焊接工艺评定的理解和体会ppt课件

.,关于焊接工艺评定的理解和体会,.,什么叫焊接工艺评定试验焊接工艺评定的免除焊接工艺评定试验的目的钢结构、造船、压力容器的工艺评定焊接工艺评定的程序焊接工艺评定方案的确定焊接工艺评定试验的检验测试焊接工艺评定试验报告焊接工艺评定试验的适用范围焊接工艺评定的重新评定焊接工艺规程焊接工艺评定的有关标准,目录,.,按照ISO的原则，做任何一件事，必须明确：由谁去做？用什么去做？怎样去做？对于焊接来说，就是焊工资格，焊接材料设备和焊接工艺评定/焊接工艺规程，这三个主要问题。,焊接的特殊性,.,焊接涉及电弧、飞溅、易燃、易爆，是一项有一定危险性的作业；焊接本身因为有毒、有害气体、弧光、烟尘、高温；还是一项艰苦的工作；焊接的质量直接涉及结构的安全，特别是锅炉、压力容器、桥梁、船舶、公共建筑等；因此，焊接作为特种作业中重要的一类，特别地受到社会各方面的关注。焊接工艺评定和焊工考试取证是焊接生产企业必不可少的两件大事。,焊接的特殊性,.,所谓焊接工艺评定，是针对特定的钢材、结构，选用的焊接材料、焊接工艺方法、焊后热处理等措施；在与实际工程焊接施工一致的条件下，按照规定的步骤，进行试验性的焊接；焊接后按照规定的的程序，检验检测手段进行检测试验验证；根据规定的标准进行评判；试验测试结束后，编制完整的焊接试验报告，对整套焊接工艺方案作出最终的评定、认可。进而，根据焊接工艺评定试验的结果，编制焊接工艺规程，指导焊接生产。,1.焊接工艺评定试验,.,焊接工艺评定试验报告WPQ、WPQT、WPQR、PQRWeldingProcedureQualificationTestRecord焊接方法（工艺）认可试验报告WPA、WPATWeldingProcedureApprovalTest焊接工艺规程WPSWeldingProcedureSpecification,1.焊接工艺评定试验,.,1.焊接工艺评定试验,作为整个生产、技术、质量控制链中的一环，焊接工艺评定试验非常的重要。,.,国外权威机构，如AWS，CWB，ASME都做了规定，产品焊接所用的WPS必须按照要求规定，进行焊接工艺评定。国内造船和压力容器制造，由于产品的特殊性，焊接工艺评定起步较早。特别是，上世纪70年代末，由于出口船舶的制造，较早地涉及船级社认可评定，和世界接轨，很早就开展了这方面的工作。压力容器制造的焊接工艺评定，使用的是JB标准，造船采用的是相关的船级社规范。随着焊接技术和质量要求的不断提高，焊接工艺评定几乎已经被所有焊接生产所要求。,1.焊接工艺评定试验,.,由于缺乏建筑钢结构的焊接工艺评定规程，过去由国外设计、承包的工程，一般根据国外的相关规程进行工艺评定，而国内独立设计、施工的工程，则参考采用锅炉压力容器的工艺评定规程。2002颁布的JGJ81建筑钢结构焊接技术规程，参照了国家行业标准JB/T6963钢制件熔化焊工艺评定、美国AWSD1.1钢结构焊接规范及日本建筑学会标准JASS钢结构工程中有关焊接工艺评定的规定，结合钢结构的特点，实际情况，在原规程基础上进行修改，明确了有关焊接工艺评定的规定。,钢结构焊接工艺评定试验现状,.,在美国AWS规范中，把常规的、符合标准规范的钢种、焊接方法、坡口、位置、匹配焊接材料的组合进行规范化，视为已通过评定或预评定合格。施工企业使用规范化的、预评定合格的焊接工艺，可以免除或不重新进行焊接工艺评定。但是我国目前工艺参数条件规范化和产品质量标准贯彻的严格程度不够，有些产品还缺乏长期应用实践考核；结构制作、安装企业质保体系运行不够健全，如完全套用美国焊接规范中免于焊接工艺评定的规定，不利于焊接工程质量的控制，不符合我国国情，所以一般不予执行。,2.焊接工艺评定试验的免除,.,即使焊接工艺评定没有免除，但是，在美国AWS规范中大量免除焊接工艺评定的表格，即典型的、系列的，符合标准规范的焊接方法、坡口、坡口的允许范围，以及匹配的焊接材料等，不失为，一套非常有用的技术参考标准，对焊接接头设计，焊接工艺方案的制定非常的有帮助。例如，经常有人考虑埋弧焊不开坡口，板厚可以焊到什么范围，查D1.1图表3.4可知，双面焊不清根的话，适用板厚可达10mm，碳刨清根的话，适用板厚可达16mm。,2.焊接工艺评定试验的免除,.,2.焊接工艺评定试验的免除,.,焊接工艺评定的主要目的在于评定及验证针对焊接生产所需要的焊接工艺，最终归纳并确定为焊接工艺规程WPS。对施工单位采用的钢材、焊接材料，选用的焊接方法、初步制定的焊接工艺、焊后热处理工艺等，进行验证，进而确定所定方案的正确性；特别对首次应用的钢材、焊接材料、焊接工艺的应用性进行考核、验证；在焊接工艺评定试验的基础上，针对焊接工艺评定试验所代表的所有规格、条件，制定详细的焊接工艺规程，指导实际生产。,3.焊接工艺评定试验的目的,.,焊接工艺评定同时又是对焊接生产单位实际焊接生产能力、焊制焊接接头的使用性能符合设计要求的能力的评估。因此，焊接工艺评定试验不允许袭用外单位试验结果，一般由本单位，或在其他机构的指导下，独立完成。此外，由于工程中的焊接接头不可能现场实物取样，进行破坏性检验，构件制作前进行的焊接工艺评定，也是对不需要制作焊接见证试板的接头性能的旁证。所以，焊接工艺评定，既是对企业焊接工艺，乃至焊接生产和管理体系的考核，又是焊接产品质量的保证。,3.焊接工艺评定试验的目的,.,国家标准GB50205钢结构工程施工质量验收规范焊接技术规程条文说明5.2.3中说明了，由于钢结构工程中的焊接节点和焊接接头不可能进行现场实物取样，破坏性检验，为保证工程焊接质量，必须在构件制作和安装施工焊接前，进行焊接工艺评定，并根据焊接工艺评定的结果制定相应的施工焊接工艺规程。条文规定了施工企业必须进行焊接工艺评定的条件，即施工单位应根据所承担钢结构的、类型，按国家现行行业标准建筑钢结构焊接技术规程JGJ81等技术规程中的具体规定，进行相应的工艺评定。,4.钢结构焊接工艺评定试验,.,根据国家标准GB50205钢结构工程施工质量验收规范焊接技术规程的规定，作为钢结构焊接工程的主控项目，施工单位应在生产开始前，进行焊接工艺评定试验，并根据工艺评定试验结果，确定焊接工艺。检查数量：全数；检查方式：检查焊接工艺评定试验报告；试验要求：JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程。规程还将焊接工艺评定报告列入竣工资料必备文件之一。,焊接工艺评定验的强制性规定,.,根据行业标准JGJ81建筑钢结构焊接技术规程规定,以下情况之一者应进行焊接工艺评定:1国内首次应用于钢结构工程的钢材（包括牌号与标准相符，但微量元素不同，或供货状态不同等）；或国外钢号国内生产等；2国内首次应用于钢结构工程的焊接材料；3设计规定的钢材类别、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理，及施工单位所采用的焊接工艺参数、预热后热措施等各种工艺参数的组合条件，为施工企业首次采用。,焊接工艺评定试验的强制性要求,.,压力容器产品施焊前，焊接和返修焊接，都应进行焊接工艺评定试验，或具有经过评定合格的焊接工艺规程（WPS）支持；压力容器的焊接工艺评定试验，应当符合JB4708钢制压力容器的焊接工艺评定的要求；压力容器的焊接工艺评定试验的过程，由监检人员进行监督；焊接工艺评定试验完成后，焊接工艺评定试验报告（PQR）和焊接工艺规程（WPS）由制造单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，经监检人员签字确认；焊接工艺评定试验报告长期保存，至失效为止。,5.压力容器焊接工艺评定试验的要求,.,船级社规定，在船舶开工建造前，工厂应结合本厂的技术条件和生产经验，制定产品建造焊接工艺计划方案，交验船师认可。计划方案应针对建造中焊缝出现于重要结构与结点的不同位置、形式和尺寸，列出拟使用的焊接工艺规程的名称和编号。对于未曾批准过的焊接工艺，工厂应制定详细的工艺规程并提交船级社认可。经工艺认可试验合格后该工艺方可使用。,6.中国船级社对焊接工艺评定的规定,.,(1)母材的牌号、级别、厚度和交货状态；(2)焊接材料和气体的型号、等级和规格；(3)焊接设备的型号和主要性能参数；(4)坡口设计、加工要求及衬垫材料(如有时)；(5)焊道布置和焊接顺序；(6)焊接位置(平、立、横、仰焊等)；(7)焊接参数(电源极性、电流电压、焊接速度等)；(8)焊前预热和道间温度、后热，焊后热处理措施等；(9)施焊环境，现场施焊或车间施焊；(10)其他有关的特殊要求。,6.造船焊接工艺评定试验报告的要求,.,通常在采用新材料、新工艺时，应事先进行工艺认可试验，以证实该焊接工艺的适用性。应在验船师到场时进行认可试验的焊接试验。试验时应记录试验数据，编制报告，随认可工艺规程一起提交CCS认可。如焊接工艺经CCS认可，则以后按此工艺施工时，可免做焊接工艺认可试验。当工厂对已批准的焊接工艺规程进行改动时，应将所有改动的细节向CCS报告。CCS根据改动的具体内容决定是否重做焊接工艺认可试验。,6.造船焊接工艺评定试验的要求,.,造船钢材焊接工艺认可的适用范围(1)钢材和焊接材料的适用范围一般为认可试验时所采用的相同等级钢材和焊接材料。但韧性级别高的材料，经CCS同意后，可覆盖韧性级别较低的材料。(2)采用多道焊工艺时，钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的50%200%；海上设施，钢板厚度的认可范围为75%125%。采用单道焊工艺时，钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的80%110%。(3)钢管直径的适用范围为试验所用钢管直径的50%200%，管壁厚度认可范围按钢板的厚度范围认可。,6.造船焊接工艺评定试验的要求,.,7.焊接工艺评定试验的步骤,焊接工艺评定方案,焊接试板施焊WPQT,试板的目视、探伤检验NDT,试板的力学性能测试DT,编制工艺评定试验报告WPQR,预定焊接工艺pWPS,焊接工艺试验,.,7.焊接工艺评定试验的步骤,焊接工艺评定，以及随后的焊工培训和生产工艺实施步骤，主要有以下几个主要环节：制作企业根据所承担产品结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案。必要时进行焊接工艺性预试验；拟定相应的预定焊接工艺，（pWPS)；或者说是工艺评定试验指导书（计划）；按规程标准的规定要求，工艺评定试验指导书内容，在监督人员监督下，施焊试件，进行焊接工艺评定试验（WPQT）；,.,7.焊接工艺评定试验的步骤,对试板焊接进行外观检验、无损探伤；切取加工试样，由监督部门认证资质的检测单位，在监督人员到场监督下，进行检测、试验；将检验、检测、试验结果汇总，编制报告；（WPQR）；根据焊接工艺评定试验报告，编制焊接工艺规程；（WPS）；并上报批准；按照批准确定的焊接工艺WPS，进行焊工考试取证；按照批准确定的焊接工艺WPS，实施焊接生产。,.,制作企业根据所承担钢结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案；必要时进行焊接工艺性预试验；拟定相应的焊接工艺评定指导（计划）书；按标准规程的规定，指导书内容施焊试件；对试板焊接进行外观检验、无损探伤；切取加工试样，由具有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行检测、试验；将检验、检测、试验结果汇总，编制报告。,7.焊接工艺评定试验的程序,.,7.焊接工艺评定的程序,根据钢材和焊接材料，编制焊接工艺评定计划；制定工艺规程方案；（pWPS)焊接工艺评定试验（WPQT）试板检验（NDT，VT）试板试样检测（DT）焊接工艺评定报告（WPQR）焊接工艺规程（WPS）焊工考试取证焊接生产实施,.,焊接工艺评定前，先要确定焊接参数，原则上是根据被焊钢材的焊接性试验结果制订。对于焊接性已经被充分了解，有明确的指导性焊接工艺参数，并已经实践中长期使用的成熟钢种，一般不需要由施工企业进行焊接性试验。对于国内新开发生产的钢种，或者由国外进口未经使用过的钢种，应由钢厂提供焊接性试验评定资料。否则施工企业应进行焊接性试验，以作为制订焊接工艺评定参数的依据。,8.焊接工艺评定试验方案的制定,.,1.焊接方法：根据工厂的条件、工况，决定焊接方法、焊接位置、接头形式；2.焊接材料：根据使用的钢材，设计要求，已有的焊接技术、经验，确定配套的焊接材料和规格；3.焊接工艺：根据已有的焊接技术、经验、设计坡口，制定焊接工艺参数；4.试板板厚：根据产品中同一焊接工艺使用的板厚范围，规范规定的适用范围，确定试板板厚。试板板厚确定时，要考虑尽可能少的试验项目，满足生产,以及今后生产发展所需要的工艺评定覆盖范围。,8.焊接工艺评定试验项目的确定,.,9.焊接工艺评定试验项目的确定,对接焊试件取样种类和数量JGJ81-2002表5.4.2(部分）,.,9.焊接工艺评定试验项目的确定,T、Y、K形、十字形接头试件取样JGJ81-2002表5.4.2(部分）,.,9.工艺评定试验取样位置,.,焊接工艺评定所用设备、仪表的性能应与实际工程施工相一致，并处于正常工作状态；焊接工艺评定所用的钢材、焊接材料必须与实际工程所用材料一致，并符合相应标准要求，具有质保书；工艺评定的试板由该工程施工企业中技能熟练的焊接人员施焊。评定试件的焊后热处理应与钢结构制造、安装焊接中实际采用的焊后热处理条件基本相同；必须记录实验过程和所有数据。,焊接工艺评定试验的要求,.,焊接工艺评定涉及的技术标准繁多，试验人员必须熟悉相关的技术标准。材料的钢材标准、焊接材料标准、主要力学性能试验标准、焊接试样取样标准、以及焊后热处理标准等。特别是要掌握熟悉要满足的规范标准、技术条件的相关内容。在制定试验项目时，要充分利用评定认可、覆盖范围，选定适当的的焊接项目，要具有代表性，既能满足规范要求，又要减少项目数量。,焊接工艺评定试验的要求,.,焊接工艺评定试验不考核焊工技能，不要用技术不过硬的焊工进行焊接工艺评定试验；坡口采用机加工，保证装配精度，试板采用刚性固定或反变形，防止焊后变形；焊接工艺评定试板切割试样时，允许避开无损探伤允许的焊接缺陷部位；冷弯试样的考核面，焊缝不能有咬口，焊缝去除后要打磨，加工痕迹平行于试样长度方向；两边棱角要打磨；采用缠绕式弯曲试验机冷弯，比传统的三点式冷弯更容易掌握；适用于不同强度接头。,焊接工艺评定试验的注意点,.,由于钢板往往是负公差，拉伸试样的截面，必须按实际厚度精确测量计算；试板焊接必须控制电流规范、线能量，保证冲击性能合格；允许的话，试样采用消氢处理，加快扩散氢的逸出，避免短时间连续进行试验，影响关键的力学性能；力学性能试验的加载速度，对试验验结果有一定的影响。,焊接工艺评定试验的注意点,.,焊接工艺评定试验完成后，应由评定单位根据检测结果编制焊接工艺评定报告，连同焊接工艺评定指导书、评定试验记录、评定试样检验结果一起，报有关单位审查或备案。焊接工艺评定所用的焊接方法、钢材类别、试件接头形式、施焊位置分类代号应符合规定。报告及表格可采用JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程中附录B的格式，或美国AWS推荐的格式。表格中所有的栏目均要填写，不适用的内容可以填不适用（N.A）。,10.焊接工艺评定试验报告的要求,.,焊接工艺评定试验报告的要求,.,焊接工艺评定试验报告的要求,.,焊接工艺评定,.,焊接工艺评定,.,焊接工艺评定试验报告的要求,.,11.焊接工艺评定的厚度适应范围（一例）,.,焊接工艺评定结果不合格时，应分析原因，制订新的评定方案，按原步骤重新评定，直到合格为止。焊接工艺参数变化超过规定的范围时，必须重新进行工艺评定。施工企业已具有同等条件焊接工艺评定资料时，可不必重新进行相应项目的焊接工艺评定试验。,12.焊接工艺评定试验的重新评定,.,焊接工艺参数变化不超过规定的范围时，可不需重新进行工艺评定，超过规定的范围时，必须重新进行工艺评定。不同的焊接工艺方法中，各种焊接工艺参数对焊接接头质量产生影响的程度不同。根据大量的试验结果和实践经验，参照美国AWS的有关内容，JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程中，分别规定了不同焊接工艺方法中各种参数的允许变化范围。,12.焊接工艺评定试验的允许变化范围,.,焊接工艺因素重要因素：影响焊接接头力学性能的焊接工艺因素。当变更任何一个重要因素时，都需要重新评定焊接工艺。补加因素：影响焊接接头补充的力学性能，如AWS中冲击韧性。当变更时，可按增加或变更的补加因素，增焊冲击韧性试件进行试验。次要因素：对要求测定的力学性能无明显影响。当变更时，不需要重新评定焊接工艺，但需重新编制焊接工艺指导书。,12.焊接工艺评定试验的重新评定,.,不同焊接方法的评定结果不得互相代替。手工/机械/自动焊接不可相互替代。焊接方法分类表JGJ81-2002表5.1.6.3,焊接方法分类的规定,.,不同类别钢材的焊接工艺评定结果不得互相代替；不同类别的钢材组合（异种钢）焊接时应重新评定，不得用单类钢材的评定结果代替;钢材分类：Q215、Q235Q295、Q345Q390、Q420Q460,焊接工艺评定中钢材分类的替代规定,.,、类同类别钢材中,由于钢材主要合金成分相似，焊接工艺要求也比较接近，当强度和冲击韧性级别发生变化时，高级别钢材的焊接工艺评定结果可代替低级别钢材；如Q345替代Q295，Q345E替代Q345B;而、类钢材同类别钢材主要合金成分或交货状态往往差异较大，为了保证钢结构的焊接质量，要求每一种钢材必须单独进行焊接工艺评定。如Q420不能替代Q390。,同类别钢材工艺评定的替代,.,接头形式变化时应重新评定；十字形接头评定结果可代替T形接头评定结果；全焊透或部分焊透的T形或十字形接头，对接与角接组合焊缝评定结果，可代替角焊缝评定结果；板材对接的焊接工艺评定结果适用于外径大于600mm的管材对接。焊接接头形式代号表JGJ81-2002表5.1.6.3,焊接工艺评定试验的接头形式,.,焊接位置变化时应重新评定。焊接位置分类代号表JGJ81-2002表5.1.6.4,焊接工艺评定的焊接位置,.,各种焊接方法时，下列条件之一发生变化，都应重新进行工艺评定:坡口形状的变化超出规程规定，坡口尺寸变化超出规定允许偏差；板厚变化超过规定的适用范围；有衬垫改为无衬垫；清焊根改为不清焊根；规定的最低预热温度下降15以上或最高层间温度增高50以上；当热输入有限制时，热输入增加值超过10%；改变施焊位置；焊后热处理的条件发生变化。,重新进行焊接工艺评定试验的规定,.,焊条手工电弧焊时，下列条件之一发生变化，应重新进行工艺评定:焊条熔敷金属抗拉强度级别变化；由低氢型焊条改为非低氢型焊条；电流种类和极性的变换；焊条直径增大1mm以上。,手工焊重新进行工艺评定的条件,.,实芯焊丝、药芯焊丝、自保护药芯焊丝的变换；单一保护气体、混合保护气体的种类、混合种类和比例的变化；保护气体流量增加25%以上或减少10%以上的变化；焊炬手动与机械行走的变换；按焊丝直径规定的电流值、电压值和焊接速度，变化分别超过评定合格值的10%、7%和10%。,气保焊重新进行工艺评定的条件,.,保护气体种类的变换；保护气体流量增加25%以上或减少10%以上的变化；添加焊丝或不添加焊丝的变换；冷态送丝和热态送丝的变换；焊炬手动与机械行走的变换；按电极直径规定的电流值、电压值和焊接速度的变化，分别超过评定合格值的25%、7%和10%。,氩弧焊重新进行工艺评定的条件,.,埋弧焊时，下列条件之一发生变化，应重新进行工艺评定:焊丝钢号变化；焊剂型号变换；多丝焊与单丝焊的变化；添加与不添加冷丝的变化；电流种类和极性的变换；按焊丝直径规定的电流值、电压值和焊接速度变化分别超过评定合格值的10%、7%和15%。,埋弧焊重新进行工艺评定的条件,.,板极与丝极的变换，有、无熔嘴的变换；熔嘴截面积变化大于30%，熔嘴牌号的变换，焊丝直径的变化，焊剂型号的变换；单侧坡口与双侧坡口焊接的变化；焊接电流种类和极性变换；焊接电源伏安特性为恒压或恒流的变换；焊接电流值变化超过20%或送丝速度变化超过40%，垂直行进速度变化超过20%；焊接电压值变化超过10%；偏离垂直位置超过10；成形水冷滑块与挡板的变换；焊剂装入量变化超过30%。,电渣焊重新进行工艺评定的条件,.,气电立焊重新进行工艺评定的条件:焊丝钢号与直径的变化；气保护与自保护药芯焊丝的变换；保护气类别或混合比例的变化；保护气流量增加25%以上或减少10%以上的变化；焊丝极性的变换；焊接电流变化超过15%或送丝速度变化超过30%，焊接电压变化超过10%；偏离垂直位置超过10的变化；成形水冷滑块与挡板的变换。,气电焊重新进行工艺评定的条件,.,焊钉直径或焊钉端头镶嵌(喷涂)稳弧脱氧剂的变换；瓷环材料与规格的变换；栓焊机与配套栓焊枪形式、型号与规格的变换:被焊钢材种类为、类以外的变换；非穿透焊与穿透焊的变换；穿透焊中被穿透板材厚度、镀层厚度与种类的变换；焊接电流变化超过10%，焊接时间为1s以上时变化超过0.2s或1s以下时变化超过0.1s；焊钉伸出长度和提升高度的变化分别超过1mm；焊钉焊接位置偏离平焊位置15以上的变化或立焊、仰焊位置的变换。,栓钉焊重新进行工艺评定的条件,.,所谓焊接工艺规程，是指WPSWeldingProcedureSpecification。就是根据成熟的焊接工艺以及焊接工艺评定试验，制定的指导焊接生产的工艺规定。焊接工艺规程是保证焊接质量的细则文件，其目的是指导焊工的焊接施工，所以通常以表格形式出现，内容精练、扼要，操作性强。焊接工艺规程，可以根据焊接工艺的经验编制，但必须通过焊接工艺评定试验验证，最终予以确定。焊接工艺规程，根据焊接工艺评定试验报告编制，形式上有很多相同之处，但又体现了覆盖认可的范围，实际指导性、操作性。,13.焊接工艺规程,.,BSEN288焊接工艺评定标准ENISO15607焊接工艺评定通用准则ENISO/TR15608焊接工艺评定材料分组ENISO15609金属材料的焊接工艺评定焊接工艺规程WPSENISO15610金属材料的焊接工艺评定基于焊接试验的评定ENISO15611金属材料的焊接工艺评定基于先前焊接经验的评定ENISO15612金属材料的焊接工艺评定标准焊接工艺ENISO15613金属材料的焊接工艺评定基于预生产焊接试验的评定ENISO15614金属材料的焊接工艺试验,14.焊接工艺评定标准,.,JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定GB50236-1998现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范第4条：焊接工艺评定GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程蒸汽锅炉安全技术监察规程附录I焊接工艺评定SHJ509-1988石油化工工程焊接工艺评定SY/T0452-2002石油天然气金属管道焊接工艺评定,14.焊接工艺评定标准,.,IACS国际船级社联合协会W28有关材料焊接的统一基本要求焊接工艺评定试验,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,船级社主要分布在造船技术发达国家，如英国LR、美国ABS、德国GL、挪威DNV、法国BV、日本NK、韩国KR、中国CCS等。其中，欧洲造船国家较多较强。就像欧洲国家统一制定欧州标准后，又发展、演变成ISO标准一样，欧洲船级社成立的国际船级社联合协会，IACS：InternationalAssociationofClassificationSocieties制订了统一的技术要求。W28标准仅为一个章节，主要是船体结构和海洋结构钢的焊接工艺评定试验。由于各船级社要求有区别，所以制订的要求是最低要求。真正的统一，尚未实现。不能以此作为一个统一规范来执行。但在制订试验方案时，有些船级社规范要求不明确时，有很好的参考价值。另外，在船级社转级时，也有说服力。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,在公司进行的焊接工艺评定试验，对相同条件的各车间均有效。在本公司进行的焊接工艺评定试验，引伸到分厂、分包商的前提条件是，相同的技术条件，相同的质量管理程序。如，在韩国大宇造船评定的焊接工艺，获得批准的WPS，可以指导中国上海大宇造船WPS的例子。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,评定试验试板尺寸b)自动焊板宽a=4倍厚度，至少200mm；长度b=1000mm；对接试板尺寸要求手工焊或半自动焊板宽a=4倍厚度，至少150mm长度b=6倍厚度，至少350mm；,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,角接试板尺寸要求a)手工焊或半自动焊：试板宽度a至少150mm;长度b至少350mm；b)自动焊:试板宽度至少150mm；长度b=1000mm；,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,对接试验项目要求外观检查100%；表面裂纹检查100%；RT和/或UT100%；横向拉伸2；纵向拉伸1；侧弯4；冲击33；宏观2；硬度测试1。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,角接试验要求外观检查100%；表面裂纹检查100%；,宏观2；硬度测试1；折断试验1。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,无损检测和外观检查要求无损检测在试板切割之前，焊后热处理之后；强度在420N/mm2以上的钢，无损检测须在48小时后进行；完好性检测按照ISO5817B级，焊缝和熔深超差，按C级。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,破坏性试验要求破坏性试验按照试验标准进行；试样的拉伸强度不得小于母材的最低强度；不同级别强度接头，按照较低强度母材的要求。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,纵向拉伸试验要求纵向拉伸试验取自焊缝金属；用于焊接材料未经船级社认可的情况。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,冷弯试验要求对接试板的冷弯试验弯芯尺寸（D/t）取决于焊接材料；弯曲角180；正弯、反弯各两个；12mm以上改用4个侧弯；异种材料接头的冷弯，可用纵向弯曲代替；弯曲面不得有3mm以上的开裂；角裂另议。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,冲击试验要求一般强度和较高强度船体结构钢的冲击试验按照W11；试样位置按照W2.7；冲击试样取自最后焊道，垂直于焊缝方向，表面下1-2mm；缺口方向垂直于焊缝表面，位置参见图1和图2。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,冲击试验要求热输入小于等于50kJ/cm冲击试样位置：焊缝中心、熔合线和热影响区；第二面焊缝；板厚大于50mm，加做一套。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,冲击试验要求热输入大于50kJ/cm冲击试样位置，焊缝中心、熔合线和热影响区，即熔合线外1、3、5mm；板厚大于50mm，加做一套。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,宏观试验要求宏观试验应包括10mm未受影响的母材。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,硬度测试要求屈服强度大于等于355N/mm2的钢，要求进行硬度测试；测试结果，不得超过：屈服强度小于等于420N/mm2的钢350HV10；屈服强度大于420N/mm2，小于等于690N/mm2的钢420HV10。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,硬度测试要求通常采用维氏HV10方法；测试区域为：焊缝、两侧热影响区，两侧母材；至少两条测试线；每个区域3个点。见图1和图2。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围超出认可范围，需要重新评定；带车间底漆的角焊缝焊接，需要重新评定；带底漆的角焊工艺评定可覆盖不带底漆的试验，反之不可。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围a)同一强度级别，冲击韧性要求高的，可覆盖要求低的；b)同一冲击韧性要求，强度级别高的，可覆盖下两个级别。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围对于热输入线能量超过50KJ/cm的材料，上述a)和b)不完全适用：只能适用于同一冲击韧性要求；同一冲击韧性要求，强度级别只可覆盖下一个级别。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围对于屈服强度690N/mm2的材料，上述a)和b)不完全适用：只能适用于同一冲击韧性要求；同一冲击韧性要求，强度级别只可覆盖下一个级别。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围对于单道或双面单道的对接、T形接头：0.71.1t；对于多道对接、T形接头和角焊缝：-薄板32t；中厚板0.5t2t（最大150mm）；对于线能量超过50KJ/cm的材料，上限为1.0t。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围对于单道角焊缝：0.75a1.5a；（a为焊缝厚度）；对于多道角焊缝，和多道对接焊一样考虑，a=t；对于下行角焊，试板厚度总是板厚范围的上限。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围如果有3点的硬度值超出上述4.2.2.7和4.3.3.3要求值25HV，试板厚度是板厚范围的上限；对于A36F40375HV；对于A420F690445HV。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围焊接位置只限于试验的位置；如果分别在线能量最大和线能量最小的位置进行了试验，可覆盖所有位置；PC+PFPA、PC、PE、PF；带车间底漆PB+PFPA、PB、PD、PF；下行焊PG例外。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围焊接方法仅限于试验的方法；混合方法可以分别通过不同的方法评定；也可采用混合的方法评定，但只限于该混合方法。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围线能量的上限，不超过试验时线能量的25%，并不大于55KJ/cm;对于50KJ/cm以上的线能量，上限不超过试验时线能量的10%；线能量的下限，不超过试验时线能量的25%。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围预热温度，不小于试验时的预热温度；最大层间温度，不大于试验时的层间温度；试验时的焊后热处理工艺，不能更改，保温时间需根据厚度作调整。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,工艺评定认可范围接头形式，对接可以覆盖角接；单面焊可覆盖双面焊；无衬垫可覆盖带衬垫。,IACSW28有关焊接工艺评定统一要求,.,锅炉压力容器压力管道焊工考试规则,.,第一十三条：焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面进行考核。焊接方法及代号见表1，焊条类别代号及适用范围见表2，试件钢号分类及代号见表3，各种试件形式、位置及代号见表4，焊接要素及代号见表5。,.,表1焊接方法及代号,.,（一）、“2002年考规”对八种焊接方法的焊工考试作出规定，除此以外的焊接方法都按四十三条规定进行考试。药芯焊丝电弧焊考试规定与熔化极气体保护焊相同，常用半自动与自动焊方式(实质上是手工焊与机械焊）。堆焊不能称为焊接方法，只是焊接方法的运用，各种焊接方法焊接操作技能考试规定也适用于堆焊的运用。对于焊接方法按“2002年考规”分为手工焊接和机械化焊接两种方法；,.,对焊工操作技能“2002年考规”分为手工和焊机操作技能两种。对试件对接形式分为板材对接焊缝、管材对接焊缝和管板角接头试件三种。焊接不锈钢复合钢之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格,.,表2焊条类别、代号及范围,.,.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产焊条所执行的国家标准有三个：GB/T9831995，GB/T51171995，GB/T51181995，行业标准一个：JB/T47472002。表2焊条代号、类别及适用范围F1钛钙型EXX03F1（J422、J502)GB/T5117这类焊条为钛钙型，药皮中含30%以上的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐,.,矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定熔池适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接较重要的碳钢结构。F2纤维素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）EXX10X，EXX11X，（GB/T5118）EXX10、EXX10X型焊条为高纤维素钠型药皮中纤维素含量较高，电弧稳定，焊接时有机物在电弧区分解产生大量的气体，保护熔敷金属，电弧吹力大，熔深较深。,.,熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，熔渣覆盖较差，通常限制采用大电流焊接。这类焊条适用于全位置焊接，特别适用于立焊、仰焊的多道焊和有较高射线检测要求的焊缝，也可用于向下立焊，焊接电流为直流反接。如J505GX（GB/T5118）适用焊件的焊条范围：F1、F2,.,F3钛型、钛钙型型号：（GB/T983)EXXX（X）16型焊条（G202),药皮可以是碱性的，也可以是钛型或钛钙型。适用于交流或直流焊接，为了在交流施焊时获得良好的电弧稳定性，这类焊条药皮中一般都含有易电离元素如钾，直径不大于4.0mm的焊条可用于全位置焊接。适用焊件的焊条范围：F1、F3。,.,F3J低氢型、碱性GB/T5117J426、J506、J507GB/T5118J427、J507、J507RHGB/T983G207,.,EXX15、EXX15X型焊条，这类焊条为低氢钠型。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石，碱度较高，熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性能好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电流为直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。,.,EXX16、EXX18X型焊条，这类焊条为低氢钾型药皮。在与EXX15、EXX15X型焊条药皮基本相似的基础上添加了稳弧剂，如钾水玻璃等，电弧稳定，工艺性能、焊接位置与EXX15型焊条相似，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。适用焊件的焊条范围：F1、F3、F3J,.,F4钛型、钛钙型GB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A132、A302）GB/T983F4JGB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A137）（A307）,.,上述三个焊条国家标准都是等效采用美国国家标准，所谓等效采用则是将国外标准的技术内容全部照搬，只是计量单位从英制改为中国习惯采用的公制。当焊工考试时若采用了美国焊条，便可直接按（2002考规）表2的规定将美国焊条划入相应的类别中。GB/T9831995等效ANSI/AWSA5.41992不锈钢手工电弧焊焊条GB/T51171995等效ANSI/AWSA5.11991,.,碳钢药皮电焊条规程GB/T51181995等效ANSI/AWSA5.51981低合金钢药皮电焊条规程三、试件母材钢号及代号见表3焊工焊接操作技能考试是要求焊工按照评定合格的焊接工艺施焊出没有超标缺陷的焊缝。从焊接缺陷角度出发，焊工焊接操作技能与母材钢号没有关系，对于焊条电弧焊，焊工焊接操作技能与药皮类别密切相关。但因钢材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊时所采取的焊接工艺措施,.,不一样，从焊接工艺复杂程度出发而将试件母材钢号进行分类，并制定出替代规则，手工焊焊工焊接操作技能也相应分成四个等级。,.,表3试件钢号分类及代号表,.,表3中钢号都是锅炉、压力容器、压力管道和气瓶现行标准中所列钢号。GB66531994焊接气瓶用钢板中所列气瓶用钢的牌号都用“HP”打头，例如HP245、HP365。“245”表示钢材屈服点s下限值。气瓶用钢的化学成分都有控制范围。,.,SY52971991石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管中所列的钢种等级都用“S”打头，例如S240、S480。“240表示该等级钢种的t0.5下限值，（规定总伸长应力即试样标距长度上产生0.5%的总伸长所需的拉应力）对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。,.,“GB/T97111999石油天然气输送钢管交货技术条件中所列的钢种等级都用“L”打头，例如L175、L155。155”表示该等级钢种的Rt0.5下限值，对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。碳素钢（类）：焊接性能良好，大多数情况下焊前不要求预热，焊后不要求后热，部分钢号因为没有冲击要求，因而也不需要控制线能量。低合金钢（类）：这类钢号焊前要求预热，焊后要求后热，而且有冲击,.,试验要求，因而要求控制线能量上限。马氏体钢、铁素体不锈钢（类）：这类钢焊接裂纹倾向较大，焊前不要求预热，焊后要进行热处理，焊接工艺要求严格，要求控制焊接线能量范围。1Co5Mo与1Co9Mo1是代表这一类别钢号，1Co5Mo钢供货状态的金相组织与热处理状态有关。即便退火供货时为珠光体，在焊后其焊缝与热影响区将出现马氏体组织，所以将它列入类。,.,奥氏体不锈钢、双相不锈钢（类）：这类钢材用相应的焊条施焊时熔池不易摊开，熔滴过渡不暢特点与碳钢、低合金钢很不同，故另列一类。表3内所列钢号只是典型钢号示例，包含了锅炉、压力容器、压力管道标准中所列钢号。对于没有列入表3的钢号（例如新钢号、国外钢号）可根据第四十四条规定由焊工考委会将其列入相应类别中。对焊机操作工来讲，焊接操作技能考试是考核焊工掌握焊机能力，焊接过程“自动”,.,完成与钢号无关，焊机操作工用某一钢号经焊接操作技能考试合格后，则焊接所有钢号都可免除考试。表4试件形式、位置及代号见图：,.,表4试件形式、位置及代号,.,.,.,第十四条焊接操作技能考试合格的焊工，当试件钢号或焊材变化时，属下列情况之一的不需重新进行焊接操作技能考试：（一）手工焊焊工采用某类别钢号经焊接操作技能考试合格后，焊接该类别其它钢号时；（二）手工焊焊工采用任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接该,.,类别钢号与类别代号较低钢号所组成的异种钢号焊接接头时；（三）除类外，手工焊焊工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接较低类别钢号时；（四）焊机操作工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接其它类别钢号时；（五）变更焊丝钢号（或型号）、,.,药芯焊丝类型、焊剂型号、保护气体种类和钨极种类时；第十五条经焊接操作技能考试合格的焊工，属下列情况之一的，需重新进行焊接操作技能考试：、改变焊接方法；、在同一焊接方法中，手工焊考试合格，从事焊机操作工时；、在同一种焊接方法中，焊机操作,.,考试合格，从事手工焊工作时；、表五中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时；、焊件焊接位置超出表11规定的适用范围时。,.,表5焊接要素及代号,.,焊接要素实际上是影响焊工焊接操作技能的工艺因素和条件，增加表5焊接要素及代号是“2002年考规”特点，从表5可见，分两种情况：一是手工焊，只对钨极气体保护焊填充金属规定了三种情况（无焊丝、实芯、药芯焊丝）；二是机械化焊对钨极气体保护焊的自动稳压系统和其他焊接方法的自动跟踪系统及单道焊、多道焊重新考试规定。“表5中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时”这一句话中说明,.,表5中共有9个焊接要素，只有上述6个焊接要素改变时，需要重新进行焊接操作技能考试，要素改变的含义是：01改变含义：手工钨极气体保护焊增加或取消填充金属焊丝。02改变含义：手工钨极气体保护焊从实芯填充金属焊丝变为药芯填充金属焊丝，或取消填充金属焊丝。03改变含义：手工钨极气体保护焊从药芯填充金属焊丝变为实芯填充金属焊丝，或取消填充金属焊丝。,.,04改变含义：自动钨极气体保护焊取消自动稳压系统；06改变含义：所有机械化焊接方法取消自动跟踪系统。08改变含义：所有机械化焊接方法在每面坡口内从单道焊变为多道焊。焊缝金属中的焊层与焊道是两个概念，其定义可看GB/T33751994焊接术语，在图A所示焊缝中有四个焊层6条焊道，在图B所示焊缝中有两个焊层2个焊道。,.,图B,表5中“08”和“09”是指“每面坡口内焊道”。如图C所示双面坡口的焊缝内，正面为单道，而背面为多道。,图A,图C,.,第十六条焊接操作技能考试可以由一名焊工在同一试件上采用一种焊接方法进行，也可以由一名焊工在同一试件上采用不同焊接方法进行组合考试；或由两名（或以上）焊工在同一试件上采用相同或不同焊接方法进行组合考试。由三名（含三名）以上焊工的组合考试试件，厚度不得小于20mm。,.,例一、如16MnR，板厚12mm，平焊对接、一焊工用实芯焊丝，钨极气体保护焊打底2mm，焊条电弧焊用低氢型焊条盖面10mm。考试合格后，他即具有两个项目：GTAW1G-2-02SMAW1G（K）10F3J,.,例二、一管板角接头试件，管外径为57，材质为20号钢，壁厚4mm；板厚12mm，材质为16MnR，垂直固定，一焊工用实芯焊丝钨极气体保护焊打底2mm，再用低氢型焊条电弧焊焊完，考试合格后，他即具有两个项目：GTAW/2FG2/5702SMAW/2FG（K）10/57F3J,.,手工焊焊工进行焊接操作技能考试合格时，焊条熔敷金属成分和组织应与试件母材类同，不得用奥氏体不锈钢焊条或双相钢焊条焊接、类钢号。当使用GB/T983中的焊条进行耐蚀堆焊时，手工焊焊工采用某类别任一钢号作基层经操作技能考试合格后，在较低类别钢号上堆焊时不需重新进行焊接操作技能考试。手工焊焊工采用类中任一钢号经焊接操作技能考试合格后，当使用奥氏体不锈钢焊条或双相钢焊条焊接、类钢焊件时不需重新进行焊接操作技能考试。,.,第十七条考试试件试件形式各种试件形式如图所示，包括：对接焊缝试件、管板角接头试件、堆焊试件。管板角接头形式见图4。对接焊缝试件、管板角接头试件分带衬垫和不带衬垫两种。双面焊、部分焊透的对接焊缝和部分焊透的管板角接头均视为带衬垫。,.,.,.,.,.,焊接操作技能考试试件分为：对接焊缝试件（下分板材对接焊缝试件和管材对接焊缝试件），管板角接头试件，和堆焊试件。对接焊缝是锅炉、压力容器、压力管道中最大量使用的焊缝形式，可将角焊缝看作坡口角度为90的对接焊缝，从焊工熔敷焊缝金属过程而言，角焊缝与对接焊缝是极其相似的，焊工采用对接焊缝试件经焊接操作技能考试合格后在一定条件下适用于焊接,.,角焊缝，“2002考规”中不再设角焊缝试件。,.,第十八条手工焊焊工采用对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件金属厚度范围见表7。t为每名焊工、每种焊接方法在试件上的对接焊缝金属厚度（余高不计），当某焊工用一种焊接方法考试且试件截面全焊透时，t与试件母材T相等。,.,表7手工焊对接焊缝适用于对接焊缝焊件焊缝金属厚度范围mm,.,注：t不得小于12mm，且焊缝不得少于3层例SMAW1G8F3J焊条电弧焊，材质、类，水平位置，焊缝金属厚度16mm,低氢型焊条施焊。（如果为T16则）GTAW1G302手工钨极气体保护焊，实芯焊丝，材质、类，水平位置，焊缝金属厚度6mm。（如果为T6