关于焊接工艺评定几个概念

一、焊接工艺评定的基本概念1.定义：•焊接工艺评定：为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。2.焊接工艺评定的目的：我们通过焊接工艺评定来验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,并评定施焊单位能力。3.焊接工艺评定的过程•过程：焊接工艺评定的一般过程：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。二、焊接工艺评定的分类：•主要包括三个方面的工艺评定：•1）对接焊缝、角接焊缝焊接工艺评定•2）耐蚀堆焊焊接工艺评定3）型式试验件焊接工艺评定1、对接焊缝、角接焊缝焊接工艺评定•检验焊接接头的使用性能是否达到规定要求2、耐蚀堆焊焊接工艺评定•堆焊层化学成分符合要求3、型式试验件焊接工艺评定•使T型接头和角接接头达到全焊透的评定（无相应标准，进行外观检查和宏观金相检查）不得有：裂纹、未熔合、未焊透三、对接焊缝、角接焊缝焊接工艺评定规则：1、基本概念：•1）焊缝•焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分•焊缝的分类：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝2）焊接接头：•焊接接头：焊件经焊接后形成的焊接组合或接点。•焊接接头的组成：焊缝区、焊接热影响区、熔合区等组成。3）焊缝与焊接接头形式之间的关系a.任何焊接接头都是由焊缝连接成的，焊缝是组成不同接头形式的基础•b.对接焊缝连接的不一定是对接接头，角焊缝连接的不一定是角接头•c.焊缝与焊接接头形式之间的关系见下图(以对接焊缝、角接焊缝为例)2、用于焊接工艺评定的对接焊缝试件和角焊缝试件•1）不管焊件接头形势如何，只要是对接焊缝连接，则只需采用对接焊缝试件评定焊接工艺，也不管焊件接头形势如何，只要是角接焊缝连接，则只需采用角接焊缝试件评定焊接工艺，•2）对接焊缝试件评定合格的工艺可以用于焊件各种接头的对接焊缝，角接焊缝试件评定合格的工艺可以用于焊件各种接头的角接焊缝，•3)常用的焊接工艺评定试件形式：•试件形式见下图：3、焊接工艺评定的常用规则：•1)对接焊缝试件评定合格的工艺亦适用于角焊缝；•2)板材对接焊缝试件评定合格的工艺适用于管材对接焊缝，反之亦可。•(3)管与板角焊缝试件评定合格的工艺适用于板材的角焊缝，反之亦可。4、结论:•基于以上论述：所以，在进行焊接工艺评定时,为了方便，常选板对接焊缝试件进行评定，在厚度覆盖范围内，管材、板材都可使用•（对接焊缝试件评定合格的工艺用于角焊缝试件时，焊件厚度的有效范围不限）5、影响评定结果的焊接工艺因素：•焊接工艺因素分为：重要因素、补加因素和次要因素1）重要因素•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；2）补加因素•补加因素：影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素；3）次要因素•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。4）工艺因素对焊接工艺评定的影响：•变更任何一个重要因素，重做焊评；•增加或变更补加因素，增加冲击韧性试验；•变更次要因素，重新编制焊接工艺指导书。6、合格的焊接工艺评定适用焊件厚度范围•（以σb大于540Mpa低合金对接焊缝评定为例）•试件母材厚度与焊件母材厚度覆盖范围规定单位：mm7、焊接工艺评定试件检验项目：•1）对接焊缝检查项目：•外观检验•无损检测•力学性能和弯曲性能检验•2）角接焊缝•外观检验：不得有裂纹，两焊角尺寸之差不大于3mm•宏观金相检验：焊缝根部应焊透，焊缝金属和热影响区不得有裂纹、未熔合四、耐蚀堆焊工艺评定规则：1．以是否改变堆焊层化学成分为判断标准2．试件尺寸不小于150*150mm堆焊宽度≥38mm3、焊接工艺评定适用母材厚度范围：4、需重新评定进行评定的条件5、耐蚀堆焊试件和试样的检验•项目：渗透检验、弯曲试验、化学成分分析•渗透检验采用着色法和荧光法，检验结果不得有裂纹。（JB4730）•弯曲试验：GB/T232，合格指标：拉伸面上不得有大于1.5mm的裂纹或缺陷，熔合线上不得有大于3mm的裂纹或缺陷•化学成分分析：在堆焊层横截面上取样五、型式试验件焊接工艺评定规则：•目的：验证焊接工艺，保证全焊透的T型接头和角接接头根部焊透•试件形式：见图角焊缝形式•检验项目：进行外观检查和宏观金相检验，•外观检查：试件接头表面不得有：裂纹、未熔合、未焊透•宏观金相检验：接头焊缝根部应焊透，焊缝金属和焊接热影响区不得有裂纹、未熔合。六、焊接工艺评定的替代•1、先通过接头形式和焊缝形式判断属于那种焊评形式，再看组别号：某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同组别的其他钢号（在厚度覆盖范围以内）.常用的焊接工艺评定试件形式：可以替代。•2、如果类别号相同，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焊接•3、Ⅵ-2母材的评定适用于组别号为Ⅱ-1的母材七、焊接工艺指导书谢谢大家锅炉压力容器压力管道焊工考试规则第一十三条：焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面进行考核。焊接方法及代号见表1，焊条类别代号及适用范围见表2，试件钢号分类及代号见表3，各种试件形式、位置及代号见表4，焊接要素及代号见表5。表1焊接方法及代号焊接方法代号焊条电弧焊SMAW钨极气体保护焊GTAW熔化极气体保护焊GMAW（含药芯焊丝电弧焊FCAW）埋弧焊SAW（一）、“2002年考规”对八种焊接方法的焊工考试作出规定，除此以外的焊接方法都按四十三条规定进行考试。•药芯焊丝电弧焊考试规定与熔化极气体保护焊相同，常用半自动与自动焊方式(实质上是手工焊与机械焊）。•堆焊不能称为焊接方法，只是焊接方法的运用，各种焊接方法焊接操作技能考试规定也适用于堆焊的运用。•对于焊接方法按“2002年考规”分为手工焊接和机械化焊接两种方法；对焊工操作技能“2002年考规”分为手工和焊机操作技能两种。对试件对接形式分为板材对接焊缝、管材对接焊缝和管板角接头试件三种。焊接不锈钢复合钢之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格表2焊条类别、代号及范围焊条类别焊条类别代号相应型号牌号适用焊件的焊条范围钛钙型F1EXX03J422/J502F1纤维素型钛型F2EXX10J505GXF1、F2钛型、钛钙型F3EXXX(X)-16/-17G202F1、F3低氢型、碱性F3JEXX15/-16J427/J507R507/R307F1、F3、F3J钛型、钛钙F4EXXX(X)-16/-17A132/A302F4碱性F4JEXXX(X)-16/-17A137/A307F4、F4J.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产焊条所执行的国家标准有三个：GB/T983－1995，GB/T5117－1995，GB/T5118－1995，行业标准一个：JB/T4747－2002。•表2焊条代号、类别及适用范围•①F1钛钙型EXX03F1（J422、J502)GB/T5117•这类焊条为钛钙型，药皮中含30%以上的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定熔池适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接较重要的碳钢结构。②F2纤维素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）EXX10－X，EXX11－X，（GB/T5118）EXX10、EXX10－X型焊条为高纤维素钠型药皮中纤维素含量较高，电弧稳定，焊接时有机物在电弧区分解产生大量的气体，保护熔敷金属，电弧吹力大，熔深较深。熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，熔渣覆盖较差，通常限制采用大电流焊接。这类焊条适用于全位置焊接，特别适用于立焊、仰焊的多道焊和有较高射线检测要求的焊缝，也可用于向下立焊，焊接电流为直流反接。如J505GX（GB/T5118）适用焊件的焊条范围：F1、F2③F3钛型、钛钙型型号：（GB/T983)EXXX（X）－16型焊条（G202),药皮可以是碱性的，也可以是钛型或钛钙型。适用于交流或直流焊接，为了在交流施焊时获得良好的电弧稳定性，这类焊条药皮中一般都含有易电离元素如钾，直径不大于4.0mm的焊条可用于全位置焊接。适用焊件的焊条范围：F1、F3。④F3J低氢型、碱性GB/T5117J426、J506、J507GB/T5118J427、J507、J507RHGB/T983G207EXX15、EXX15－X型焊条，这类焊条为低氢钠型。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石，碱度较高，熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性能好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电流为直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。EXX16、EXX18－X型焊条，这类焊条为低氢钾型药皮。在与EXX15、EXX15－X型焊条药皮基本相似的基础上添加了稳弧剂，如钾水玻璃等，电弧稳定，工艺性能、焊接位置与EXX15型焊条相似，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。适用焊件的焊条范围：F1、F3、F3J⑤F4钛型、钛钙型GB/T983EXXX（X）－15EXXX（X）－17（A132、A302）GB/T983⑥F4JGB/T983EXXX（X）－15EXXX（X）－17（A137）（A307）上述三个焊条国家标准都是等效采用美国国家标准，所谓等效采用则是将国外标准的技术内容全部照搬，只是计量单位从英制改为中国习惯采用的公制。当焊工考试时若采用了美国焊条，便可直接按（2002考规）表2的规定将美国焊条划入相应的类别中。GB/T983－1995等效ANSI/AWSA5.4－1992《不锈钢手工电弧焊焊条》GB/T5117－1995等效ANSI/AWSA5.1－1991《碳钢药皮电焊条规程》GB/T5118－1995等效ANSI/AWSA5.5－1981《低合金钢药皮电焊条规程》三、试件母材钢号及代号见表3焊工焊接操作技能考试是要求焊工按照评定合格的焊接工艺施焊出没有超标缺陷的焊缝。从焊接缺陷角度出发，焊工焊接操作技能与母材钢号没有关系，对于焊条电弧焊，焊工焊接操作技能与药皮类别密切相关。但因钢材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊时所采取的焊接工艺措施•不一样，从焊接工艺复杂程度出发而将试件母材钢号进行分类，并制定出替代规则，手工焊焊工焊接操作技能也相应分成四个等级。表3试件钢号分类及代号表类别代号典型钢号示例碳素钢ⅠQ195、Q215、Q235、10、20、20R、20G、20gHP245、HP265、L175、L210、S205低合金钢ⅡHP295、HP325、L245、L290、马氏体钢铁素体不锈钢Ⅲ奥氏体不锈钢、双相不锈钢Ⅳ表3中钢号都是锅炉、压力容器、压力管道和气瓶现行标准中所列钢号。GB6653－1994《焊接气瓶用钢板》中所列气瓶用钢的牌号都用“HP”打头，例如HP245、HP365。“245”表示钢材屈服点σs下限值。气瓶用钢的化学成分都有控制范围。SY5297－1991《石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管》中所列的钢种等级都用“S”打头，例如S240、S480。“240’表示该等级钢种的σt0.5下限值，（规定总伸长应力即试样标距长度上产生0.5%的总伸长所需的拉应力）对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。“GB/T9711－1999《石油天然气输送钢管交货技术条件》中所列的钢种等级都用“L”打头，例如L175、L155。155”表示该等级钢种的Rt0.5下限值，对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。碳素钢（Ⅰ类）：焊接性能良好，大多数情况下焊前不要求预热，焊后不要求后热，部分钢号因为没有冲击要求，因而也不需要控制线能量。低合金钢（Ⅱ类）：这类钢号焊前要求预热，焊后要求后热，而且有冲击试验要求，因而要求控制线能量上限。马氏体钢、铁素体不锈钢（Ⅲ类）：这类钢焊接裂纹倾向较大，焊前不要求预热，焊后要进行热处理，焊接工艺要求严格，要求控制焊接线能量范围。1Co5Mo与1Co9Mo1是代表这一类别钢号，1Co5Mo钢供货状态的金相组织与热处理状态有关。即便退火供货时为珠光体，在焊后其焊缝与热影响区将