AWS焊接目视检验[1]

AmericanWeldingSociety&MoodyInternationalChina1of90VisualInspectionCODE:法规PROCEDURE:工艺STANDARD:标准CRITERIA:准则SPECIFICATION:技术规范PROGRAM:规程焊接外观检验工作手册焊接外观检验工作手册简介概述：检验往往被认为是生产过程后的活动。例如机械零件加工成型至昀终尺寸后，检验是否符合所应用的图纸和技术要求。同样，衣服经过裁剪，缝制，上钮扣等一系列工作成型后再进行检验。通过这些类似的例子可以看出，外观检验工作是在生产活动结束后再进行的。经验告诉我们，对于焊接件来说焊接后检验，以及进一步的无损检测，也无法保证满足使用工况的要求。然而，经过长时间运作取得的稳定结果表明：预先设定一系列的外观检验程序是非常有效的，即在焊接件生产的具体阶段执行这些预设的外观检验程序，甚至在没有无损检验的条件下，也可以在较高程度上保证达到预期的质量要求。至于焊接，影响焊接质量的因素表现在焊接操作的各个阶段。在许多情况下，焊接质量在焊接开始前就受到了影响。这样，在时间上合理安排外观检验可以发现某个生产阶段的缺陷，以便采取简单且费用少的纠正措施。焊接及焊接件的质量取决于下列因素：z焊件及接头设计z制造材料z焊接工艺z焊接方法z检验规程外观检验可以基本上有效地控制这些因素。本工作手册目的本手册的目的是：z提供可能或将要影响焊缝及焊接件质量情况的基本知识。z提供24条焊接检验程序，该程序在较高的程度上的保证大多数制造的产品满足焊接质量要求。z怎样编制及执行质量计划，以满足焊接及焊接件的质量要求。z示例如何有效运用所需的外观检验技术以控制焊接质量。质量“质量”这一术语被广泛地运用和引用。然而，质量的通常概念往往被误解。质量定义：与相应的技术要求的一致性产品或服务所需的质量的水平往往由设计人员根据服务的工作环境及使用寿命来决定的。产品所有的技术参数必须具体化，并且是能够测量，易于验证。其他属性，例如表面粗糙度，如果重要的话，也必须能够精确标定及测量。AmericanWeldingSociety&MoodyInternationalChina2of90VisualInspection在进行检验时，检验员的任务是比较产品实际尺寸和所规定要求尺寸的一致性。仅外观检验是不能评价产品质量的。术语及定义：某些重要的术语应用在焊接检验中，也许这些术语可能应用在其他行业：z不连续性–任何影响物体均匀性的间断；z缺陷–不符合技术要求的不连续性；尽管所有的缺陷都是不连续，但仅有某些不连续是缺陷。对接焊缝的加强高和根部突出焊道是不连续性，因为他们破坏了焊接接头表面的连续性，但仅超出所应用规范或技术要求的规定范围时，这些的不连续性是就成为缺陷。术语“技术要求”描述了焊接检验师判断所检产品质量的所有重要信息。一般情况下，采购方和制造商会同意使用适合给定条件的所有质量标准。通常情况下，采购方会指定一个规范或标准，或编写一个所需技术要求规范给制造商。无论指定哪种质量要求，双方认可后的质量准则就成为检验师执行有关工作的依据。术语“规范”是指系统编制的，一套综合的焊接准则和标准，并在与公共利益相关的处强制执行。表1.2所列的24条焊接检验规程清晰的给出了焊接检验师所需的知识和实际经验。为促进焊接的应用，美国焊接协会已经对焊接检验师的要求进行了标准化：合格人员的资格评定要求为适当的经验和达到三部分能力考试的昀低合格成绩要求。认证的焊接检验师符合AWS标准的检验员被称为认证的焊接检验员（CWI），焊接检验师在工业的各个领域执行焊接检验任务。有些焊接检验师的工作涉及很广的范围，而有些却在更特殊的检验领域。然而作为认证的焊接检验师必须了解与焊接质量相关的所有方面的知识，并且知道怎样相互作用的。外观检验外观检验关键要点如下：•任何检验规程也不会绝对保证焊接和焊接件的质量能够满足其所期望的应用。然而编制适宜的检验计划，就可以获得经济、可靠的焊接产品。•尽管外观检验能够有效地控制和判断焊缝和焊接件的质量，但外观检验也存在明显的局限性。外观检验仅局限于暴露的表面，因此不能发现焊缝内部的不连续性。这一局限性可以通过在编制检验计划时规定对焊缝表面的昀低检验数量来加以弥补，从而在一定程度上保证焊接的质量。•无损检测是对外观检验的一个有效补充，而不是替代。四种用于检测焊缝质量无损检测方法，每种都有各自的优劣。渗透和磁粉检测是表面检测技术，而后者仅适用于铁磁性材料。射线检测具有方向性，而超声波检测需要光滑的表面以便与探头相耦合。AmericanWeldingSociety&MoodyInternationalChina3of90VisualInspection1．第一单元----焊接的外观检验1.0目的:•考虑可能或将要影响焊接和/或焊缝质量的因素；•详细介绍4个阶段，24条焊接检验规程，以提供所需的任何质量保证等级，从而满足对制作焊接质量的要求；•仔细审查检验规程中的各个条款并使每个条款的基本要求及应用范围满足其特定要求。1.1焊接接头设计毫无疑问，焊接生产质量中昀重要的因素是所需焊接各部件拼接和排布。部件之间相互连接关系和所要承受的载荷决定了焊缝的局部应力。另外如何安排焊接接头也是非常重要的。但这两方面因素是设计人员的责任而非焊接检验师的。焊接检验师非常重视焊接接头的设计。在某种程度上，接头设计及焊接工艺可认为是焊接和焊件质量中昀重要的因素。重要因素如表1.1所示，但不仅限于此：表1：焊接接头设计决定因素焊接接头的设计1要便于焊接和检验操作；2昀经济方式；3昀小残余应力。理想上，焊接接头形式由制造商建议并经设计人员批准。常常会发生将不合适的焊接接头设计强加给制造商。在这些情况下，发现潜在的问题是焊接检验师重要责任。并通过适宜的渠道提出将所需的纠正措施。接头设计体现在所应用的焊接工艺规程（WPS）。在图纸中绘制焊接接头是昂贵的，低效和不精确的做法。请比较图1.1中的图形。当审查所应用的WPS时，检验员首先在焊接检验规程的阶段A（初审）考虑焊接接头设计（表1.2）。在这个阶段，接头设计的形式及尺寸已经确定，就需要核对接头形式尺寸是否符合所应用的标准。在阶段B（焊前检验），核对接头实际装配尺寸和形式是否与规定相一致。焊接开始后，除非有特殊情况出现，否则，焊接接头的型式和尺寸是不允许改变的。只有个别的接头形状的参数可以在没有工程师同意的情况下发生改变。1.2制造材料虽然可以把焊接技术成功地运用于许多不同材料的、各种各样的焊接接头，但也存在有很多限制：AmericanWeldingSociety&MoodyInternationalChina4of90VisualInspection1.不是所有的金属材料都可以进行焊接；对于那些可以焊接的材料而言，焊接的难易程度、所采用的焊接方法和焊接工艺也各不相同。2.焊接过程对材料的力学和冶金性能有很大的影响，进而可能会对焊接产品适用性产生负面影响。一般来说，材料专家了解这些限制性，并将其称之为所用材料的焊接性。然而许多可焊性材料对不同的焊接方法和工艺的焊接结果也不一样。与接头设计一样，焊接检验师必须做出两个重要决定。在阶段A，需验证具体应用的焊接方法及焊接材料与母材匹配性。这些都是焊接工艺中的重要参数，需经实验来确定。若焊接工艺已经评定合格了，这时仅需要验证检验。在其他情况下，需要采取更全面的措施。所采取措施的内容和范围将根据实际情况决定。在阶段B，需要验证熔敷的焊接材料能够满足母材的性能要求。随意的改变材料会发生超乎想象的结果。在许多规范中就要求建立适当检验来防止这种可能性的入情入理。在ASME锅炉及压力容器规范第8部分中就要求用可靠的及可验证的方法对所有焊接部件进行标识。1.3焊接工艺规程（WPS）焊接工艺规程（WPSs）列出了特定条件下制做一个或多个接头的焊接参数。根据具体情况，这些参数可以进行无数的组合。在实际操作过程中，通过仔细研究发现可以使用相当少的焊接工艺规程就可以满足在各种条件下的要求，包括复杂工件。随着时间的积累，焊接生产制造商都形成了一套合格焊接工艺的数据库，借助于此数据库（他们）可以编制形成所需的焊接工艺规程。如无适宜的合格的焊接工艺（包括评定过的和免除评定的），则必须进行进一步的焊接工艺评定。这里着重提出，尽可能的给予焊接工艺评定充足的时间，若需要的话还得包括焊工资格评定。焊接工艺规程（WPS）给出了一系列的重要焊接参数。如果超出标准所设定的范围，就需要对该焊接工艺规程进行重新评定。图1.2列举了带有机加工及装配公差的焊接接头边缘参数范围。1.4焊接方法的应用焊工对正确操作具体焊接方法负责，然而并不意味着焊工是独立的。焊工资格评定是验证焊工在特定条件范围内，使用指定的材料，焊接具体的焊接接头的技能。这些条件通常包括焊接方法，母材形状及类型、接AmericanWeldingSociety&MoodyInternationalChina5of90VisualInspection头位置，焊接技术和焊接方向和位置。在阶段A，检验师需要验证焊工、焊接操作工及定位焊工的资格能够满足焊接生产中的焊接工艺的要求。要注意任何附加要求及焊接人员。必须记住，在焊工资格评定时，不一定要使用焊接生产中的一样的焊接接头。用图1.3的焊接接头试样评定合格的焊工也适用于板的焊接。限位环的作用是限制焊接的位置，用于考核在焊接位置困难的情况下焊工焊接的技能。阶段B：检验师需要检查焊接设备状况，母材与焊材的匹配性，接头装配，预热等情况。阶段C：检验师需要在整个焊接过程中不断检查焊工技能。若发现焊工技能下降现象，且连续出现低于规定要求的焊接质量，就必须重新进行资焊工格评定，甚至重新培训。1.5焊接检验规程虽然任何给定的焊接检验规程在具体内容会有所不同，但基本要求是相同的。上面已经提到了焊接检验的三个阶段。正如下面所述，第四阶段是在焊接完成以后进行的。这四个阶段列举在表1.2表1.2中所给出的简洁定义概述了所需各个具体的检验活动。AWS有关焊接外观检验刊物是ANSI/AWSB1.11“焊缝外观检验指南”。它在对表1.2中所列的24个步骤中的每一项进行充分考虑后，它提供了所有阶段要遵循并作为参照的基本要求。表1.2焊接检验阶段A------初审1．评审采购合同，所有有关法规、标准和图纸；2．编制检验计划；3．检查焊接工艺规程，焊工资格状态；4．建立检验文件化系统；5．建立不一致项产品标识系统；6．建立纠正措施程序。阶段C------过程中检验1．查与焊接工艺规程参数的符合性；2．检查主要焊缝的各焊道的排布及其质量；3．检查焊道顺序及排布；4．检查层间温度和层间清理；5．检查背后清根；6．监视任何过程中无损检测。AmericanWeldingSociety&MoodyInternationalChina6of90VisualInspection阶段B------焊接前检验1．检查焊接设备状况及其适宜性；2．检查母材和焊接材料的一致性；3．检查焊接接头的定位；4．检查焊接接头准备和装配；5．检查焊接接头对齐公差；6．检查预热温度。阶段D------过程中检验1．焊缝外观检查；2．焊缝尺寸检查；3．焊接件尺寸检查；4．执行或监视/评定具体的无损检测；5．监视任何焊后热处理后和后续焊接工作；6．昀后完成和整理检验文件。1.6检验规程--阶段A任何检验的目的是检查与技术要求的一致性。不言而喻，检验的首要任务是找出所需要检查的内容。首要任务是：A1--审核采购合同和技术要求由于取决于大量的重要因素，所给定的范围及内容也会有很大的变化。结构件不同于工艺管道；而压力容器与储罐也不尽相同。每种都有其各自特殊性。然而，它们也有共同因素，并且应在尽可能早的阶段确定这些因素。若发现错误、遗漏、不完整的数据，需立即采取纠正措施。需要获得的数据至少要包括：1．制造规范2．制造材料3．应用标准和技术要求4．焊缝位置及类型1的详图5．检验次数、技术和准则A2--编制检验计划顾名思义，检验计划是包括焊接生产前，后