工艺技术焊接工艺评定标准释义

1、1. 前 言SL 36-2006 水工金属结构焊接通用技术条件第 4.5 条明确规定：“ 焊接： 2003 焊 接前应根据焊接方法、母材的焊接性、结构特点、使用要求、设计要求设备能力、 施工环境 拟定焊 接工艺方 案，并 按 GB/T 19866-2005/ ISO 15607工艺规程及评定的一般原则新国标进行焊接工艺评定，”。由 于 GB/T 19866-2005 等 焊 接 工 艺 评 定 新 国 标 是 2006 年 颁 布 的（ 与 IS0 国 际标准相同）且是由几个标准组成，采用时要进行选择。目 前有些单位反映，采 用新国标时有一定困难。因此，有 必要对工艺评定新国标加以介绍，以利于

2、正确 采用。过去 没有统 一的焊 接工艺评定国家 标准，只是 各部门 有各自不 完全相 同的焊 接工艺评 定标准 ，或产品规 范中也 有相应的焊接 工艺评定 的具体 规定，这 使企业 在从事相同的焊接工作时，有时要进行重复的工作（ 从焊接技术方面分析，这 种 重复是没有必要的）。预 计今后除少数产品有特殊要求外，多数情况会逐渐地统于国家标准。新国 标与国 际标准 接轨，与 ISO 标准 是等同 的，所以 在涉外的 焊接工 作中与 国外工程将有共同的标准或容易被认可的标准。这对企业也是有利的。新国标中有些表达方式与我们过去的习惯可能有些不同，所以有人可 能感到 困难，下面介绍中力争予以说明。本文

3、 不对焊 接工艺 评定新国标进行 系统介 绍，以避 免重复。这 里只对 一些要点和容易产生争议之处加以说明或解释。2.GB/T 19866-2005 / ISO 15607-2003焊接工艺规程及评定的一般原则 焊接 工艺预 规程( pWPS) ：这是一个新术语，其定义是“待评定的焊接工艺规程(WPS ”。过去有不 同的称谓，例 如“ 焊接工艺方案”、“ 初步的焊接工艺”等 ，但“ 焊接工艺预规 程” 的称谓更准确， 不会与其它含义混淆， 也有利于在用词上与国际标准统一。 缺欠 ( imperfection )：该术语的定义为“在焊接接头中因焊接产生的金属不连续、不致密或连接不 良的现象， 诸

4、如裂纹、未焊透、气孔、夹渣等” 。 为何此含义过去用的术语为“缺陷” ， 而现在又改为“缺欠” 了？缺陷” 这一术语还是存在的， 例如:GB/T6417.1-2005/ ISO6520-1:1998 金属熔化焊接头缺欠分类和说明中焊 接 缺 陷 （ welding defect ） ” 定 义 为 “ 超 过 规 定 值 的 缺 欠 ” 。而在 GB/T 19000-2000 质量管理体系 基础和术语以及相应的 ISO 标准 中 ，缺 陷（ defect ）的 定 义 为“ 未 满 足 与 预 期 或 规 定 用 途 有 关 的 要 求 ”，并 在 其 注 1 中强调：“区分缺陷与不合格的概念

5、是重要的， 这是因为其中有法律内涵， 特别是与产品责任问题有关。因此，术语缺陷应慎用”。所以在近年的中国和 ISO 的焊接标准中多用“缺欠（ imperfection ）”这一 术语。2）焊接生产之前是否都要进行工艺评定？是的 ，对于产品制造和 安装，在 正式焊 接工作 开始之 前都应该 进行焊 接工艺 评定，即 是 要评估焊接工 艺是否符 合要求 。若符合 要求，应 提出焊 接工艺 评定报 告，制造 商在焊 接工艺评 定报告 的基础 上编制 焊接工艺规程（ WPS） ，并 按此进 行焊接生产。若不符合要求，应修改工艺评定预规程（pWPS重新进行评定。3）按新国标的规定， 焊接工艺评定有几种评

6、定方法？新国标规定，共有五种评定方法，即：焊接工艺评定试验（GB/T 19869.1 “钢 镍及镍合金焊接工艺评定试验”）、焊接材料试验（GB/T19868.1 “基于试验焊 接 材 料 的 工 艺 评 定 ”）、焊 接 经 验（ GB/T19868.2 “ 基 于 焊 接 经 验 的 工 艺 评 定 ”）、 标准焊接规程（ GB/T19868.3 “基于标准焊接规程的工艺评定”）和预生产焊接 试 验 （ GB/T19868.4 “ 基 于 预 生 产 焊 接 试 验 的 工 艺 评 定 ” ） 等 五 种 评 定 方 法 。进行工艺评定时，根据产品或工程需要及制造商（承包商）的 实际，由制造

7、 或安装单位选择其中的一种评定方法（注 1）进行焊接工艺评定。注 1 ：这 里 需 要 说 明 一 点 ，在 产 品 要 求 按 19869.1 进 行 标 准 式 样 的 工 艺 评 定 试验时， 若同时 也存在特 殊焊接 接头， 可按如 下原则处理：当 按 GB/T19868.4标准进行 预生产 焊接试验 工艺评 定的试 验内容 能覆盖标准试样 的试验 内容时，则 不需重复 做标准 式样的试 验；否则 ，预生产 焊接试 验应作 为标准试 样焊接 试验的 补充。4）上述五种工艺评定方法目前在我国是否都适用？就我国现有的客观实际状况而言，除了“标准焊接规程的评定”之外，其余 四种评定方法均可使

8、用。采 用标准焊接规程的评定需要有“标准焊接规程”，我 国目前尚未颁布相应的标准焊接规程。5）最常用的方法是哪种评定方法？对制造和安装单位而言，最常用的主要是两种评定方法：“焊接工艺评定 试验”的评定方法、“焊接经验”的评定方法。前者是制备标准试件进行工艺评定试验，是应用比较普遍的评定方法，也是 过去我们最常用的评定方法。其制备的试件不考虑实际产品的接头形状、接头的 拘束度和可达性等情况， 只使用标准试件。后者是不需要进行试验，但 限于过去用过的焊接工艺（在类别、接 头、焊接方法和材料等方面要相似）并应提供证明性文件（详见 GB/T 19868.2-2005/ ISO 15611 ：2003

9、基于焊接经验的工艺评定），证明性文件也可以包括此前按其 它标准做过的焊接工艺评定报告。虽然不用再做工艺评定试验，但也应编制PWPS,并按所提供的证明性文件由 考官或考试机构进行评定并签署姓名（或机构名）和日期。上述两种评定方法，究竟采用哪一种，一般情况下可由制造商或安装承包商 根据实际情况确定。但制造、安装的合同文件有明确规定时应按合同文件执行。6）什么情况采用基于预生产焊接试验的评定方法？该评定方法原则上可以经常使用，它适用于批量生产，但要求在生产条件下 制作试件，即其试件的制备要考虑实际产品的接头形式、接头的拘束度和可达性基于预生产焊接试验的工艺评等 ( 详 见 GB/T19868.4-2

10、005 /ISO 15613:2004定）。过去我国对预生产焊接试验未明确列入焊接工艺评定方法， 只是有些制造、 安装合同文件有要求时， 或感到其焊接有困难且无把握时才做预生产焊接试验过去常称为见证件试验）。7 ） 什 么 情 况 采 用 基 于 试 验 焊 接 材 料 的 评 定 方 法 ？该评 定方法 是以焊 接材料制造商经 过对焊 接材料进行的试 验，所发布 的有关 文献为基础进行焊接工艺评定的方法。该评 定方法 适用母 材的范围比较窄 ，只 适用于 焊接不 会明显降 低热影 响区性 能的那些母材。例如对钢材而言，该评定方法只适用于屈服极限w 275N/ mm 2的钢以及Cr w 19的

11、奥氏体不锈钢；且不适用于不同类组材料之间的接头。9）在过去的焊接工作中，如果以前按其它工艺评定标准做过焊接工艺评定的，若各种条件不变时，经原批准人审查批准后可不再重新进行工艺评定试验， 新国标是否也允许这样做？回答此问题要区分两种情况： 以前的工艺评定试验是按其它工艺评定标准做的：以 前 做 过 工 艺 评 定 试 验（ 评 定 合 格 ）并 经 焊 接 实 践 证 实 的 ，当 条 件 都 无 变 化 时，仍然 不需重 新进行工 艺评定 试验。 这时， 可按 GB/T 19868.2-2005 / ISO 15611 ： 2003 基 于 焊 接 经 验 的 工 艺 评 定 的 规 定 处

12、理 。 做 过 的 工 艺 评 定 报 告 ， 也应作为证明性文件。 按新 国标做 过工艺 评定试验的 ：此前已按 GB/T19869.1-2005 钢镍及镍合金的焊接工艺评定试验做过工 艺评定的 ，现在 要进行完 全相同 的焊接 工作时 ，可按 GB/T19869.1 标 准的第 8条“认可范围”中的 8.2 款规定执行，即：制 造 商 按 本 标 准 通 过 焊 接 工 艺 评 定 试 验 评 定 合 格 的 pWPS， 适 合 于 该 制 造商相同技术和质量控制条件下的车间（或现场）焊接。”这 意味着，不需要重复 编制pWPS和重新履行批准手续。相同的技术和质量控制条件意味着制造商对所有

13、焊接的实施责任。”即是在全部焊接工作中，要在相同的技术和质量控制条件下完全可靠地执行已经评定合格的pWPS （或已形成的 WPS 。3.GB/T 19869.1-2005钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验1）有 关“表 1试件的试验和检验”： 试验 种类中 ，表 1 中的“ 横向”横向拉伸、横向弯曲的“横向”是否与钢板的压延方向有关？与钢板压延方向无关。这 里的横向拉伸（ 弯曲）是指其试样长度方向与试件焊缝轴线相垂直。 硬度试验：表 1中规定为“按要求进行”，是否应理解为在产品合同文件中未专门提及的就不需要做？这样理解不对，这 里说的“按要求进行”不 是指按产品合同文件的要求，而 是指本标准中的

14、要求。本标准的表1备注e对此有明确规定，即不要求做硬度试 验的母材是：“ 1.1组”（屈服强度Reh < 275N/ m 2的钢）、“ 8组” （Cr < 19、Cr > 19的奥氏体不锈钢以及4.0 < Mnw 12的奥氏体不锈钢）和“ 4148组”（镍及镍合金）等，其它材料都要求做硬度试验。 冲击 试验：1 ）表 1 中 规 定 每 个 试 件 上 要 做 2 组 ，为 何 在 图 5 板 状 对 接 接 头 试 样 的 位 置 的 注 中 又 写 ：“ 4 该 部 位 ：有 要 求 时 ，冲 击 和 附 加 试 样 ”？ 到 底 是 必 须 做还是有要求时再做？什

15、么是“有要求时”？对此，应按表1备注d的说明执行，即：a.对于厚度> 12 mm的母材，当母材的标准有规定的冲击性能时，都应该做冲 击 试 验（ 多 数 情 况 属 于 此 类 ），冲 击 试 验 要 做 两 组 ，一 组 为 焊 缝 金 属 ，一 组 为 热影响区；当母材的标准无冲击性能规定时， 就不用做。b.对于厚度W 12 mm的母材，只有应用标准（是产品标准而不是母材标准）或合同文件、图样有明确要求时才要做， 否则不用做。2）表1备注d中还有一项规定，即：“冲击试验温度应由制造商根据实际应用或应用标准选择，”，但应注意，如果合同文件、图样对所用母材有试验 温度规定 时， 要 按合

16、同文 件、图 样等的 规定执 行。2） 有关“7.4.3 弯曲试验” ： 本款中有一规定：“ 对于板子的异种钢或异种成分对接接头， 可以采用个纵向背弯试验或一个纵向正弯试样代替四个横向弯曲试验” 。 试问做试验 时纵向背弯和纵向正弯是否可以任选一种？这里印刷有误，不应该任选一种。应该是可以采用一个纵向背弯和一个纵向 面弯（共两个纵向弯曲试验）代替四个横向弯曲试验。 本款中有一规定：“弯头（或内辊）直径应为试样厚度的四倍， 延伸率大于（或等于）20%的母材， 弯曲角度为 180°”， 而对延伸率低于 20%的母材，规定了弯头直径增大的计算公式， 但未提及弯曲角度， 是否弯曲角度也应该是

17、180 °？延伸率低于 20%的母材所焊成的试件，其试样弯曲试验的弯曲角度也应该是 180°， 只是弯头（或内辊）直径应按所给公式计算（增大）。计算时应注意， 公式中的“ A”是母材标准规定的最低延伸率，而不是母材拉伸试验所得到的实际延伸率。3）有关 “ 7.4.4 低倍 金相检 验” ：进行 焊接工 艺评定 试验时，无论 是本单 位进行 力学性 能试验或 委托第 三方进 行力学性能试验，对于所提供的低倍金相检验结果（ 照片）应 如何判断其是否符 合要求？低倍 金相检 验时应 符合本款的要求 ，应注意 腐蚀的 效果，照片 应能清 晰地显 示出熔合线、热影响区、各层焊道和未受

18、到影响的母材。例如图 1，能基本符合上述要求，而图 2 则达不到上述要求。4）有 关“7.4.5 冲 击试验”： 本款中有一条规定，即厚度大于50 mm时应取两组附加试样，但其取样位置的具体规定应如何理解？厚度 50 m时，除在母材表面2 m （最大）以下，截取2组冲击试样外， 还应取 2 组附加试样。其取样位置：在试板厚度的中间部位或焊缝根部取两组附 加试样，一组取自焊缝，一组取自热影响区。 国标正文中只说在母材表面2 mm以下截取冲击试样，而未规定最大2 mm.为何上面 中 规定 2 m （最大） ？因为本 GB/T19869.1-2005 标准与 ISO 15614-1：2004 标准是

19、等同的, 而在ISO 标 准 中 规 定 了 最 大 2 m 。5) 有关 “ 8.3.1.1钢”： 表 3中的“1-1 ”8-2 ”等的含 义是什 么？1-1 ”表示：同类母材（均为 1 类）焊接的试件（母材的类组划分见标准附录B的表8-2 ”表示：异种材质的试件，即一块试板为 8 类钢材，另一块为 2 类钢 材，两种钢材焊成的试件。同理， 例如在第 8.3.1.3 款“钢和镍（或镍合金）的异种材料接头” 的表4中的“ 4148 - 2”就表示：类别为41至48中任一种镍（或镍合金）试板与2 类钢试板 焊接的 试件。6） 有关“8.3.1.3 钢和镍（或镍合金） 的异种接头” ：为何表4的第

20、二行的试件材料类组为 42-42 ，而认可的范围却是 41c-42 ？这里印刷有误，认可范围应为“ 42C-42 ” 。（7）有关“ 8.322对接接头、T型接头、支接管及角焊缝的认可范围”： 表 5 中的备注 a 应如何理解？表5中的备注a只是对试件厚度t （焊缝熔敷厚度）为3伽V t < 12伽的冲击试验而言的。当母材规定有冲击值要求时，（由于考虑试样尺寸等原因）可以 不做焊接接头的冲击试验即认可，但这时认可范围的上限只能为12 mm。如果W 12 m的试板按产品标准或合同文件的要求进行了冲击试验，当试验结果合格后其认可范围按表5的规定，即：单焊道为0.5t（最小为3 m ）1.3t

21、 ;多焊道为 3 m2t 。 注意 事项：一般情况下，各种接头的认可范围应符合表 5及表 6的规定。但应注意在产品标准（ 规范）中 有特殊规定时，应按产品规范的规定执行。例如当压力钢管制 造、安装执行DL5017-93 规范时，该规范对高强钢（指钢的抗拉强度600 N/ m 2）的规定是：当8 mW 5 < 130 m时（5为试件厚度），其认可的下限为0.755 ,上限为DL-5017-931.0 5 ,这与GB/T19869.1 表5中的规定就有所不同，这时应执行规范的上述规定，而不执行 GB/T 19869.1 的表 5的认可范围的规定。8）有 关“8.4.2 焊 接位置”: 板和管

22、子试件是否取任一焊接位置进行焊接都适用于所有焊接位置的 评定？对于 板或管 子试件 ，在既 无冲击 要求也 无硬度 要求时 取任 一 焊接位置 进行焊 接，一般说都适用于所有焊接位置的评定。但是PG （立向下焊）和J - L 04545°倾 斜 向下焊 ）两种 焊接位 置不适用 ，需要单独评 定。 有冲 击要求 时，应 取什么焊接位置 进行焊 接？为了用一次试验评定所有焊接位置，应取热输入最高的焊接位置进行焊接， 通常PF （立焊）位置焊接热输入最大。而对于水平固定的管子试件，冲击试样 也应取自立焊部位。 有硬度要求时， 应取什么位置进行焊接？有硬度要求时，应取热输入最小的焊接位置，

23、通常PC （横焊）位置焊接热 输入最小。 而对于水平固定的管子试件， 硬度试样应取自仰焊部位。 既有冲击要求又有硬度要求时， 应取什么位置进行焊接？既有冲击要求又有硬度要求时，用一个试件在一个焊接位置进行焊接来评定 所有焊接位置已经不够了，这时应有两个焊接位置焊接的试件（规定在单一位置 做评定者除外）。两 个试件的外观检验和无损探伤的要求应该相同，冲击和硬度 试样以外的其它破坏性试验的试样可以取自任一试件，另一试件可以是较短的试 件， 只用于冲击或硬度试验。9）有关“8.4.5 焊接材料、牌号（ 制造商和商标） ”：本条涉及的焊接工艺方法代号说明（摘自 GB/T 5185-2005 / ISO

24、 4063 ：1998 焊接及相关工艺方法代号）：111 焊 条 电 弧 焊 ；114 自保 护药芯 焊丝电弧焊；12 埋弧 焊；136 非惰 性气体 保护焊的药芯焊 丝电弧 焊；137惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊。10）有关 “ 8.5.1 埋弧焊”：本条涉及的焊接工艺方法代号说明：121单丝埋弧焊；122带极埋弧焊；123多丝埋弧焊；124添加金属粉末的埋弧焊；125药芯焊丝埋弧焊。11）有关 “ 8.5.2 熔化极气体保 护焊” ：本条涉及的焊接工艺方法代号说明：131熔化极 惰性气 体保护电弧焊（ MIG）；135熔化极 非惰性 气体保护电弧焊 （MAG）；136非惰性气体保护的药芯焊

25、丝电弧焊：137惰性气体保护的药芯焊丝电弧焊。4.GB/T 19868.2-2005 / ISO 15622:2003基于焊接经验的工艺评定1）本工艺评定方法的主要特点是什么？本工 艺评定 方法的 最大特点是不须 通过标 准试样的试验来 进行评 定，而是根 据过去的焊接经验进行评定，可以减轻制造、施工单位的负担。（2）是否还要编制焊接工艺预规程（pWPS ?是的，还应按GB/T 19867.1 的要求编制pWPS 在pWPS中应规定所有参数 的范围。 评定合 格后形成 焊接工 艺规程 （WPS）。3）评定的主要内容是什么？要根据现有焊接经验的文件，对pWPS进行评定。在评定时应注意， 现编制的

26、 pWPS， 确与焊接经验的文件是相符的。4）需提供的 焊接经验文件应包括哪些？焊接经验需通过文件化的试验（检验）数据和焊接生产报告（或产品正常服 役的报告）等得到证实。 具体应包括：a. 所有条件下的焊接产品试验的主要性能（如无损检测、破坏性试验、泄 漏或压力试验）或此前按其它工艺评定标准进行的情况相同的焊接工艺评定报 告。但应注意， 这些文件应该是五年内的文件。b. 五年内焊缝服役良好的使用报告（ 也可以是用户反馈意见）或者是五年 内至少一年的焊接生产报告（也可以是用户的产品验收资料）。5）有关认可范围：按照本标准部分评定焊接工艺的认可范围应与 GB/T 19869.1 一致。但有一点需要

27、注意，如果待评定的焊接工艺是抗拉强度600N/ mm 2控轧钢的焊接工艺， 则提供的焊接经验文件也必须是同一钢厂生产的控轧钢的焊接经 验，且其钢板最大厚度不低于待评定的钢板最大厚度，因为目前国内不同钢厂的 控轧钢产品对焊接工艺的要求尚不完全相同。5.GB/T19868.4-2005/ ISO 15613 :2004 基于预生产焊接试验的工艺评定1）有关“1范围”： 本评定方法的使用范围是什么？基于预生产焊接试验的工艺评定，适用于金属材料的熔化焊和电阻焊。在实 际应用时， 具体的适用范围可按相关的标准、规程的规定。在水利水电系统的焊接工作中，它不是常用的工艺评定方法。通常在下列情 况下使用： 当

28、合同文件有规定时使用。 当产品的具体结构比较特殊或焊 接比较困难的场合下使用， 例如结构形状（含断面的变化）复杂、拘束度很大、 焊接可达性差等等。2）有关“6 试件的焊接”：采 用 实 际 构 件 时 ，应 使 用 实 际 生 产 中 的 夹 具 和 固 定 装 置 ”的 准 确 含 义 是 什么？其含 义是：当预生产焊 接试验 采用辅助装置 时，应使 用实际生 产中的 夹具和 固定装置。3）有 关“7.1 熔化 焊”： 本工 艺评定 方法应 做哪些试验?首先 应明确 ，应尽 可能完全按 GB/T 19869.1-2005 钢及镍 合金的焊 接工艺 评定试验规定的试验项目进行试验。只是 由于结

29、 构（ 试件 ）等 原因 ，不能完 全按 GB/T19869.1 规定 的试验 项目进行试验时，才如本标准部分所述：“一般应做下列试验：a）外观 检查（ 100%） ；b）表面裂纹检测（对于非磁性材料仅做渗透检验）；c）硬度试验（抗拉强度RmK 420 N/伽2或屈服强度Rev 275 N/伽2的铁素体钢、奥氏体不锈钢、非热处理铝合金除外）；d）低倍金相检验（具体数量视结构形状而定）”。4）有 关“8 认可范 围” ：对“ 8.1 概 述” 的 内容应如何理解 ？本条的内容有三层含义： 焊接接头的认可：按 照本部分评定的焊接工艺只适用于该预生产焊接试 验所使用的焊接接头种类（形式） 。 焊接接

30、头以外的认可项目，例如：母 材、焊材、焊接方法、焊接电参数、 预热、后 热等等 的认可范 围，均 应符合 GB/T 19869.1 标准 的“8 认可范 围” 的 各项规定。 此外，厚度的认可范围还适用于接头的每个构件和焊缝厚度。 电阻 焊时，认可范围仅限于试验过的预生产试件。6.GB/T 19868.1基于试验焊接材料的工艺评定1) 有 关 “ 1范 围” ： “本部分规定了基于试验焊接材料的工艺评定要求”一 句应如何理解？本句的含义有两层含义：a.这里所说的“试验焊接材料”，是指由焊接材料制造商进行过试验的焊接材料；由焊材制造商正式提供其合格的试验结果（诸如焊材制造商颁布的文献）。b.本标准规定了基于焊材制造商提供的上述文件，进行工艺评定的要求。在适用范围中还有一条重要的规定，即:“ 本部分规定的工艺评定方法仅限于热影响区组织和性能无显著恶化的那些母材。（2）有关焊接工艺预规程（pWPS :按本评定方法进行评定时，应以 GB/T 19867.1（ 或相关标准） 规定的焊接工艺预规程为基础。焊接工艺预规程应规定焊接