ASME-PQR焊接工艺评定报告资料文档

ASME-PQR焊接工艺评定报告焊接工艺评定工作是企业重要的质保活动，我国结合中国法规和国内实际情况参照采用ASME《锅炉压力容器规范》，适当吸收欧洲标准中的有关条款编制了适用于我国压力容器的焊接工艺评定标准NB/T47014《承压设备用焊接工艺评定》。我们根据美国ASME锅炉与压力容器法规第九卷“焊接与钎焊评定”的有关规定，以及适用于普通钢结构的美国AWD1.1“钢结构焊接法规”有关章节的规定，简述ASME规范关于压力容器焊接工艺评定的相关要求。锅炉与压力容器焊接工艺评定原则锅炉与压力容器的焊接工艺评定立项的必要性，原则上按焊接工艺重要参数来确定。任何一种重要参数不同于原焊接工艺规程的规定，或其变化超过了法规所容许的范围都必须作相应的焊接工艺评定试验。焊接工艺评定项目以接头形式分类，并以下列三种基本接头形式作为评定试件的接头形式，其包括了产品结构中可能出现的各种接头形式。1)开坡口全焊透对接接头，可用于评定所有开坡口的全焊透对接接头和角接接头，包括开坡口的全焊透T形接头。2)开坡口局部焊透对接接头，可用于评定所有开坡口的局部焊透对接接头和角接接头，包括开坡口局部焊透的T形接头。3)不开坡口的角接接头，可用于评定所有不开坡口的角接接头，包括接管与筒体的角焊缝。哪些焊缝需要进行焊接工艺评定？锅炉与压力容器制造中，制造法规并不对产品结构上的所有焊缝提出焊接工艺评定的要求，而只有下列焊缝必须作焊接工艺评定试验。1)在焊接受压部件上的各种形式的接头。2)在非受压承载焊接部件上的各种形式的接头，如与受压部件相接的所有永久性或临时性吊耳和加强板连接的焊缝。3)非受压且基本不承载的部件（如加大换热面的附件――鲛片、绝热层支撑销钉等）与受压部件相接的焊缝按下列原则确定：如采用手工、或机械化焊接方法，应作角接焊缝焊接工艺评定试验。如采用全自动焊接方法，则不必作焊接工艺评定。按焊接工艺重要参数确定焊接工艺评定规则1.焊接方法从一种焊接方法改用另一种焊接方法，应作焊接工艺评定试验。适用于锅炉与压力容器的焊接方法有：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、等离子弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、闪光对接焊、感应加热压力焊、电阻焊、铝热压焊、气压焊、惯性及连续驱动母材焊、螺柱电弧焊和螺柱电阻焊。在实际焊件的同一条焊缝上，如采用两种或两种以上不同的焊接方法，或不同的重要工艺参数焊接时，则可按每种焊接方法所焊的母材，金属厚度分别对试件进行焊接工艺评定。也可以实际焊件焊缝拟使用的组合焊件方法或焊接工艺焊接同一付工艺评定试件。但每一种焊接方法，或焊接工艺所焊的焊缝金属厚度均应满足能取出所要求的拉伸和弯曲试样的要求。对于焊条电弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊和埋弧焊，或这些方法的组合，如已完成的焊接工艺评定采用厚度大于13mm的试件，则该焊接工艺评定报告可与另一种焊接方法的工艺评定报告联用于同一条实际焊件的焊缝，包括根部焊道。2.母材金属类别在锅炉与压力容器中所用母材金属的种类繁多。如以母材金属的钢号或材料的牌号进行评定，则评定的工作量十分大，且无此必要性。为了减少这种无实际意义的重复评定，美国ASME法规的作法是，将规定认可的标准材料，按其化学成分，力学性能和焊接性加以分类，即将合金成分相近，强度级别和焊接性接近的材料规入一类，并标以P分类号。在同一类母材金属中，又按强度和冲击韧性的等级进行分组，并将分组号标在分类号的后面，例如SA106－A碳钢属于第1类第1组，其分类组别号的表示方法为P1－1。最新版的ASME法规已将在锅炉和压力容器中使用的近1000种钢材分成23类52组。这种对母材金属的分类是以大量的材料焊接性试验和焊接工艺试验数据以及多年的实际生产经验为基础的。因此，列于同一类的各种母材金属，如拟采用的焊接工艺规程中，其它的焊接工艺重要参数相同或在容许范围之内，则采用某种母材金属的焊接工艺评定报告可互相通用。例如SA106－B和SA－36碳素结构钢同属于P－1类，如采用相同的焊接方法、焊接材料以及相近的焊接工艺参数进行焊接，且焊件厚度在工艺评定标准容许的范围之内，则SA－36钢的焊接工艺规程可以根据已完成的SA106－B钢的焊接工艺评定报告来编写，而不必对SA－36钢再作一次焊接工艺评定试验。表3－7列出了美国ASME法规第九卷焊接工艺评定标准中典型钢种的分类分组实例。表3－8具体规定了各类母材金属相互组焊时，工艺评定试件所用母材与所评定的母材类别之间的通用原则。由于我国的材料系列与美国材料系列存在很大的差别，且尚未推行法规材料的认可体制，因此很难直接引用美国ASME法规第九卷所列的材料分类表。如果设计图样中规定采用ASME法规材料，则完全可按表3－8所列的材料分类通用原则，确定焊接工艺评定立项的必要性。当采用国产标准采用时，可按上述原则并对照ASME法规相近钢种的化学成分和强度级别，将国产标准材料进行分类分组。以上列举的我国焊接工艺评定标准都对国产钢材的分类作了探索和尝试，但有的不够全面，有的不符合分类原则。因为从焊接工艺评定角度对材料分类是一项十分复杂和细致的工作，而且需要积累大量基础资料才能达到完整、正确。在现阶段，对于已掌握大量试验数据并积累多年生产经验的常用钢种，可以做到较正确的分类和分组。对于有关数据尚不充分，生产经验不足的钢种和材料，则要求在焊接工艺评定之前完成必要的焊接性试验。在掌握较充分的实验资料后，将其逐步归类。3.母材金属的厚度和焊缝金属的厚度母材金属和焊缝金属的厚度在一定程度上决定了接头的性能。这一方面是因为，随着厚度的增加，母材本身的强度性能会发生变化；另一方面焊接区的冷却速度决定于接头的壁厚，壁厚越大，冷却速度越快，接头强度性能越高。因此，对于特定的焊接工艺参数，母材或焊缝金属的厚度有一定的适用范围。适用范围的大小与所采用的焊接方法有关。对于常用焊接方法，如焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊等，开坡口对接接头试板评定结果可适用于母材厚度为试板厚度2倍的产品接头。而角焊缝的评定试验结果，则可适用与所有母材厚度和所有角焊缝尺寸。在下列情况下，焊接工艺评定的母材厚度适用范围减小到试板厚度的1.1倍。1)单道焊或多道焊焊缝，每层焊道的厚度大于13mm时。2)采用短路过渡熔化极气体保护焊，且评定试板的厚度小于13mm时。3)试件焊后热处理的温度超过上临界转变温度时。对于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊和熔化极气体保护焊多道焊缝，当接头厚度大于20mm时，焊接工艺评定适用的母材厚度范围为试件厚度的1.33倍。对于不等厚对接接头，焊接工艺评定的母材厚度适用范围按下列规定处理：1)对接接头较薄组件的厚度应符合上述适用范围。2)对接接头中，较厚组件的厚度对于不要求缺口冲击韧度的材料，其最大厚度不受限制。对于要求缺口冲击韧度的材料，较厚组件的厚度应在上述范围之内。如焊接工艺评定试件的厚度大于38mm，则其最大厚度亦可不受限制。4.焊缝填充金属按美国ASME法规第九卷的规定，焊接填充金属与母材金属相似，可以按材料的类别、合金充分、强度等级和品种等归类。按焊接填充金属的品种和标准号、焊条药皮类型、焊丝-焊剂组合，可将碳钢和合金钢焊接填充金属分成6类，铝及铝合金焊材分成4类，铜和铜合金焊材归成1类，并标以F-No分类号，详见表3－9。对于各种钢材的焊接填充金属可按焊缝金属的化学成分分成表3－10所示的12类，并标以A-No分类号，填充金属的分类与母材金属的分类相似，其目的在于减少焊接工艺评定的工作量。即属于同一类的焊接填充金属可以相互通用。采用属于某种F-No或A-No焊接填充金属完成的焊接工艺评定报告适用于相同F-No或A-No类所属任一种焊接填充金属。

浅谈焊接PQR（焊接工艺评定报告）和WPS（焊接工艺规范）焊接这个行当，经常会听到PQR（焊接工艺评定报告，ProcessQualificationReport）和WPS（焊接工艺规范，WeldingProcedureSpecification）这两个专业术语。许多人往往分不清楚这两个文件之间的关系，今天我们就和大家一起聊聊这个话题。

以气保焊为例，有很多影响焊接质量的因素，我们统称为焊接参数。当我们遇到一个焊缝接头时，需要使用合适的焊接参数进行作业，但是如何确认选择的参数是可以满足焊缝质量要求的，就需要我们对此组参数进行一定的评价：即选用该组参数进行焊接，然后将焊接的试板经过一定的外观检测、无损探伤、宏观金相和力学性能检测，以确认其满足设计的熔深要求和规定的力学要求。那么，所谓的PQR（焊接工艺评定报告），就是针对这一试验的数据记录，它包括基本的焊接条件，诸如母材、坡口形式、焊接方法，以及焊接参数和测试结果等。所以，简而言之，PQR就是一份记录报告。那么，WPS又是什么东东呢？比如我们使用A材料，制作了一个10mm角焊缝的PQR，那么生产中，当我们遇到10mm角焊缝时，我们只需要根据这个PQR制作一个指导规范，这个指导规范里包括母材、坡口形式、焊接方法和焊接参数等信息，这就是所谓的WPS（焊接工艺规范）。不巧，如果我们又遇到了另外一个B材料/12mm角焊缝的情况，首先需要根据焊接工艺评定规范，确认A、B材料的组别号，看看B是否可以被A覆盖。如果可以，只要在原来10mmPQR的基础上，针对其中一个或部分参数做小范围的调整即可满足，那么我们就可以根据原有的那份10mmPQR记录，编制一个B材料/12mm角焊缝的WPS。通过这个例子，我们可以明白两点：WPS就是一份焊接指导规范，是指导焊工使用怎样的焊接工艺进行作业操作；PQR是有覆盖原则的，根据一份PQR，可以编制多份WPS，只要关键焊接条件/参数在规范许可的覆盖范围之内。PQR/WPS具有国际通用性，作为专业术语，世界上主要工业国家是统一的。各国船级社对于PQR/WPS都有明确的定义和要求，在欧洲以EN288标准为基础，DNV规范中的解释简单而清晰。总体而言，欧洲的规范与ISO文件相一致，美国的规范（指ANSI、ABS和ASME等）与美国焊接协会（AWS）的标准相一致，除了一些措辞或表示形式上的不同，实质都是一样的。在卡特彼勒，我们也有自己的焊接工艺评定规范，就是MS4025，它在一定形式上更加靠近AWS的标准。通过上述讲解，不知道大家是否对于PQR/WPS有了一定的理解和认识。文末抛出一个小问题，请大家思考一下：为了确保焊接质量，我们是否应该尽可能的针对每一个焊缝形式制作一份单独的PQR？焊接样块宏观金相

焊接工艺评定程序详解一、焊接工艺评定概念焊接工艺评定工作是整个焊接工作的前期准备。焊接工艺评定工作是验证所拟定的焊件及有关产品的焊接工艺的正确性而进行的试验过程和结果评价。它包括焊前准备、焊接、试验及其结果评价的过程。焊接工艺评定也是生产实践中的一个重要过程,这个过程有前提、有目的、有结果、有限制范围。二、焊接工艺评定的意义焊接工艺评定是焊接质量的一个重要环节。焊接工艺评定是国家质量技术监督机构进行工程审验中必检的项目，是保证焊接工艺正确和合理的必经途径,是保证焊件的质量，焊接接头的各项性能必须符合产品技术条件和相应的标准要求的重要保证。三、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。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。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。四、焊接工艺评定的标准工艺评定的标准国内标准1.NB／T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》;2.GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》;3.《蒸汽锅炉安全技术监察规程（1996）》注：起重行业工艺评定借用此标准；4.SY∕T0452－2002《石油输气管道焊接工艺评定方法》（注：供石油，化工工艺评定）；5.GB50661-2011《钢结构焊接规范》（注：公路桥梁工艺评定可参照执行）；6SY∕T4103－2006《钢质管道焊接及验收》；7.JB4708-2005《钢制压力容器焊接工艺评定》。欧洲标准EN288或ISO15607-ISO15614系列标准；ISO15614-1钢的电弧焊和气焊∕镍和镍合金的电弧焊；ISO15614-2铝和铝合金的电弧焊；ISO15614-3铸铁电弧；ISO15614-4铸铝的修补焊；ISO15614-5钛和钛合金的电弧焊∕锆和锆合金的电弧焊；ISO15614-6铜和铜合金的电弧焊；ISO15614-7堆焊；ISO15614-8管接头和管板接头的焊接。美国标准1.AWSD1.1∕D1.1M:2005钢结构焊接规程D1.2∕D1.2M:2003铝结构焊接规程D1.3-98薄板钢结构焊接规程D1.5∕D1.5M:2002桥梁焊接D1.6:1999不锈钢焊接D14.3∕D14.3M:2005起重机械焊接规程。五、焊接工艺评定的程序及要求生产中，焊接工艺评定工作通常按下所示的程序进行：1.编制焊接工艺指导书由施工单位的焊接工程技术人员根据产品结构、图样和技术条件、通过金属焊接性试验或查阅有关焊接性能的技术资料，以及根据经验拟定焊接工艺，并编制出焊接工艺指导书（WPS）。原则上讲,对于任何一个产品在采用新材料、新工艺或新结构之前，均需做焊接性试验，但具体到某个制造单位，是否一定要做焊接性试验，应根据具体情况而定。对强度较低，刚性不大的材料，可借鉴外单位的试验。即使强度不太低的材料，如果掌握了详尽的有关焊接性能试验报告，对其又确信无疑，或者有关标准和规范已经对该材料作了详尽的阐述或规定时，可不必重新进行试验（即焊接性能具有“可输入性”）。但是，当用首次应用的材料或新材料，而又没有详尽的试验报告，或对已有的报告有怀疑或不尽清楚时，就应进行焊接性试验。为了避免重复或者漏评，应统计产品中所有焊接接头的类型及各项有关数据，如材质、板厚、焊接位置、焊接方法、管子直径与壁厚等，进行分类归纳，确定出应进行焊接工艺评定的焊接接头类型。每一种类型的焊接接头均需编制一份焊接工艺指导书。焊接工艺指导书应包括以下内容：①焊接工艺指导书的编号和日期；②相应的焊接工艺评定报告的编号；③焊接方法及自动化程度；④焊接接头形式，有无焊接衬垫及其材料牌号；⑤用简图表明被焊工件的坡口、间隙、焊道分布和顺序；⑥母材的钢号、分类号；⑦母材、焊缝金属的厚度范围!以及管子的直径范围；⑧焊接材料的类型、规格和熔敷金属的化学成分；⑨焊接位置，立焊的焊接方向；⑩焊接预热温度，最高层间温度和焊后热处理规范等；11.每层焊缝的焊接方法、焊接材料的牌号和规格、焊接电流种类、极性和焊接电流范围、电弧电压范围、焊接速度范围、导电嘴至工件的距离、喷嘴尺寸及喷嘴与工件的角度、保护气体种类、气体垫和尾部气体保护的成分和流量、施焊技术（焊条有无摆动、摆动方法、清根方法和有无锤击等）12.焊接设备及所用仪表；13.编制人和审批人的签名、日期等；为方便起见可根据焊接工艺评定所涉及的内容自行设计表格，也可采用JB4708-92标准中推荐的表格。2.施焊试件焊接工艺指导书经有关人员审核、批准以后下达到焊接试验室，由焊接试验室进行焊接工艺评定的准备工作。这主要包括准备试件、焊接材料和焊接设备等。要求试件的材质、焊接材料必须符合相应的标准；施焊的人员必须是本单位焊工，其操作技能必须熟练（不一定非持证不可）；要求焊接设备和仪表应处于正常工作状态。具备了以上条件以后，由焊工按照焊接工艺指导书规定的焊接工艺条件焊接试件。如果有焊后热处理要求时，焊后随即进行热处理。在焊接过程中应有专人做好实焊记录。3.理化试验试件焊完以后，交理化试验室进行有关项目的检测试验。首先，进行焊缝外观检验和无损检测；其次，按照焊接工艺评定标准的规定制备力学性能试验、金相试验的试样。力学性能试样一般包括拉伸试样、弯曲（面弯、背弯、侧弯）试样和冲击试样。力学性能试验和金相试验都要按照标准的有关规定进行。对试验结果要填写相应的试验报告。此外，对于耐蚀层堆焊试件，还要进行渗透检测，化学分析等试验。4.编制焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告（PQR）是按技术标准的规定，通过焊接试件和检验试样评定焊接工艺后，将焊接工艺因素和试验记录整理成的综合性报告。它是制定焊接工艺规程的依据。焊接工艺评定报告一般包括以下内容：①焊接工艺评定报告编号和日期；②相应的焊接工艺指导书的编号；③焊接方法；④焊接接头形式；⑤工艺试件母材的钢号、分类号、厚度、直径、质量⑥证明书号和复验报告编号；⑦焊接材料的牌号、类型、直径、质量证明书号；⑧焊接位置。⑨实际环境温度、相对湿度；⑩预热温度、层间温度；11.焊后热处理温度和保温时间；12.每条焊道实际的焊接工艺参数和施焊技术；13.焊接接头外观和无损检测的结果；14.焊接接头的拉伸、弯曲、冲击韧度的试验报告编号、金