ASME_第Ⅸ卷焊接工艺评定_焊工技能评定.ppt

1、ASME 第卷 焊接工艺评定焊工技能评定,Timothy Chen/陈登汉 Bureau Veritas I 2.焊接工艺评定; (含焊接工艺规程WPS) 3.焊工/焊机操作工资格评定,ASME的总体介绍,中国通过ASME认证的厂家 截止2011.4.7,ASME持证厂家524家,证书777份。台湾地区43家，证书101份。 2010年我国大陆地区ASME持证厂商总数502家，比2009年同比增长17.8%。其中：新增86家、更名16家、取消或暂停资格10家。共持有19类736份证书，其中新增106份。 2010年全球ASME持证厂商共计6180家，排名前10位的有：美国3029家，中国大陆5

2、02家，韩国375家，加拿大326家，意大利234家，德国207家，印度166家，墨西哥124家，日本和英国均为83家。 中石协ASME规范产品协作网 ,ASME的总体介绍,ASME 的含义及规范用途 1. ASME The American Society of Mechanical Engineer 美国机械工程师协会 2. BPVC The Boiler and Pressure Vessel Committee 锅炉及压力容器委员会 3. ASME 锅炉及压力容器规范用途 BPVC为锅炉、压力容器、移动容器和核设施部件的建造过程中以及核设施和移动容器的在役检查中，控制压力完整性、整体结

3、构安全的规则。 建造：包括材料、设计、制造、检验、试验、检查、认证和泄压在内的一个含义广泛的名词。,ASME的总体介绍,ASME 所有卷目录,ASME的总体介绍,以上12卷ASME锅炉压力容器规范标准分为以下4大类： 1）建造部分：共6卷，其中包括： 第卷：动力锅炉； 第卷：核设施部件建造规则； 第卷：采暖锅炉建造规则； 第卷：压力容器建造规则； 第卷：纤维增强塑料压力容器建造规则； 第卷：运输罐的建造和连续使用规则。 2）通用部分：共3卷 第卷：材料； 第卷：无损检测； 第卷：焊接和钎接评定标准。 3）运行部分：共2卷 第卷:采暖锅炉维护和运行推荐规则； 第卷动力锅炉维护推荐指南。 4）检验

4、部分：共1卷 第卷核电站部件运行中检测标准,ASME的总体介绍,ASME 钢印类型,ASME的总体介绍。,ASME钢印分类、使用、应用规范。,ASME第卷-用途及结构,ASME第卷的用途 是关于焊工、焊机操作工、钎焊工和钎机操作工的评定，以及按照ASME锅炉及压力容器规范和ASMEB31压力管道规范所采用的焊接或钎焊工艺的评定，是一个通用规范。除锅炉及压力容器外，也被广泛应用于其他工业焊接产品。 焊接工艺规程（WPS）和工艺评定记录（PQR）的目的是决定焊件具有要求的使用性能。 工艺评定试验在于测定焊件或钎焊件的性能。应由技术熟练的工人执行焊接及操作。 焊工技能评定（WPQ）的目的，是测定他们

5、熔敷优质焊缝的能力。 焊机操作工技能评定（WPQ）的目的是测定他们操作焊机机械部分的能力。,ASME 第卷 -结构,ASME第卷的基本结构 ASME第卷的编写方式不同于一般标准,按照标准内容的类别进行。共分两篇-焊接篇和钎焊篇。焊接篇分五章，钎焊分四章。本次培训，仅是焊接篇。 焊接篇的结构 1).一般要求(第章,QW100-190),包括:总则、焊接位置、试验位置、试验检测的类型和目的及合格标准； 2. 焊接工艺评定(第章,QW200-290),包括:总则、试件的准备、焊接变素、回火焊道等。以表格的形式列出指定焊接方法，工艺评定的重要参数、附加重要参数、和非重要参数的相关条款号。生产中工艺的任

6、一重要参数超出评定的覆盖范围，则该工艺需要重新评定。当有冲击韧性要求时，附加重要参数作为重要参数看待。非重要参数的变化，仅需修改工艺规程，不需要重新评定。 3.焊接技能评定(第章,QW300-380),包括:总则、试件类型、评定方法、资格管理。以表格的形式列出重要变素，超出覆盖范围的，需要重新评定。 4.焊接资料(第章,QW400-490),包括所有变素的含义、母材P-号、焊材F-号、焊材A-号、覆盖范围和试样、图解、浸蚀方法和浸蚀剂、定义等。 5.标准的焊接工艺规程-SWPS。产品卷有关SWPS的任何要求优先与第卷，当产品产品卷WPS有冲击要求时，则不许使用SWPS。,ASME 第卷 关键术

7、语,PWPS Prior Welding Process Specification PQR Procedure Qualification Record WPS Welding Process Specification WPQ Welder Performance Qualification 变素 P号,F号 资料,焊接工艺评定,总则 1.焊接工艺规程WPS: 1.1 目的:是用于为焊工或焊机操作工按规范要求制造产品提供指导的书面文件。它们应是按规范规定进行过评定，得到PQR支持的文件；或是规范允许的标准焊接工艺规程。 1.2 WPS的内容：一份完整的WPS应述及在WPS中所采用的、对每一

8、种焊接方法而言的所有重要变素、非重要变素和当需要时的附加重要变素。 需要得到PQR的支持,可以是一份或多份PQR支持一个WPS. 1.3 WPS的变更: 产品焊接需要,可对WPS进行变更。仅变更非重要参数，WPS无须重评。当变更重要参数或附加重要参数（适用时），WPS需要重评。 1.4 WPS的格式: 格式不限,可以文字,表格等, 但必须提及每个重要参数、非重要参数、附加重要参数（适用时）。可采用非强制性附录B。 1.5 WPS的可得性: 应在焊接现场得到,便于焊工使用及备查。 可能问题: WPS没有体现所有要求的变数; WPS没有PQR支持; WPS现场得不到.,焊接工艺评定,2.工艺评定记

9、录(PQR) 2.1 PQR 是工艺评定试件焊接时所用焊接变素的实际记录，它同时尚有试样的试验结果。记载下来的变素一般应在实际焊接生产所用焊接变素的窄小范围之内。 2.2 PQR的内容: 记录重要参数及需要时的附加重要参数, 非重要参数记录与否,不强制。 所有被记录的，应是实际焊接的参数，不得记录没有控制的参数。 不希望是变数使用全范围或极限值。 2.3 谁负责工艺评定:制造商或承包商,不得使用别公司的评定,或转由别公司代做。 2.4 PQR的更改: 仅限编辑上的,例如P-号,F-号,A-号描述上修正,或根据ASME标准的更新而修改等。 2.5 PQR的格式: QW483,非强制性附录B.,焊

10、接工艺评定,3.制造商或承包商的责任 1.根据焊缝,列举焊接参数,记录在WPS中。 2.对WPS进行工艺评定,并在制造商或承包商的监督下进行。 3.焊接工艺评定的焊工，应是本公司的及经验丰富的。 4.不得转包其他公司进行工艺评定的焊接,但加工、试验部分可以转包。 5.组织中有两个或多个公司，能够对同一个工艺评定进行有效控制，应在质量体系及质量程序文件中说明，则不需要重评。,焊接工艺评定,4. 焊接变素 1.重要变素工艺评定中的重要变素是指影响焊缝力学性能（缺口韧性除外）的焊接条件的某一变化。 指定焊接方法已评定合格的焊接工艺中任一重要变素的改变超出规定时，要求对该工艺进行重新评定。 2. 附加

11、重要变素工艺评定中的附加重要变素是指影响焊缝缺口韧性的焊接条件的某一变化。 如果一种焊接工艺已经过评定，除缺口韧性外，其它各项要求均能满足，则此时仅需按同一工艺，采用同样的重要变素，但增加所需的各种附加重要变素，增做一个试件，其长度足够切取缺口韧性试样即可。 如果一种焊接工艺已经过评定，且满足包括缺口韧性在内的所有要求，但其中有一个或多个附加重要变素有所改变，则此时仅需按同一工艺，采用新的附加重要变素，增做一个试件，其长度足够切取缺口韧性试样即可。如过去评定的焊接工艺，其焊缝金属的缺口韧性值是合格的，则根据需要，仅需从热影响区切取缺口韧性试样供做试验。 3. 非重要变素工艺评定中的非重要变素是

12、指不影响焊缝力学性能的焊接条件的变化。 非重要变素的改变不要求对该工艺进行重新评定，而仅需对WPS进行修改而已。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 变素前面的符号含义: +/-增加/取消, 大于/,小于(改变),向上/向下(焊接位置),改变, / 左焊法/右焊法 焊接变素: QW-402 接头:,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 QW403:母材,取消了403.13,P-No.5/9/10 QW-403.8厚度：除QW202.4(b)允许外,母材厚度变化超过QW-451.

13、1的评定范围。 QW-202.4（b）：对于非QW202.4(a)所列材料（P-8，P-41等,不同母材厚度的接头，其较薄一侧母材厚度应在QW-451.1的评定范围内，较厚一侧母材厚度也应在QW-451.1的评定范围内，但如评定试件厚度为38mm或更厚时，则较厚一侧母材最大厚度不限。因而不同母材厚度的接头可能要一个以上的评定。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接; QW403.8,厚度,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接; QW403.9,焊道厚度 QW-403.9：对单道或多道焊,当任一焊道厚度大约13mm，评定的最大厚度为试件厚度的1.1倍。不能按QW451.1 5

14、.1以SMAW为例-对接/角接; QW403.11,P-号的覆盖 QW-403.11：对于WPS中规定的母材，工艺评定应采用符合QW-424要求的母材。,焊接工艺评定,QW-403.11：对于WPS中规定的母材，工艺评定应采用符合QW-424要求的母材。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 QW404,填充金属 QW-404.4：F-No.的改变或改变为QW-432表中未列出的任何其它填充金属。,焊接工艺评定,QW404.4-QW432,焊接工艺评定,F-号的确定方法: F-No,焊条主要决定于药皮类型和适用范围。 F-No.1: EXX20（高氧化铁药皮;位置限为平焊，位置为横焊

15、时，限角焊缝;电流为交流或直流正接, 即工件接正极） EXX22 （高氧化铁药皮;仅用于单道焊, 位置限为平焊和横焊;电流为交流或直流正接）, EXX24 （铁粉、二氧化钛药皮;位置限为平焊,位置为横焊时，限角焊缝;电流为交流或直流） EXX27 （高氧化铁+铁粉药皮;位置限为平焊,位置为横焊时，限角焊缝;电流为交流或直流正接） EXX28 （低氢钾+铁粉药皮;位置限为平焊,位置为横焊时，限角焊缝;电流为交流或直流正接） F-No.2: EXX12 （高二氧化钛钠药皮;全焊接位置;电流为交流或直流正接） EXX13 （高二氧化钛钾药皮;全焊接位置;交流或直流正或反接） EXX14 （二氧化钛+

16、铁粉药皮;全焊接位置; 交流或直流正或反接） EXX19 （氧化铁+二氧化钛钾药皮;全焊接位置; 交流或直流正或反接,焊接工艺评定,F-号的确定方法 F-No.3: EXX10 （高纤维素钠药皮;全焊接位置;电流为直流反接） EXX11 （高纤维素钾药皮;全焊接位置;电流为交流或直流反接） F-No.4: EXX15（低氢钠药皮;全焊接位置;直流反接） EXX16（低氢钾药皮;全焊接位置;交流或直流反接） EXX18（低氢钾、铁粉药皮;全焊接位置; 交流或直流反接） EXX18M（低氢、铁粉药皮,全焊接位置;直流反接） EXX48（低氢钾、铁粉药皮;焊接位置不限,包括立向下） EXX17（焊条

17、药皮为EXX16的变型,用大量的Si取代Ti;全焊接位置,但焊条直径小于4.8mm的,不适用于立/仰焊位置;交流或直流正接） F-No.5：为奥氏体和双相钢焊条，包括EXX15、EXX16、EXX17。 注意在AWS标准的不锈钢焊条中凡是属于F-No.5的没有酸性药皮焊条。 不锈钢酸性焊条药皮焊条纳入F-No.1，EXXX（X）-25、EXXX（X）-26 F-No.6：全部焊丝、焊棒。(要注意,在ASME和AWS中,焊丝和焊剂的牌号是连在一起不可分割的。这与国内以往的体系不同).） 其他特殊F-No., 例如F-72,F-71. 耐硬层堆焊.,焊接工艺评定,QW404.5 A-号 QW -4

18、04.5：铁基金属熔敷焊缝金属的化学成分，从，从QW-442中某一A-No.改变为另一A-No.。但对A-No.1的评定也适用于A-No.2，反之亦然。,焊接工艺评定,QW404.30熔敷金属厚度的改变 QW -404.30：熔敷金属厚度的变化超过QW-451的范围。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 QW405 焊接位置. 没有重要参数.坡口焊缝可覆盖角焊缝.位置图参见QW461. 事例如下:,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 QW405 焊接位置:板角焊,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 QW405 焊接位置:管角焊,焊接工艺评定,5.1以SMAW

19、为例-对接/角接 QW406:预热: QW -406.1：评定过的预热温度降低100（55）以上，在WPS中应规定（开始）焊接的最低温度。 QW407:焊后热处理 QW -407.1：焊后热处理条件的改变： 对P-1 to P-6,P-9 to P-15F: 不做PWHT； PWHT在低于下转变温度进行；（如SR处理） PWHT在高于上转变温度进行；（如正火、淬火或退火） PWHT先在高于上转变温度进行，继之在低于下转变温度进行；（如正火+回火或淬火+回火） PWHT在高于上、下转变温度之间进行。（如不完全退火） 对其他材料: 不做PWHT； 热处理在特殊的温度区间。 QW-407.4：工艺评

20、定试件PWHT温度高于上转变温度时，则评定产品焊缝最大厚度为试件厚度的1.1倍。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 QW409 电特性，没有重要参数，但有附加重要参数热输入和电流和极性。 QW410 焊接技巧： QW410.64 热过程的使用 QW-410.64 对于采用P-No.11A和P-No.11B母材制造的容器或容器的零部件，其厚度小于5/8in.（16mm）者，如坡口的制备在制造中采用热过程方法，则试件的坡口制备亦应采用此法。坡口制备应包括采用热过程方法做背面清根、背面开槽或清除不良焊缝金属。 (Ni-Cr-Mo-V; Ni-Cr-Mo,Cr-Mo-V,Ni-Cr-Si

21、 等材料),焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 评定考虑问题重点: 1.焊接接头的选择:无重要参数,但要考虑经济性,及覆盖范围。 对接可覆盖角接,双面焊较经济,便于控制变形。 2.母材的选择:材料类型和厚度是重要参数。 为减少评定的工作量(现在及将来),选择合适的材料类型和厚度。 3.填充材料: 考虑母材及产品的焊接位置,考虑产品间适用性，尽可能少品种。另外选择符合品牌的焊材，例如符合国标，ASME/AWS的标准的材料。 4.焊接位置:非重要参数,但要求焊工的操作性。有冲击要求时，可考虑在立焊上取冲击试样。 5.预热: 根据母材情况,选择合适的温度,不宜偏高。 6.焊后热处理: 慎

22、重考虑,要兼顾其他卷的要求。可考虑一次焊接,同时做。 7.电特性,焊接技巧:基本无重要参数(除QW410.64),但要注意热输入、电流/极性、单道/多道。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 焊接试板的准备-对接-板： 长度；保证要有足够的取样要求；宽度：要考虑拉伸机及冷弯机。一般：长350mm;宽：250（装配后）。 焊后试验： 无损检测：非强制。 同类型材料: 横向力学性能试验：按QW451.1。一般2拉，4弯（厚度10mm，2面+2背，厚度10mm，4侧）。有冲击要求时，按其他卷的要求，一般两组冲击（焊缝，热影响区）。 异种钢: 横向力学性能试验:同上,但要注意冷弯. 冷弯可

23、考虑纵向力学性能试验: 2面+2背。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 焊接试板的准备-角接-板： 长度；保证要有足够的取样要求。一般：长300mm;宽150mm;高150mm 。 焊后试验： 无损检测：非强制。 宏观试验：按QW451.3。一般5截面宏观，,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-对接： 拉伸试样:,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-对接： 拉伸合格标准: 1）拉伸试验：板厚度不大于25mm或管子直径不大于76mm的，采用全截面试样；对于管子厚度不大于25mm的采用全壁厚试样；对于板或管子厚度

24、大于25mm的，可采用全截面或全壁厚试样，也可采用尽可能少的多个试样，但此时全厚度的多个试样按一个计算。 拉伸试验合格标准（QW-153） a）母材的规定最小抗拉强度； b）如母材是由两种规定最小抗拉强度不同的材料构成，则取较小值； c）焊缝金属的规定最小抗拉强度，此条适用于有关卷允许使用室温强度低于母材的焊缝金属； d）如果试样断在焊缝界面以外的母材上，只要强度低于母材规定最小抗拉强度的量不超过5 %，可认为试验满足要求。 e) 对复合铝材,有特殊规定,QW-153 e。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-对接： 冷弯试样-侧弯: 宽度10mm，厚度大于

25、10mm。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-对接： 冷弯试样-面/背弯-横向: 宽度38mm，厚度小于等于10mm。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-对接： 冷弯试样-面/背弯-纵向: 宽度38mm，厚度小于等于10mm。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-对接： 冷弯合格标准： 1.试验后弯曲试样的焊缝和热影响区应全部在试样受弯范围内。 2.导向弯曲试样在弯曲后的凸面上沿任何方向测量，在焊缝和热影响区内都不得有超过3.2mm的开口缺陷。但在试样的边角部位于试验中出现的开口缺陷

26、除外，除非有确切的证据表明它们是由于未熔合、夹渣或其它内部缺陷所造成时方应予以考虑。,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-角接： 宏观试样：5个试样,焊接工艺评定,5.1以SMAW为例-对接/角接 试样尺寸及合格标准-板-角接： 宏观合格标准 : 1.肉眼检查横截面:焊缝,热影响区完全熔合,无裂纹; 2.焊脚长度差不大于3mm。,焊接工艺评定,5.2 SMAW-堆焊-变素,焊接工艺评定,SMAW-堆焊-覆盖范围-试验等,焊接工艺评定,SMAW-堆焊-覆盖范围-试验等,焊接工艺评定,SMAW-堆焊-化学分析试样准备 合格标准：按WPS.,焊接工艺评定,SMAW

27、-堆焊-PT PT合格标准：QW195.2或WPS.,焊接工艺评定,SMAW-堆焊-宏观 宏观合格标准：5倍放大镜检查,基材和热影响区有无裂纹,未熔合和其它线性缺陷,堆焊层和基材应满足WPS要求; SMAW-堆焊-硬度 加工到WPS规定的最小厚度,打3个硬度,符合WPS要求。,焊接工艺评定,练习 SMAW, 材料CA6NM, 铸造板材, 厚度40mm, 焊条SFA 5.4 E410NiMo-16; Y形坡口, 背部清根双面焊; 预热温度大于100 , 层间温度小于200 , 焊后热处理590-620, 10小时. 针对上述评定编制一份WPS.,焊工/焊机操作工技能评定,焊工/焊机操作工考试记录

28、（WPQ） 考试目的:考核焊工/焊机操作工焊接优质焊缝的能力。 考试方法：按QW350，QW360的变素进行，可焊接试板，也可考核首次焊接产品。 按评定合格的WPS或SWPS进行。但WPS中的预热、热处理可不做。 责任：制造商或承包商负责。 WPQ格式：非强制，QW484A，QW484B。,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-重要变素,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-402.4：单面焊坡口焊缝衬垫的取消。双面焊坡口焊缝按有衬垫考虑。 QW-403.16：管子直径的改变超过QW-452所评定的范围 对于管子坡口焊缝的技能评定： 当试件Do7

29、3mm，评定最小直径为73mm 评定的最大直径不限，可适用于坡口焊缝和角焊缝。,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-403.16：管子直径的改变超过QW-452所评定的范围,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-403.18：母材评定的范围按QW-423的规定。 覆盖范围：包括未指定P-号，但有相似化学成分的材料； 未指定P-号材料：符合国家或国际标准材料，与指定的P-号材料具有，相似的力学性能和化学成分，可考虑为相同P-号材料。但在WPQ中要注明标准号。（对于铁基金属材料，可使用任何一种母材进行评定）,

30、焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-404.15：焊条的F-No.按QW-433的规定： 对F-No.4及以下F-No.焊条的评定，取得该F-No.及较低F-No.的资格。但通过某一无衬垫试件技能评定的焊工，只取得该无衬垫或有衬垫及较低F-No.有衬垫的资格；通过某一F-No.有衬垫试件技能评定的焊工，只取得该F-No.有衬垫及较低F-No. 有衬垫的资格；通过F-No.5焊条技能评定的焊工，只取得该F-No.5和F-No.1的资格。,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-404.15：焊条的F-No.按

31、QW-433的规定： 焊丝等,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-405.1：评定的焊接位置按QW-461.9 ：,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-405.1：评定的焊接位置按QW-461.9 ：,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-405.1：评定的焊接位置按QW-461.9 ：,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-405.3：对任何一道立焊缝的焊接方向，从向上焊改为向下焊，或反之，则需重评，但盖面焊道除外

32、；如第二面焊接前清根到露出优良的焊缝金属，则根部焊道的方向为向上或向下均可。,焊工/焊机操作工技能评定,以SMAW为例-技能评定重要变素（QW-353） QW-404.30：熔敷焊缝金属厚度的变化超过QW-452的范围： 对于坡口焊缝，如试件厚度13mm，则评定的最大厚度为2t，如试件厚度13mm，则评定的最大厚度不限。但当使用纵向弯曲试验进行技能评定时，则评定的最大厚度为2t。,焊工/焊机操作工技能评定,技能评定要点： 为了尽量减少重复的技能评定,应注意下列各项: 1）要考虑在产品中焊接的位置，原则上不进行1G位置的评定。 2）如有全位置的管子焊接，则最好在6G位置进行评定。 3）如使用板材进行评定，则其厚度应选择13mm或更厚的。 4）考虑到要焊接接管、补强圈的焊工，如壳体可以在转动位置焊接，则应在2G位置进行管子评定，其管子直径应为产品接管的最小直径，使用坡口焊缝评定。而厚度可用其它坡口焊缝评定的厚度来支持。 5）原则上不单独进行F位置的评定,因为任何坡口焊缝的评定都可用于角焊缝,而反过来不行. 6）在进行工艺评定的同时，进行技能评定。 7）原则