材料成型工程综合试验--焊接工艺评定ppt课件

1、 第三章第三章 焊接工艺评定实验焊接工艺评定实验 第一节第一节 焊接工艺评定的概念及其目的焊接工艺评定的概念及其目的一、焊接工艺评定的概念一、焊接工艺评定的概念 根据根据JB4708-2000： 定义：为验证所拟订的焊件的焊接工艺的正确定义：为验证所拟订的焊件的焊接工艺的正确性而进展的实验过程及对实验结果的评价，称性而进展的实验过程及对实验结果的评价，称为焊接工艺评定。为焊接工艺评定。二、焊接工艺评定的目的二、焊接工艺评定的目的1、验证施焊单位拟订的焊接工艺能否正确。、验证施焊单位拟订的焊接工艺能否正确。2、评价施工单位能否焊出符合有关要求的焊接、评价施工单位能否焊出符合有关要求的焊接接头。接

2、头。待评的焊接工艺由施工单位拟订。待评的焊接工艺由施工单位拟订。试件要由施工本单位技艺熟练的焊接人员施焊。试件要由施工本单位技艺熟练的焊接人员施焊。试件要利用施工本单位的焊接设备施焊。试件要利用施工本单位的焊接设备施焊。三、焊接工艺评定的根据三、焊接工艺评定的根据 主要根据是有关的技术规范主要根据是有关的技术规范 国外规范举例：国外规范举例：美国美国ASME中的第中的第卷卷“焊接及钎焊评定；焊接及钎焊评定；日本日本JISB8285-1993；英国英国BS4870；德国劳埃德船建法规中关于船体构造焊接工德国劳埃德船建法规中关于船体构造焊接工艺评定的规定等。艺评定的规定等。 我国国内规范举例：我国

3、国内规范举例：JB4708-2000；JB4420-1989；JB/T6963-1993；JB/T6315-1992等。等。第二节第二节 焊接工艺评定的规那么焊接工艺评定的规那么 制定焊接工艺评定规那么的目的：防止漏评；尽量减少不用要的评定。 以钢制压力容器为例，在规范中作了以下规定： 一、对须评焊缝的规定 钢制压力容器中有五种焊缝必需评定： 1、受压元件焊缝； 受压元件包括：封头或端盖、筒体、人孔盖、 人孔法兰、人孔接纳、开孔补强圈、球罐的球壳板等。 2、与受压元件相焊的焊缝； 3、熔入永久焊缝内的定位焊缝 4、受压元件母材外表的堆焊、 补焊； 5、上述焊缝的返修焊缝。 二、对母材之间替代关

4、系的规定二、对母材之间替代关系的规定 按照化学成分、力学性能和焊接性能的相近程度进展分类分组，比较相近的归为一类，更为相近的归为一组。 表3-1 钢号分类组表类别号组别号钢号相应标准号II-1Q235-AFGB/T912,GB/T3274Q235-AGB/T912,GB/T3274Q235-BGB/T912,GB/T3274Q235-CGB/T912,GB/T327410GB3087,GB6479,GB/T8163,GB994820GB3087,GB/T8163,GB9948,JB472620GGB5310,GB647920gGB71320RGB6654类别号组别号钢号相应标准号IIII-11

5、6MnGB6479,JB472616MnRGB6654II-215MnNbRGB665415MnVRGB665420MnMoJB472610MoWVNbGB6479IIIIII-113MnNiMoNbRGB665418MnMoNbRGB665420MnMoNbJB4726III-207MnCrMoVRGB150IVIV-112CrMoGB6479,GB994812CrMoGGB531015CrMoGB6479,GB9948,JB472615CrMoRGB665415CrMoGGB531014Cr1MoJB4726 类别号组别号钢号相应标准号IVIV-114Cr1MoRGB15012Cr1MoV

6、JB472612Cr1MoVGGB5310IV-212Cr2MoGB647912Cr2Mo1JB472612Cr2Mo1RGB15012Cr2MoGGB5310VV-11Cr5MoGB6479,JB4726VIVI-109MnDGB15009MnNiDJB472709MnNiDRGB3531VI-216MnDJB472716MnDRGB353115MnNiDRGB3531 1 1、组别评定规那么、组别评定规那么在同类同组的母材中，只需其中一种评定合格，在同类同组的母材中，只需其中一种评定合格，该工艺适用于同组别号的其它母材。该工艺适用于同组别号的其它母材。在同类别号中、高组别号母材的评定适用于

7、该在同类别号中、高组别号母材的评定适用于该组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头。头。组别号为组别号为 VI-2VI-2母材的评定适用于组别号为母材的评定适用于组别号为II-1II-1的母材。的母材。2 2、类别评定规那么、类别评定规那么类别号为类别号为IIII或组别号为或组别号为VI-1VI-1、VI-2VI-2的同钢的同钢号母材的评定适用于该类别号或该组别号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母材与类别号为I I的母材所组成的焊接接头。的母材所组成的焊接接头。 三、对试件厚度有效适用范围的规定三、对试件厚度有效适用范围的规定 1.试件母

8、材为IV-2组 和b下限植大于540MPa级的低合金钢，按表3-2和表3-3中的规定。 表3-2 试件厚度适用于焊件厚度有效范围 试件母材厚度T适用于焊件母材厚度的有效范围最小值最大值T1.5T2T1.5T81.52T，且不大于12T80.75T1.5T试件焊缝金属厚度t适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围最小值最大值t1.5不限2t1.5t8不限2t，且不大于12t8不限1.5t注：t指同一种焊接方法（或焊接工艺）在试件上所熔敷的焊缝金属厚度。表33试件焊缝厚度适用于焊件焊缝厚度的有效范围2.其它母材，按表3-4、3-5的规定 表3-4 试件厚度适用于焊件厚度的有效范围横弯 表3-5 试件厚度试

9、用于焊件厚度的有效范围(纵弯试件母材厚度T适用于焊件母材厚度的有效范围适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围最小值最大值最小值最大值T1.5T2T不限2t1.5T101.52T不限2t10T3852T不限2t385200*不限2t（t20）385200*不限200*（t20）*限用于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊的多道焊。试件母材厚度T适用于焊件母材厚度的有效范围适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围最小值最大值最小值最大值1.5T2T不限2t1.5T101.52T不限2t1052T不限2t四、对焊接工艺要素的分类及分析四、对焊接工艺要素的分类及分析1 1、焊接工艺要素的分类、焊接工

10、艺要素的分类 1 1重要要素：影响焊接接头抗拉强度和弯曲重要要素：影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺要素，例如，焊接方法、焊接性能的焊接工艺要素，例如，焊接方法、焊接资料等。资料等。 2 2补加要素：影响焊接接头冲击韧度的焊接补加要素：影响焊接接头冲击韧度的焊接工艺要素，如热输入，电流种类等。工艺要素，如热输入，电流种类等。 3 3次要要素：对要求测定的力学性能无明显次要要素：对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺要素，如坡口方式影响的焊接工艺要素，如坡口方式 、坡口根部、坡口根部间隙等。间隙等。2 2、对各种工艺要素的分析、对各种工艺要素的分析 1 1焊接方法焊接方法 改动焊接方法需

11、重新评定；改动焊接方法需重新评定； 当同一条焊缝运用两种或两种以上焊接方法或当同一条焊缝运用两种或两种以上焊接方法或焊接工艺时，可采用组合评定和分别评定两焊接工艺时，可采用组合评定和分别评定两种方法。种方法。例如，有一焊件、材质为例如，有一焊件、材质为16MnR16MnR，焊接接头有冲击韧，焊接接头有冲击韧度要求，用三种焊接方法焊成，如何评定？度要求，用三种焊接方法焊成，如何评定？ 第一种方法：组合评定法 表3-6 适用于焊件厚度的有效范围 母 材焊 缝 金 属最小值最大值最小值最大值埋弧焊1540不限20焊条电弧焊1540不限12氩弧焊1540不限8第二种方法：分别评定法第二种方法：分别评定

12、法见以下图： 表3-7 适用于焊件厚度的有效范围 母 材焊 缝 金 属最小值最大值最小值最大值埋弧焊1540不限40焊条电弧焊1540不限20氩弧焊1540不限102 2焊缝方式焊缝方式 焊接接头方式包括：对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、锁底接头、端接接头等。 焊缝方式有：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝等。 对接接头 T形接头 角接接头 锁底接头 角接接头 T形接头 搭接接头 对接接头 对接焊缝 对接焊缝 对接焊缝 对接焊缝 角焊缝 角焊缝 角焊缝 角焊缝 由于任何接头都是由焊缝衔接而成，同一种焊缝可以衔接不同的接头,因此，焊接工艺评定时调查的对象是“焊缝，而不是焊接接头。规定：

13、对接焊缝的试件评定合格的工艺亦适用于焊件角焊缝；板材对接焊缝试件评定合格的工艺亦适用于管材的对接焊缝，反之亦可。管与板角焊缝评定合格的工艺亦适用于板材的角焊缝，反之亦可。坡口方式、坡口根部间隙等普通为次要要素。 板材对接焊缝试件 管材对接焊缝试件 板材角焊缝试件 管与 板角焊缝试件 上图为对接焊缝试件 上图为角焊缝试件 3 3填充资料填充资料 包括：焊条、焊丝、焊剂和附加的填充金属包括：焊条、焊丝、焊剂和附加的填充金属等。均是重要要素。等。均是重要要素。4 4焊接位置焊接位置 包括：平焊、横焊、立焊、仰焊等，通常情包括：平焊、横焊、立焊、仰焊等，通常情况下都是次要要素。只需将位置改动为向上立焊

14、时，况下都是次要要素。只需将位置改动为向上立焊时，为补加要素。为补加要素。5 5预热预热 包括：预热和不预热包括：预热和不预热. .由预热改动为不预热，或预由预热改动为不预热，或预热温度降低热温度降低5050摄氏度以上时，需求重新评定。摄氏度以上时，需求重新评定。6 6气体气体 包括：可燃气体例如乙炔、丙烷等和维护气包括：可燃气体例如乙炔、丙烷等和维护气体例如体例如CO2CO2，氩气等均为重要要素。，氩气等均为重要要素。 7 7焊后热处置焊后热处置 包括：不进展热处置和焊后进展热处置包括：不进展热处置和焊后进展热处置例如正火、高温回火、固溶处置等，改动例如正火、高温回火、固溶处置等，改动热处置

15、方式或改为不进展热处置，均需求重新热处置方式或改为不进展热处置，均需求重新评定。评定。8 8电特性电特性 包括：热输入、电源种类、极性、钨极包括：热输入、电源种类、极性、钨极种类或直径等。热输入种类或直径等。热输入E=36UgIg/VE=36UgIg/VJ/CMJ/CM 热输入、电源种类和极性能影响焊接接头的热输入、电源种类和极性能影响焊接接头的韧性，韧性， 因此是补加要素；因此是补加要素； 钨极种类或直径为次要钨极种类或直径为次要 要素。要素。 9 9技术措施技术措施 包括：焊丝摆动幅度，多道焊与单道焊，包括：焊丝摆动幅度，多道焊与单道焊，焊接方向，层间清理方法等，普通多为补加要焊接方向，层

16、间清理方法等，普通多为补加要素或次要要素。素或次要要素。第三节第三节 焊接工艺评定的普通程序焊接工艺评定的普通程序 一、编制焊接工艺指点书 焊接工艺指点书是焊接工艺评定的原始根据和评定对象，应将待评定的焊接工艺内容全部反映出来。 包括：焊接接头自然情况，母材种类、焊接方法、焊接资料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度等。 焊接工艺指点书通常采用规范中引荐的格式，也可以本人设计格式。 表表3-8 3-8 焊接工艺指点书焊接工艺指点书 单位名称_焊接工艺指导书编号_日期_焊接工艺评定报告编号_焊接方法_ 机械化程度（手工、半自动、自动）_焊接接头： 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道

17、布制及顺序） 坡口形式：_衬垫（材料及规格）_其他_ 母材：类别号_组别号_与类别号_组别号_相焊及标准号_钢 号_与标准号_钢 号_相焊厚度范围：母材：对接焊缝_角焊缝_管子直径、壁厚范围：对接焊缝_角焊缝_焊缝金属厚度范围：对接焊缝_角焊缝_其他_焊接材料：焊材类型焊材标准填充金属尺寸焊材型号焊材牌号（钢号）其他 耐蚀堆焊金属化学成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他：焊接位置： 对接焊接的位置_ 焊接方向：（向上、向下）_ 角焊缝位置_ 焊接方向：（向上、向下）_焊后热处理： 温度范围（ ）_ 保温时间（ h )_预热： 预热温度（ ）(允许最低值)_ 层间温度（ ）(允许最高

18、值)_ 保持预热时间_ 加热方式_气体： 气体种类 混合比 流量（L/min）保 护 气 _ _ _尾部保护气 _ _ _背面保护气 _ _ _电特性电流种类：_ 极性：_焊接电流范围（A）_ 电弧电压（V）：_(按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下焊道/焊层焊接方法填充材料焊接电流电弧电压（V）焊接速度(cm/min）线能量（kJ/cm)牌号直径极性电流（A）钨极类型及直径_ 喷嘴直径(mm):_熔滴过渡形式_ 焊丝送进速度(cm/min):_ 二、施焊条件按照规范规定预备试件； 由本单位技艺熟练的焊接人员运用本单位的焊接设备焊接试件； 采用的焊接工艺条件应严厉遵守焊接工艺指点书

19、；三、理化实验按照有关规范确定实验工程；按照有关规范制备各种性能试样；按照有关规范进展各种性能实验；填写各个实验工程的实验报告。四、编制焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告是对焊接工艺评定实验的全面总结，因此应对各项实验的实验结果进展汇总，同时给出最后的结论。焊接工艺评定报告的作用：作为制定焊接工艺规程的根据，具有指点作用。焊接工艺评定报告通常采用规范中引荐的格式。 表表3-9 3-9 焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告 单位名称：_焊接工艺评定报告编号：_焊接工艺指导书编号：_焊接方法：_机械化程度（手工、半自动、自动）_街头简图：（坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度）母材

20、：材料标准：_钢号：_类、组别号：_与类、组别号_相焊厚度：_直径：_其他：_焊后热处理：热处理温度（）：_保温时间（h）：_气体 ： 气体种类 混合比 流量（L/min）保 护 气 _ _ _尾部保护气 _ _ _背面保护气 _ _ _填充金属：焊材标准：_焊材牌号：_焊材规格：_焊缝金属厚度：_其他：_电特性：电流种类：_极性：_钨极尺寸：_焊接电流(A):_电弧电压(V):_焊接位置：对接焊缝位置：_方向：（向上、向下）角焊缝位置：_方向：（向上、向下）技术措施： 焊接速度（cm/min）：_ 摆动或不摆动：_ 摆动参数：_ 多道焊或单道焊（每面）：_ 多丝焊或单丝焊：_ 其他：_预热：

21、 余热温度（）:_ 层间温度（）:_ 其他：_第四节第四节 焊接工艺评定实验的内容和方法焊接工艺评定实验的内容和方法 焊件上不同的焊缝采用不同的焊缝试件，不同的焊缝试件有不同的实验内容。一、对接焊缝试件 1、适用对象：焊缝是对接焊缝和受压角焊缝的焊件接头。 2、试件制备： 有两种： 板材对接焊缝试件 管材对接焊缝试件 以板材对接焊缝试件为例：厚度：应充分思索其适 用于焊件的有效范围；宽度：应250毫米；长度：应足以切取所需 试样；施焊：按焊接工艺指点 书中给出的工艺。 3 3、实验内容和实验方法、实验内容和实验方法1 1外观检查外观检查实验目的：检查接头外表有无裂纹等缺陷。实验目的：检查接头外

22、表有无裂纹等缺陷。实验方法：有肉眼察看试件接头的外表。实验方法：有肉眼察看试件接头的外表。合格目的：没有裂纹。合格目的：没有裂纹。2 2无损检测无损检测实验目的：检查接头内部有无裂纹等缺陷。实验目的：检查接头内部有无裂纹等缺陷。实验方法；采用射线检测和超声波检测法实验方法；采用射线检测和超声波检测法 当试件厚度小于或等于当试件厚度小于或等于3838毫米时，毫米时，采用采用100%100%射线检测；射线检测； 当试件厚度大于当试件厚度大于2020毫米，抗拉强度毫米，抗拉强度大于大于540540兆帕时，除采用兆帕时，除采用100%100%射线检测，还应采射线检测，还应采用部分超声波检测。用部分超声

23、波检测。 当试件厚度大于当试件厚度大于3838毫米时，除采用毫米时，除采用100%100%射线检测，还应采用部分超声波检测。射线检测，还应采用部分超声波检测。合格目的：没有裂纹。合格目的：没有裂纹。3力学性能和弯曲实验 表3-10 实验工程和试件的数量 1 拉伸实验 实验目的：测定接头的强度。 试样方式： 紧凑型板接头带肩板形试 样，见右图： 紧凑型管接头带肩板形试样型式I，见以下图： 紧凑型管接头带肩板形试样方式II，见以下图： 管接头全截面试样，见右图： 实验方法：按实验方法：按GB/T228-1987规定的实验方法在拉力机上进展。规定的实验方法在拉力机上进展。合格目的：试样母材为同种钢号

24、时，每个试样合格目的：试样母材为同种钢号时，每个试样b不应低于母材钢不应低于母材钢号规范号规范 规定的下限值；规定的下限值； 试样母材为两种钢号时，每个试样的试样母材为两种钢号时，每个试样的b不应低于两种钢号不应低于两种钢号标标 准规定值下限的较低值。准规定值下限的较低值。 2弯曲实验弯曲实验实验目的：测定接头的塑性，提示接头内部的缺陷，以及焊缝的实验目的：测定接头的塑性，提示接头内部的缺陷，以及焊缝的致密性。致密性。试样的方式：有面弯、背弯、纵向面弯、纵向背弯和横向侧弯等试样的方式：有面弯、背弯、纵向面弯、纵向背弯和横向侧弯等五种。其五种。其 中板材合和管材的面弯试样如以下图所示；中板材合和

25、管材的面弯试样如以下图所示； 实验方法：按实验方法：按GB/T232-1988中的规定在拉力机上进展。中的规定在拉力机上进展。合格目的：试样弯曲到合格目的：试样弯曲到180度以后，其拉伸面上沿任何度以后，其拉伸面上沿任何方向不得有单条长度大于方向不得有单条长度大于3mm的裂纹或缺陷。的裂纹或缺陷。3冲击实验冲击实验实验目的：测定接头的冲实验目的：测定接头的冲 击韧性。击韧性。试样方式：试样方式：10mm 10mm55mm、 开开V型缺口。型缺口。取样位置：取样位置见右图所示：取样位置：取样位置见右图所示： 合格目的：每个区合格目的：每个区3个试样的常温冲击吸收功的平均值个试样的常温冲击吸收功的平均值不得小于不得小于27J，至多准许有，至多准许有1个低于个低于 27J，但不低于，但不低于19J。实验方法：按实验方法：按GB/T229-1994中的规定在冲击实验机上中的规定在冲击实验机上进展。进展。 二、角焊缝试件二、角焊缝试件 1、适用对象：焊缝是非受压角焊缝的焊件接头。、适用对象：焊缝是非受压角焊缝的焊件接头。 2、试件制备：有两种，板材角焊缝试件和管材角焊、试件制备：有两种，板材角焊缝试