焊接工艺评定的理解和体会

关于焊接工艺评定的理解和体会上海市焊接学会ShanghaiWeldingSocietyPreparedbyFeng,[e-mail]，133319350651.什么叫焊接工艺评定试验2.焊接工艺评定的免除3.焊接工艺评定试验的目的4.钢结构、造船、压力容器的工艺评定5.焊接工艺评定的程序6.焊接工艺评定方案的确定7.焊接工艺评定试验的检验测试8.焊接工艺评定试验报告9.焊接工艺评定试验的适用范围10.焊接工艺评定的重新评定11.焊接工艺规程12.焊接工艺评定的有关标准目录按照ISO的原则，做任何一件事，必须明确：由谁去做？用什么去做？怎样去做？对于焊接来说，就是焊工资格，焊接材料设备和焊接工艺评定/焊接工艺规程，这三个主要问题。焊接的特殊性产品焊接焊接工艺规程焊工考试取证焊接工艺评定焊接材料认证焊接设备工具生产企业•焊接涉及电弧、飞溅、易燃、易爆，是一项有一定危险性的作业；•焊接本身因为有毒、有害气体、弧光、烟尘、高温；还是一项艰苦的工作；•焊接的质量直接涉及结构的安全，特别是锅炉、压力容器、桥梁、船舶、公共建筑等；•因此，焊接作为特种作业中重要的一类，特别地受到社会各方面的关注。•焊接工艺评定和焊工考试取证是焊接生产企业必不可少的两件大事。焊接的特殊性所谓焊接工艺评定，是针对特定的钢材、结构，选用的焊接材料、焊接工艺方法、焊后热处理等措施；在与实际工程焊接施工一致的条件下，按照规定的步骤，进行试验性的焊接；焊接后按照规定的的程序，检验检测手段进行检测试验验证；根据规定的标准进行评判；试验测试结束后，编制完整的焊接试验报告，对整套焊接工艺方案作出最终的评定、认可。进而，根据焊接工艺评定试验的结果，编制焊接工艺规程，指导焊接生产。1.焊接工艺评定试验•焊接工艺评定—试验—报告WPQ、WPQT、WPQR、PQRWeldingProcedureQualificationTestRecord焊接方法（工艺）认可—试验—报告WPA、WPATWeldingProcedureApprovalTest•焊接工艺规程WPSWeldingProcedureSpecification1.焊接工艺评定试验1.焊接工艺评定试验pWPS预定焊接工艺WPQT工艺评定试验NDT无损检验TEST力学性能试验WPQR工艺评定报告Design生产设计WPS焊接工艺规程Manufacture焊接生产作为整个生产、技术、质量控制链中的一环，焊接工艺评定试验非常的重要。国外权威机构，如AWS，CWB，ASME都做了规定，产品焊接所用的WPS必须按照要求规定，进行焊接工艺评定。国内造船和压力容器制造，由于产品的特殊性，焊接工艺评定起步较早。特别是，上世纪70年代末，由于出口船舶的制造，较早地涉及船级社认可评定，和世界接轨，很早就开展了这方面的工作。压力容器制造的焊接工艺评定，使用的是JB标准，造船采用的是相关的船级社规范。随着焊接技术和质量要求的不断提高，焊接工艺评定几乎已经被所有焊接生产所要求。1.焊接工艺评定试验由于缺乏建筑钢结构的焊接工艺评定规程，过去由国外设计、承包的工程，一般根据国外的相关规程进行工艺评定，而国内独立设计、施工的工程，则参考采用锅炉压力容器的工艺评定规程。2002颁布的JGJ81《建筑钢结构焊接技术规程》，参照了国家行业标准JB/T6963《钢制件熔化焊工艺评定》、美国AWSD1.1《钢结构焊接规范》及日本建筑学会标准JASS《钢结构工程》中有关焊接工艺评定的规定，结合钢结构的特点，实际情况，在原规程基础上进行修改，明确了有关焊接工艺评定的规定。钢结构焊接工艺评定试验现状在美国AWS规范中，把常规的、符合标准规范的钢种、焊接方法、坡口、位置、匹配焊接材料的组合进行规范化，视为已通过评定或预评定合格。施工企业使用规范化的、预评定合格的焊接工艺，可以免除或不重新进行焊接工艺评定。但是我国目前工艺参数条件规范化和产品质量标准贯彻的严格程度不够，有些产品还缺乏长期应用实践考核；结构制作、安装企业质保体系运行不够健全，如完全套用美国焊接规范中免于焊接工艺评定的规定，不利于焊接工程质量的控制，不符合我国国情，所以一般不予执行。2.焊接工艺评定试验的免除即使焊接工艺评定没有免除，但是，在美国AWS规范中大量免除焊接工艺评定的表格，即典型的、系列的，符合标准规范的焊接方法、坡口、坡口的允许范围，以及匹配的焊接材料等，不失为，一套非常有用的技术参考标准，对焊接接头设计，焊接工艺方案的制定非常的有帮助。例如，经常有人考虑埋弧焊不开坡口，板厚可以焊到什么范围，查D1.1图表3.4可知，双面焊不清根的话，适用板厚可达10mm，碳刨清根的话，适用板厚可达16mm。2.焊接工艺评定试验的免除2.焊接工艺评定试验的免除焊接工艺评定的主要目的在于评定及验证针对焊接生产所需要的焊接工艺，最终归纳并确定为焊接工艺规程WPS。对施工单位采用的钢材、焊接材料，选用的焊接方法、初步制定的焊接工艺、焊后热处理工艺等，进行验证，进而确定所定方案的正确性；特别对首次应用的钢材、焊接材料、焊接工艺的应用性进行考核、验证；在焊接工艺评定试验的基础上，针对焊接工艺评定试验所代表的所有规格、条件，制定详细的焊接工艺规程，指导实际生产。3.焊接工艺评定试验的目的焊接工艺评定同时又是对焊接生产单位实际焊接生产能力、焊制焊接接头的使用性能符合设计要求的能力的评估。因此，焊接工艺评定试验不允许袭用外单位试验结果，一般由本单位，或在其他机构的指导下，独立完成。此外，由于工程中的焊接接头不可能现场实物取样，进行破坏性检验，构件制作前进行的焊接工艺评定，也是对不需要制作焊接见证试板的接头性能的旁证。所以，焊接工艺评定，既是对企业焊接工艺，乃至焊接生产和管理体系的考核，又是焊接产品质量的保证。3.焊接工艺评定试验的目的国家标准GB50205《钢结构工程施工质量验收规范焊接技术规程》条文说明5.2.3中说明了，由于钢结构工程中的焊接节点和焊接接头不可能进行现场实物取样，破坏性检验，为保证工程焊接质量，必须在构件制作和安装施工焊接前，进行焊接工艺评定，并根据焊接工艺评定的结果制定相应的施工焊接工艺规程。条文规定了施工企业必须进行焊接工艺评定的条件，即施工单位应根据所承担钢结构的、类型，按国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81等技术规程中的具体规定，进行相应的工艺评定。4.钢结构焊接工艺评定试验根据国家标准GB50205《钢结构工程施工质量验收规范焊接技术规程》的规定，作为钢结构焊接工程的主控项目，施工单位应在生产开始前，进行焊接工艺评定试验，并根据工艺评定试验结果，确定焊接工艺。检查数量：全数；检查方式：检查焊接工艺评定试验报告；试验要求：JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》。规程还将焊接工艺评定报告列入竣工资料必备文件之一。焊接工艺评定验的强制性规定根据行业标准JGJ81《建筑钢结构焊接技术规程》规定,以下情况之一者应进行焊接工艺评定:1国内首次应用于钢结构工程的钢材（包括牌号与标准相符，但微量元素不同，或供货状态不同等）；或国外钢号国内生产等；2国内首次应用于钢结构工程的焊接材料；3设计规定的钢材类别、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置、焊后热处理，及施工单位所采用的焊接工艺参数、预热后热措施等各种工艺参数的组合条件，为施工企业首次采用。焊接工艺评定试验的强制性要求压力容器产品施焊前，焊接和返修焊接，都应进行焊接工艺评定试验，或具有经过评定合格的焊接工艺规程（WPS）支持；压力容器的焊接工艺评定试验，应当符合JB4708《钢制压力容器的焊接工艺评定》的要求；压力容器的焊接工艺评定试验的过程，由监检人员进行监督；焊接工艺评定试验完成后，焊接工艺评定试验报告（PQR）和焊接工艺规程（WPS）由制造单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，经监检人员签字确认；焊接工艺评定试验报告长期保存，至失效为止。5.压力容器焊接工艺评定试验的要求船级社规定，在船舶开工建造前，工厂应结合本厂的技术条件和生产经验，制定产品建造焊接工艺计划方案，交验船师认可。计划方案应针对建造中焊缝出现于重要结构与结点的不同位置、形式和尺寸，列出拟使用的焊接工艺规程的名称和编号。对于未曾批准过的焊接工艺，工厂应制定详细的工艺规程并提交船级社认可。经工艺认可试验合格后该工艺方可使用。6.中国船级社对焊接工艺评定的规定(1)母材的牌号、级别、厚度和交货状态；(2)焊接材料和气体的型号、等级和规格；(3)焊接设备的型号和主要性能参数；(4)坡口设计、加工要求及衬垫材料(如有时)；(5)焊道布置和焊接顺序；(6)焊接位置(平、立、横、仰焊等)；(7)焊接参数(电源极性、电流电压、焊接速度等)；(8)焊前预热和道间温度、后热，焊后热处理措施等；(9)施焊环境，现场施焊或车间施焊；(10)其他有关的特殊要求。6.造船焊接工艺评定试验报告的要求•通常在采用新材料、新工艺时，应事先进行工艺认可试验，以证实该焊接工艺的适用性。•应在验船师到场时进行认可试验的焊接试验。试验时应记录试验数据，编制报告，随认可工艺规程一起提交CCS认可。•如焊接工艺经CCS认可，则以后按此工艺施工时，可免做焊接工艺认可试验。•当工厂对已批准的焊接工艺规程进行改动时，应将所有改动的细节向CCS报告。CCS根据改动的具体内容决定是否重做焊接工艺认可试验。6.造船焊接工艺评定试验的要求造船钢材焊接工艺认可的适用范围(1)钢材和焊接材料的适用范围一般为认可试验时所采用的相同等级钢材和焊接材料。但韧性级别高的材料，经CCS同意后，可覆盖韧性级别较低的材料。(2)采用多道焊工艺时，钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的50%～200%；海上设施，钢板厚度的认可范围为75%～125%。采用单道焊工艺时，钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的80%～110%。(3)钢管直径的适用范围为试验所用钢管直径的50%～200%，管壁厚度认可范围按钢板的厚度范围认可。6.造船焊接工艺评定试验的要求7.焊接工艺评定试验的步骤焊接工艺评定方案焊接试板施焊WPQT试板的目视、探伤检验NDT试板的力学性能测试DT编制工艺评定试验报告WPQR预定焊接工艺pWPS焊接工艺试验7.焊接工艺评定试验的步骤焊接工艺评定，以及随后的焊工培训和生产工艺实施步骤，主要有以下几个主要环节：①制作企业根据所承担产品结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案。必要时进行焊接工艺性预试验；拟定相应的预定焊接工艺，（pWPS)；或者说是工艺评定试验指导书（计划）；②按规程标准的规定要求，工艺评定试验指导书内容，在监督人员监督下，施焊试件，进行焊接工艺评定试验（WPQT）；7.焊接工艺评定试验的步骤③对试板焊接进行外观检验、无损探伤；切取加工试样，由监督部门认证资质的检测单位，在监督人员到场监督下，进行检测、试验；将检验、检测、试验结果汇总，编制报告；（WPQR）；④根据焊接工艺评定试验报告，编制焊接工艺规程；（WPS）；并上报批准；⑤按照批准确定的焊接工艺WPS，进行焊工考试取证；⑥按照批准确定的焊接工艺WPS，实施焊接生产。制作企业根据所承担钢结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案；必要时进行焊接工艺性预试验；拟定相应的焊接工艺评定指导（计划）书；按标准规程的规定，指导书内容施焊试件；对试板焊接进行外观检验、无损探伤；切取加工试样，由具有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行检测、试验；将检验、检测、试验结果汇总，编制报告。7.焊接工艺评定试验的程序7.焊接工艺评定的程序•根据钢材和焊接材料，编制焊接工艺评定计划；•制定工艺规程方案；（pWPS)•焊接工艺评定试验（WPQT）•试板检验（NDT，VT）•试板试样检测（DT）•焊接工艺评定报告（WPQR）•焊接工艺规程（WPS）•焊工考试取证•焊接生产实施焊接工艺评定前，先要确定焊接参数，原则上是根据被焊钢材的焊接性试验结果制订。1.对于焊接性已