外 A 类钢和B 类钢应做冲击韧性试验 63 评定项目说明 要求做冲击韧性试验时 试样数量为热影响区和焊缝上各取3个 异种钢接头每侧热影响区分别取3个 焊缝取3个 采用组合焊接方法 工艺 时 冲击试样中应包括每种方法 工艺 的焊缝金属和热影响区 当试件尺寸无法制备5mm 10mm 55mm冲击试样时 可免做冲击试验 有热处理要求的应做硬度试验 要求做硬度试验时 每个部位 焊缝 焊趾附近 至少应测3点 取平均值 B 类钢 C类钢以及与其他钢种的异种钢焊接接头应做焊缝断面的微观金相试验 用于有腐蚀倾向环境部件的C类钢应做应力腐蚀试验 64 角焊缝的评定项目及试样数量 65 力学性能的取样要求 试件允许避开缺陷制取试样 试样去除焊缝余高前允许对试样进行冷校平 板材对接焊缝试件上试样取样位置见图 依据标准 GB T2649 66 横向弯曲时纵向弯曲时 67 管材对接焊缝试件上试样取样位置 68 69 拉伸试验取样和加工要求 依据 GB T228 GB T2651试样的焊缝余高应以机械方法去除 使之与母材齐平 试样厚度应等于或接近试件母材厚度T 厚度小于或等于30mm的试件 采用全厚度试样进行试验 当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时 则可将试件在厚度方向上均匀分层取样 等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度 等分后的两片或多片试样试验代替一个全厚度试样的试验 70 试样形式 紧凑型板接头带肩板形试样 见图6 适用于所有厚度板材的对接焊缝试件 紧凑型管接头带肩板形试样型式I 见图7 适用于外径大于76mm的所有壁厚管材对接焊缝试件 紧凑型管接头带肩板形试样型式 见图8 适用于外径小于或等于76mm的管材对接焊缝试件管接头全截面试样 见图9 适用于外径小于或等于76mm的管材对接焊缝试件 71 72 73 74 弯曲试验试样加工要求 依据标准 GB T232GB T2653试样的焊缝余高应采用机械方法去除 面弯 背弯试样的拉伸表面应齐平 试样形式面弯和背弯试样见下图 当试件厚度T 10mm时 试样厚度S与T相等或接近 T 10mm时 S 10mm 从试样受压面加工去除多余厚度 横向侧弯试样见图11 当试件厚度T为10 38mm时 试样宽度等于试件厚度 当试件厚度T大于38mm时 允许沿试件厚度方向分层切成宽度为20 38mm等宽的两片或多片试样的试验代替一个全厚度侧弯试样的试验 75 板状和管状试件的面弯试样 76 板状和管状试件的背弯试 77 弯曲试验要求 试验一般在室温下进行 试样及室温温度规定为10 35 试样的焊缝中心应对准弯轴轴线 试验时加力要平稳 连续 无冲击 试验速率小于1mm s 侧弯试验若试样表面存在缺陷 应以缺陷较严重的一侧作为拉伸面 试验时的弯曲角度应以试样承受载荷时测量为准 78 冲击试验 标准 GB T229GB T2650试样采用何种形式试样由技术条件规定 试样取向 试样纵轴应垂直于焊缝轴线 缺口轴线垂直于母材表面 取样位置 在试件厚度上的取样位置见图12 焊缝区试样的缺口轴线应位于焊缝中心线上热影响区试样的缺口轴线至试样轴线与熔合线交点的距离大于零 且应尽可能多的通过热影响区 79 取自焊缝金属时取自热影响区时 80 角焊缝试件和试样的检验 检验项目 外观检查金相检验 宏观 外观检查不得有裂纹 81 角焊缝试样 板材角焊缝试样试件两端各舍去20mm 然后沿试件纵向等分切取5块试样 每块试样取一个面进行金相检验 任意两检验面不得为同一切口的两侧面 管材角焊缝试样 将试件等分切取4块试样 焊缝的起始和终了位置应位于试样焊缝的中部 每块试样取一个面进行金相检验 任意两检验面不得为同一切