焊接技术交流

焊接技术交流2013年05月01日概述一、焊接工艺评定

二、焊接材料

三、焊接缺陷

四、焊接质量控制

五、焊接质量控制具体措施

六、焊接质量控点、控制内容及等级表

焊接工艺评定1、概述：焊接工艺评定是在项目实施前，施工承包单位用拟定的焊接工艺（焊接方法、焊材、母材及其厚度、接头形式和各种焊接参数等）按有关标准对所焊试件进行试验，测定焊接接头的性能是否能够满足设计要求。实际上是在施工准备阶段对焊接工艺进行规范化试验，优选合理的工艺参数，为使焊接接头性能满足设计要求提供技术依据。焊接工艺评定2、焊接工艺评定的目的：一是验证施工单位拟定焊接工艺的正确性；二是验证施工单位焊接技术能力水平。焊接工艺评定3、焊接工艺评定过程：拟定焊接工艺指导书——施焊试件——无损检验——制取试样——检验试样——填写焊接工艺评定报告——编制焊接工艺规程焊接工艺评定4、焊接工艺评定审查内容：①焊接工艺指导书（评定对象、评定参数、检验项目）；②焊接工艺评定报告（包括每种焊接方法的各种参数、保护气体、电特性、焊接技术试验、各项检验结果、试验编号、日期、焊工钢印号、责任人签字）；③无损检验报告；④力学性能试验报告；⑤金相试验报告；⑥晶间腐蚀试验报告；⑦母材及焊材质量证明书。焊接材料

1、焊条的基本要求：①焊缝金属应具有良好的力学性能或其它的物理性能，如结构钢焊条要求焊缝金属应具有规定的抗拉强度等力学性；不锈钢、耐热钢焊条不但要求焊缝金属应具有规定的抗拉强度等力学性能，还应具备耐腐蚀、耐热等物理性能。②焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求。③焊条应具有良好的焊接工艺性能。如电弧稳定，飞溅小、脱渣性好和焊缝成型好、生产率高、低尘毒（中毒案例）等性能。④要求焊条应具有良好的抗气孔、抗裂纹能力。⑤焊条应具有良好的外观质量，药皮应均匀、光滑的包覆在焊芯周围。2、常用焊条型号与牌号见下页表常用焊条型号与牌号

焊条型号焊条牌号国标名称代号名称代号GB/T5117-95

碳钢焊条

E4315结构钢焊条J427E4303J422GB/T5118-95低合金钢焊条E5015结构钢焊条J507E5515-B钼和铬钼耐热钢焊条R307GB/T983-95不锈钢焊条E308-16不锈钢焊条A102E309-16A302焊接材料3、焊条型号表示方法①碳钢及低合金钢焊条表示方法：如E5015其中字母“E”表示焊条，数字“50”表示熔敷金属抗拉强度最小值为490MPa，第三位数字“1”表示全位置焊接，第四位数字“5”表示焊条药皮为低氢钠型，采用直流反接法焊接。②不锈钢焊条型号表示方法：E308-16其中字母“E”表示焊条，数字“308”表示熔敷金属化学成分分类代号，“16”表示焊条为钛钙型药皮，适用于全位置焊接，采用直流反接法焊接。4、常用钢号焊接材料的选用见下表：常用钢号焊接材料的选用

钢号焊条电弧焊氩弧焊型号（标准号）牌号焊丝钢号（标准号）

Q235-AQ235B20G、20g20R、20（锻）E4303E4316E4315（GB/T5117）J422J427J426H08Mn2SiA（GB/T14958）16Mn16MnRE5015E5016（GB/T5117）J506J507H10MnSi（GB/T1495715GrMo15GrMoRE5515-B2（GB/T5118）R307H13GrMoA（GB/T14957）0Gr18Ni9E308-16（GB/T983）A102H0Gr21Ni10（YB/T5091）焊接材料5、焊材质量控制：①焊材验收质量证明书：检查焊条型号、规格、焊条批号（质证书批号必须于实物相对应）、熔敷金属化学成分检验结果、熔敷金属或对接接头各项力学性能检验结果、检验部门与检验人员签章。外观检验：焊条药皮应均匀、光滑的包覆在焊芯周围。偏心度不大于4%。药皮无开裂、脱落、起泡等缺陷，焊芯无锈迹。焊接材料②焊条烘干（烘干温度及烘干时间见下页表）烘干焊条时严格按焊条说名书的规定执行，防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂，破损脱落，影响焊条的正常使用和焊接质量。③使用在使用过程中应注意保持焊接材料的识别标志，不得将两种不同型号的焊条放在同一个保温桶内，以免发生错用，造成焊接质量事故。焊接工作结束时，应及时回收剩余的焊接材料，回收的焊接材料必须标记清楚、整洁、无污染。焊条烘干温度及烘干时间

焊条类别烘烤温度(℃)烘烤保温时间(h)恒温箱温度(℃)酸性焊条150150碱性焊条3502150不锈钢焊条150-250150焊接材料6、焊材选用原则Ⅰ、相同钢号相焊的焊缝金属

碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规范的上限值加30Mp。耐热型低合金钢的焊缝金属应保证化学成分。高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。不锈钢复合钢基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规范的上限值加30Mp；复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板的交界处宜采用过渡焊缝。

焊接材料Ⅱ、不同钢号相焊的焊缝金属不同强度钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规定的上限值。奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体钢合金钢母材高的焊接材料。焊接缺陷

概述焊接缺陷会导致应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命，甚至造成脆断。因此在焊缝金属中象裂纹、未焊透、未熔合和表面夹渣等缺陷是不允许有的；咬边、内部夹渣和气孔等缺陷不能超过标准规定值，对于超标缺陷必须进行彻底的修补处理。常见缺陷的产生原因、危害及防止措施简述如下：焊接缺陷1、焊缝尺寸不符合要求定义：焊缝尺寸不符合要求主要指焊缝余高及余高差、焊缝宽度及宽度差、错边量、焊后变形量等不符合标准规定的尺寸。危害：当焊缝宽度不一致时，一是造成焊缝成型不美观，二是影响焊缝与母材的结合强度；焊缝余高过大，造成应力集中，而焊缝低于母材时，接头强度不够；错边和变形过大时，会使传力扭曲而产生应力集中，使接头强度下降。产生原因：坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊接工艺参数选择不合理；焊工的操作技能水平低。预防措施：选择适当的坡口角度和装配间隙；提高装配质量；选择合适的焊接工艺参数；提高焊工的操作技能水平。焊接缺陷2、咬边定义：由于焊接工艺参数选择不正确或焊工操作技术不当，在沿着焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。危害：减弱焊接接头强度，造成应力集中引发裂纹的产生。产生原因：电流过大，电弧过长，焊条角度不正确，运条方法不当。预防措施：选择合适的焊接电流和焊接速度，调整焊条角度和电弧长度，选择正确的运条方法。焊接缺陷3、未焊透定义：未焊透是焊接时焊接接头根部未完全熔透的现象。危害：未焊透处会造成应力集中，并容易引起裂纹。产生原因：坡口角度和间隙过小、钝边过大，装配不良；焊接工艺参数选择不当，电流小、焊速快，焊工操作技术不良。预防措施：正确选用和加工坡口尺寸，合理装配，保证间隙，选择合适的焊接电流和焊接速度，提高焊工操作技术水平。

焊接缺陷4、未熔合定义：未熔合是指熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分。危害：降低接头的力学性能。产生原因：焊接电流小，焊接速度快，焊接热输入太低；焊条偏心，焊条与焊件夹角不当，电弧指向偏斜；坡口侧壁有锈垢及污物，层间清渣不彻底。预防措施：正确选择焊接工艺参数；认真操作，加强层间清理，提高焊工操作技术水平。焊接缺陷5、气孔定义：焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留下来所形成的孔穴称为气孔。危害：影响焊缝的致密性，减少焊缝有效截面，降低焊缝的力学性能。产生原因：焊件表面和坡口处有油、锈、水分等污物存在；焊条药皮受潮，使用前未烘干；电弧过长或偏吹，熔池保护效果不好，空气侵入熔池；焊接电流过大，焊条发红，药皮提前脱落，失去保护作用；操作方法不当，如收弧动作太快，产生缩孔，接头引弧动作不正确，产生密集气孔。预防措施：焊前清除坡口两侧20-30mm范围内的油、锈、水分等污物；严格按焊条说明书规定的温度和时间烘焙焊条；选择正确的焊接工艺参数和焊接操作方法；尽量采用短弧焊接，采取挡风措施；不用焊芯锈蚀、药皮开裂、剥落、偏心过度的焊条。焊接缺陷6、夹渣

定义：夹渣是残留在焊缝中的熔渣。危害：削弱焊缝的有效断面，降低焊缝的力学性能；引起应力集中，使焊接结构在承载时遭受破坏。产生原因：焊接过程中层间清理不干净；焊接电流太小，焊接速度太快；焊接过程中操作不当。预防措施：选择脱渣性能好的焊条；认真清理层间熔渣；合理选择焊接工艺参数；调整焊条角度和运条方法。焊接缺陷7、裂纹定义：裂纹按其产生的温度和时间的不同可分为冷裂纹、热裂纹和再热裂纹。危害：裂纹是焊接结构中最危险的一种缺陷，它不但会使产品报废，而且会引起严重的质量事故。冷裂纹产生原因：焊缝存在着淬硬组织；较大的拘束度；焊缝中的氢含量。预防措施：选用低氢型焊接材料，并严格按规定烘干；清除焊件上的油污、水分等杂质；选择合理的焊接工艺参数和热输入，减少焊缝的淬硬倾向；焊后进行消氢处理。使氢从接头中逸出；焊接质量控制焊前质量控制主要以预防为主，监督施工单位充分做好工程施焊前的各项准备工作，最大限度避免或减少焊接缺陷的产生，提高焊接一次合格率。1、焊前控制内容⑴核对设计文件中，设计对母材、焊接材料、焊缝系数及焊缝坡口的形式，以及对焊接方法、焊前预热、焊后热处理、焊接检验的要求能否满足相关规范的要求。⑵根据图纸中需焊接的各类钢材，核对焊接工艺评定覆盖情况，对缺少的工艺评定开工前要求施工分包商补做。使工艺评定覆盖率达到100%。焊接质量控制⑶焊工资格审查（焊接方法、母材类别、试件位置、焊条类别、合格证期限）焊工上岗前，必须报验劳动部门颁发的焊工资格证书，作到100%持证上岗；（焊工合格项目表见下页表）⑷焊接工艺方案（适用范围、编制依据、焊工管理、焊接设备、焊接材料、焊接环境、焊接方法、焊接顺序、坡口型式、焊接参数、焊缝质量、焊接热处理、无损检测及返修措施）要求方案中必须明确重要及关键技术问题的解决办法。⑸工程所采用的材料，必须具有制造厂的质量证明书，其质量不低于国家现行标准规定。施焊前施工分包商必须严格按程序报验，对无质量证明书的材料应由制造厂按材料标准规定补作试验，证明材料合格后方可使用。焊工合格项目表

焊接项目合格项目工艺管道

SMAW-I-1G-F3J、SMAW-I-2G-F3J、SMAW-I-5G-F3J、SMAW-I-6G-F3J、GTAW-I-1G-02、GTAW-I-2G-02、GTAW-I-5G-02、塔器组焊

SMAW-Ⅱ-1G-12-F3J、SMAW-Ⅱ-2G-12-F3J焊接质量控制⑹参加焊接特种材料或焊接难度大的重要工程焊工，除焊工资格证在有效期内外。施工分包商应结合焊接工程的实际情况，组织焊工进行现场技能考试，考试项目应能代表现场实物质量水平。监理工程师监督检查考试和试验结果。⑺施工用的焊接设备、热处理设备、焊接材料烘干设备、焊材库除湿机及无损检测设备，必须满足焊接工程质量要求。焊接使用的电流表、电压表、焊接速度表、氩气流量计、远红外线测温仪、风速仪、干湿度表、烘干设备上的温度计以及焊缝检验尺。必须经法定计量部门计量合格，并在有效期内。⑻施工分包商应制定切实可行的焊条领用、保管、烘烤、发放、回收制度。杜绝焊条错用、保管不当、烘烤温度不够等现象。焊接质量控制⑼施工分包商应在现场设立焊条二级库，库内应设置温度计、湿度计和除湿控制设备。焊条材料保管及烘干，应符合《焊条质量管理规程》JB3223有关规定。焊条二级库应指定专人管理，并及时作好保管、烘烤、发放及回收记录。⑽焊工领用焊条必须使用保温筒，一次领用焊条不得超过四小时用量，剩余应交还焊条库重新烘烤，重复烘烤次数不得超过两次。⑾无损探伤检测人员必须持有国家有关部门颁发的，并与其工作相适应的资格证书，且在有效期内。焊缝底片质量评定工作，应由中、高级人员担任。焊接质量控制2、焊接过程中检验从焊接开始到焊接结束形成优良的焊接接头和焊后热处理的整个过程称为焊接过程。焊接过程中检验目的是防止和及时发现焊接缺陷，进行有效的焊接缺陷修复，保证焊件在制造过程中的质量。⑴监督检查焊接工艺的执行情况监督施工分包商焊接技术人员在施焊前向焊工进行技术交底，使所有的焊工掌握焊接规程技术要领。要求施工分包商焊接质检员应随时检查坡口尺寸、组对错边量、预热温度、层间温度、焊接材料牌号、直径、焊接方法、层数及每层热输入（焊接电流、焊接电压、焊接速度）等工艺参数是否符合焊接工艺要求。监理工程师在过程中监督检查工艺纪律的执行情况。检查焊接材料领用单与实际使用焊接材料是否相符；查看烘干记录，现场是否按规定使用焊条保温桶。碳钢管道焊接工艺参数

管径DN壁厚层次焊接方法焊材牌号焊材规格焊接电流焊接电压焊接速度氩气流量≤50≤51GTAWTIG-J50

Φ2.5

70-9014±2

80-100

8-12

2GTAWTIG-J50

Φ2.5

80-10014±2

90-100

8-12

＞50≤51GTAWTIG-J50

Φ2.5

70-9014±2

80-100

10-152SMAWE4315Φ3.290-12023±290-120＞100≥61GTAWTIG-J50Φ2.570-9014±280-10010-152-3SMAW

E4315

Φ3.290-12023±2

90-120

≥4SMAW

E4315

Φ4.0150-17023±2

90-120

焊接质量控制⑵焊接环境控制当施焊环境出现下列情况之一者，必须采取有效的防护措施，否则禁止施焊：①雨、雪天气；（现场目测）；②手工电弧焊时风速超过8m/s，氩弧焊时风速大于2m/s；（采用风速仪现场监测）③相对湿度在90%及以上；（用湿度表在焊接电弧1米范围内现场监测）④施工分包商质量检查员应每日四次记录焊接环境条件，监理工程师应随时抽查。以便及时采取保证焊接质量的控制措施。焊接质量控制⑶热处理控制①需要预热的焊缝，焊前必须按工艺规程进行预热。对于有层间温度控制要求的焊缝，施工分包商焊接质检员应连续监控。②对有应力腐蚀的焊缝，应按热处理工艺进行焊后热处理。③对易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行焊后热处理。④严格按热处理工艺控制升温速度、保温时间、降温速度及各部位的温差，并采用自动记录仪记录“温度—时间”曲线。使之符合工艺要求。⑤热处理后的焊缝进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理，并按规定重新进行检查确认。焊接质量控制3、焊后质量检验焊后质量检验主要包括焊缝外观质量检验和无损探伤检验。其中外观质量检验是利用肉眼、样板、量具或低倍放大镜等对焊缝外观尺寸和焊缝成型情况进行检验。无损探伤检验是利用探伤设备对焊缝的内部或外部进行无损检测，确定焊缝质量等级。焊接质量控制焊后主要检验内容如下:

⑴焊缝外观：主要检查焊道尺寸（焊缝宽度、加强高、错边量等）内凹、咬边、焊瘤及表面气孔、夹渣、裂纹等表面缺陷；管道外观质量检查标准应符合《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98、《石油化工有毒.可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501的规定；塔器现场组焊环缝外观质量检查标准应符合《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》SH3524的规定。⑵无损探伤：外观检验合格后，应按焊接施工方案的要求对焊缝进行射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤或渗透探伤检测。探伤比例、方法、部位、评判标准及合格级别必须符合设计文件要求及《承压设备无损检测》JB/T4730.1～4730.6—2005规范的要求。⑶耐压及严密性试验：焊接工程完成后，应按有关规程进行水压（气压）试验、煤油渗漏、真空试漏等严密性试验及气密性试验。焊缝外观质量检查表

序号项目质量等级ⅠⅡⅢⅣ1表面裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣、焊瘤、飞溅不允许2咬边不允许深度≤0.5mm，连续长度≤100mm，且焊缝两侧咬边总长≤10％焊缝的总长3焊缝余高Δh≤1+0.1b且不大于2mmΔh≤1+0.20b且不大于3mm4接头错边不超过壁厚的10%且不大于1mm焊接质量控制具体措施1、管道焊缝的布置：同一直管段上两对接焊缝中心距离不小于100mm，且不小于管子外径；管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm；管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50mm。2、焊接接头组对错边量为管道壁厚的10%，且不大于1mm。组对前应用手工或机械方法清理，管子内外表面在坡口两侧20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其它对焊接质量有影响的物质。3、管道焊接方法选择：DN50以下的(不包括DN50)承插口用手工电弧焊，对接焊缝用氩弧焊；DN50以上的对接缝采用氩电联焊；所有的压力管道焊接，不得使用氧-乙炔方法进行焊接。焊接质量控制具体措施4、不宜在焊缝及其边缘上开孔，否则被开孔周围一倍孔径范围内的焊接接头，应100%进行射线探伤。5、不锈钢焊缝焊接前坡口两侧各100mm范围内要涂白垩粉。防止表面污染，便于飞溅的清理。不锈钢焊缝层间清理，应采用不锈钢钢丝刷或不锈钢砂轮清理。6、含铬量≥3%或合金元素总含量>5%的焊件，底层焊缝采用氩弧焊焊接时，背面要充氩保护。7、奥氏体不锈钢以及奥氏体与非奥氏体异种钢接头焊接时。在保证焊透和熔合良好的条件下，要采用小电流、短电弧、快焊速和多层多道焊工艺。并控制层间温度。8、焊口正式焊接时，焊缝起头处必须选在两定位焊点之间，严禁在定位焊处起头施焊。焊接质量控制具体措施9、管道焊接时，管内应防止产生穿堂风。10、为了防止或减少焊接应力及焊接变形，应采取合理的焊接顺序，选择适当的焊接线能量输入。11、塔器环缝焊接时，应采用对称焊、多层多道焊。层间必须清理干净，保证坡口两侧不得有死角存在。12、严禁在坡口之外的母材上引弧或试验电流，并防止电弧擦伤母材。在焊接中应确保起弧与收弧的质量，收弧时应将弧坑填满。多层焊的层间接头应相互错开。13、对焊接过程中产生的咬边、气孔、夹渣、弧坑及未焊透等缺陷，应及时清除后再施焊。14、除工艺有特殊要求外，每道焊缝均应一次连续焊完。焊接质量控制具体措施15、不合格的焊缝同一部位的返修次数，非合金钢不得超过3次，其余钢种不得超过两次。超次返修必须经施工分包商技术总负责人批准。16、采用碳弧气刨清根的焊道，清根后刨槽应光滑，宽度、深度、直线度应均匀一直，严禁出现刨偏现象。刨槽内的渗碳层、铜斑应采用磨光机打磨干净。经施工分包商质检人员确认合格后，方可转入下道工序施焊。17、氩弧焊采用的氩气应符合GB4842标准要求，氩气纯度大于99.96%。18、施工分包商必须提供可靠的质量检查时的安全保护措施，确保焊接过程中各个环节质量工作得到有效的控制。焊接质量控点、控制内容及等级表

序号控制点控制内容等级验收标准控制手段1设计文件审查设计文件是否标明母材、焊接材料、焊缝系数及焊缝坡口的形式；是否对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验提出要求。AHG20580HG20585GB150GB50236图纸会审2焊接质量体系焊接技术人员、质检人员、无损探伤人员、焊工及热处理人员BGB50236审查3焊接工艺评定焊接工艺指导书、焊接工艺评定报告、无损检验报告、力学性能试验报告、金相试验报告、钢材及焊材质量证明书AJB