第四讲-工艺评定概述和规则..ppt

1、第二章 钢结构的焊接工艺评定,学习要点： 焊接工艺评定的定义。 焊接工艺评定的目的。 焊接工艺评定的规则。,第一节 概述,一、焊接工艺评定的概念 根据JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定： 定义：为验证所拟订的焊件的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及对试验结果的评价，称为焊接工艺评定。 二、焊接工艺评定的目的 1.验证施焊单位拟订的焊接工艺是否正确。 2.评价施工单位能否焊出符合有关要求的焊接接头。 待评的焊接工艺由施工单位拟订。 试件要由施工本单位技能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。,三、焊接工艺评定的依据 主要依据是有关的技术标准 国外标准举例： 美国A

2、SME锅炉压力容器规范中的第卷“焊接及钎焊评定”； 日本JISB8285-1993压力容器焊接工艺评定试验； 英国BS4870焊接工艺评定试验； EN288金属材料电弧焊工艺规程及评定； 德国劳埃德船建法规中关于船体结构焊接工艺评定的规定等。 我国国内标准举例： JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定； JB4420-1989锅炉焊接工艺评定； JB/T6963-1993钢制件熔化焊工艺评定； JB/T6315-1992汽轮机焊接工艺评定； DL/T8692004火力发电厂焊接技术规程等。,焊接工艺评定报告（PQR）,四、焊接工艺评定有关术语和定义,按规定格式记载验证性试验结果，对拟定

3、焊接工艺的正确性进行评价的记录报告。,焊接工艺指导书（WPS）,为验证性试验所拟定的、经评定合格的、用于指导生产的焊接工艺文件。或称焊接工艺规程。,焊接技能评定（WPQ）,技能评定是用以确定焊工或焊机操作工生产优质焊缝的能力。,焊接试板,按照预定的焊接工艺制成的用于焊接工艺评定试验的焊件，包括母材和焊接接头两部分。,焊后热处理,能改变焊接接头的组织和性能或残余应力的热过程。,下转变温度,加热期间开始形成奥氏体的相变温度。,上转变温度,四、焊接工艺评定有关术语和定义,加热期间完成奥氏体转变的相变温度。,拉伸试验,用于测定坡口焊缝接头的极限强度的试验。,导向弯曲试验,用于测定坡口焊缝接头的完好性和

4、延性。根据其焊缝轴线与试样的纵轴方位不同，以及试样的受拉面不同而分成不同类型的弯曲试验。,横向弯曲,焊缝轴线与试样纵轴垂直时的弯曲。,纵向弯曲,焊缝轴线与试样纵轴平行时的弯曲。,面弯,试样受拉面为焊缝正面的弯曲。具有较大焊缝宽度的面称为正面；当两面焊缝宽度相等则先完成盖面层焊缝一侧为正面。,背弯,试样受拉面为焊缝背面的弯曲。,侧弯,试样受拉面为焊缝横截面的弯曲。,角焊缝实验,是用于测定角焊缝的尺寸、形状和完好性。,缺口韧性试验,是用于测定焊件的缺口韧性。,五、焊接因素,重要因素,次要因素,附加重要因素,影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素。如焊接材料，焊接工艺参数，焊接热参数 。,指对

5、要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。如焊接位置、电特性等。,指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。如电特性、焊接工艺措施等。,六、焊接工艺评定的适用范围及特点,适用的范围,焊接工艺评定适用于锅炉、管道、压力容器和承重钢结构等钢制设备的制作、安装、检修等焊接工作以及焊工培训和焊工技术考核。,解决的问题,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产品整体质量的问题。,评定人员要求,主持焊接工艺评定工作的人员应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。,不是选择最佳焊接工艺

6、,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，通过焊接工艺评定所选择的焊接工艺参数具有一定的范围。,评定内容,常规焊接工艺评定只需进行外观检验、无损检验和常温力学试验。而对于承载高温、高压的新钢种结构还应考虑焊接接头的高温持久试验、蠕变试验、应力腐蚀等试验。,PQR与WPS关系,PQR是为WPS提供支持的技术文件，一件WPS可能要求多件PQR支持，反之，一件PQR也可能支持多件WPS。,第二节 焊接工艺评定的规则,制定焊接工艺评定规则的目的： 防止漏评； 尽量减少不必要的评定。 以钢制压力容器为例，在标准中作了以下规定： 一、对须评焊缝的规定 钢制压力容器中有

7、五种焊缝必须评定： 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、人孔接管、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.受压元件母材表面的堆焊、补焊； 5.上述焊缝的返修焊缝。,A类焊接接头,圆筒部分的纵向接头(多层容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头。,B类焊接接头,壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管相连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头。但已规定为A、C、D类的接头除外。,C类焊接接头,平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、

8、接管连接的接头,内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头。,D类焊接接头,接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,但已规定A、B类的除外。,GB150参照ASME将压力容器受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类:,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行分类分组，比较相近的归为一类，更为相近的归为一组。 表2-1 钢号分类组表,1.组别评定规则 在同类同组的母材中，只要其中一种评定合格，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该组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头。 组别号为 VI-2母材的评定适用于组别

9、号为II-1的母材。,2.类别评定规则 当不同类别号的母材组成焊接接头时，即使母材各自都已评定合格，其焊接接头仍需重新评定。但类别号为II（或组别号为VI-1、VI-2）的同钢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I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,1.试件母材为IV-2组 和b下限值大于540MPa级的低合金钢，按表2-2和表2-3中的规定。 表2-2 试件厚度适用于焊件厚度有效范围 mm,表23试件焊缝厚度适用于焊件焊缝厚度的有效范围 mm,2.其它母材，按表2-4、2-5的规定,表2-4 试件厚度适用于焊件厚度的有效范围（横弯） 表2-5 试件厚

10、度试用于焊件厚度的有效范围(纵弯）,四、对焊接工艺因素的分类及分析,1.焊接工艺因素的分类 （1）重要因素：影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素，例如，焊接方法、焊接材料等。 （2）补加因素：影响焊接接头冲击韧度的焊接工艺因素，如热输入，电流种类等。 （3）次要因素：对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素，如坡口形式 、坡口根部间隙等。,2.对各种工艺因素的分析 （1）焊接方法 改变焊接方法需重新评定； 当同一条焊缝使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种方法。,各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素可见表2-6。 当变更任何一个重

11、要因素时，都需要重新评定焊接工艺。 当增加或变更任何一个补加因素时，则可按增加或变更的补加因素，增焊冲击韧性试件进行试验。 当变更次要因素时不需重新评定焊接工艺，只需重新编制焊接工艺指导书。,例如，有一焊件、材质为16MnR，焊接接头有冲击韧度要求，用三种焊接方法焊成，如何评定？,第一种方法：组合评定法 表2-6 适用于焊件厚度的有效范围,第二种方法：分别评定法,见下图： 表2-7 适用于焊件厚度的有效范围,（2）焊缝形式,焊接接头形式包括：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。 焊缝形式有：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

12、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连接而成，同一种焊缝可以连接不同的接头,因此，焊接工艺评定时考察的对象是“焊缝”，而不是焊接接头。,规定：,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。 坡口形式、坡口根部间隙等一般为次要因素。 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）填充材料 包括：焊条

13、、焊丝、焊剂和附加的填充金属等。均是重要因素。 （4）焊接位置 包括：平焊、横焊、立焊、仰焊等，通常情况下都是次要因素。只有将位置改变为向上立焊时，为补加因素。 （5）预热 包括：预热和不预热.由预热改变为不预热，或预热温度降低50摄氏度以上时，需要重新评定。 （6）气体 包括：可燃气体（例如乙炔、丙烷等）和保护气体（例如CO2，氩气等）均为重要因素。,（7）焊后热处理 包括：不进行热处理和焊后进行热处理（例如正火、高温回火、固溶处理等），改变热处理方式或改为不进行热处理，均需要重新评定。 （8）电特性 包括：热输入、电源种类、极性、钨极种类或直径等。热输入E=UI/V（J/mm） 热输入、电源种类和极性能影响焊接接头的韧性， 因此是补加因素； 钨极种类或直径为次要因素。 （9）技术措施 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，一般多为补加因素或次要因素。,焊接性能与焊接性的异同:,焊接性材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力. 焊接性能没有术语标准,它包含的内容有: 1.材料焊接性能分析. 2.对焊接方法的适应性 3.与方法相匹配焊接材料选用 4.焊接工艺调整和焊接性的