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文檔簡介

現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中的焊接工藝規(guī)程和焊接工藝評定珠海固得焊接自動(dòng)化設(shè)備有限公司 陳裕川【摘要】 焊接工藝規(guī)程和焊接工藝評定是現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中兩項(xiàng)最重要的技術(shù)工作。本文全面系統(tǒng)地論述了現(xiàn)行焊接工藝規(guī)程的定義、形式、格式、內(nèi)容、編制程序和編寫方法,指出焊接工藝規(guī)程的適用性和局限性;詳細(xì)地闡明了焊接工藝評定的定義、依據(jù)、工作程序和規(guī)則以及焊接工藝評定報(bào)告填報(bào)原則;說明了焊接工藝評定報(bào)告與焊接工藝規(guī)程之間的關(guān)系,焊接工藝評定的管理及其合法性和有效性;完整地介紹了國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接工藝評定試驗(yàn)方法、試驗(yàn)項(xiàng)目和合格指標(biāo)?!娟P(guān)鍵詞】 焊接生產(chǎn);焊接工藝規(guī)程;焊接工藝評定1 前言在現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中,焊接工藝起著極其重要的作用,它不僅決定了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量,而且直接關(guān)系到焊接生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求,設(shè)計(jì)正確而合理的焊接工藝卻是一項(xiàng)十分艱巨的技術(shù)工作。這是因?yàn)楹附庸に嚨目勺儏?shù)繁多,對焊接質(zhì)量的影響十分復(fù)雜,且某些重要變量難以精確檢測?,F(xiàn)行的各類焊接結(jié)構(gòu)制造法規(guī)、規(guī)程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都明確規(guī)定生產(chǎn)企業(yè)相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程,以指導(dǎo)焊工正確施焊產(chǎn)品焊縫,確保焊接質(zhì)量。焊接工藝規(guī)程的作用,除了指導(dǎo)焊工正確選用焊接材料、焊接參數(shù)和操作技術(shù)外,也是制定焊接材料消耗定額,編制綜合工藝規(guī)程以及焊接質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程的依據(jù)。2焊接工藝規(guī)程的形式目前,在現(xiàn)代焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中使用的焊接工藝規(guī)程有以下三種形式:第一種是專用焊接工藝規(guī)程。它只適用于某類結(jié)構(gòu)特定接頭的焊接,且必須經(jīng)相應(yīng)的焊接工藝評定加以驗(yàn)證。這些焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn),大多必須接受國家質(zhì)量監(jiān)督部門的檢查,并要求嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)或制造規(guī)程。如鍋爐、壓力容器、管道、船舶和重載鋼結(jié)構(gòu)等。這種焊接工藝規(guī)程必須由生產(chǎn)企業(yè)自行組織編制,不得借用其他生產(chǎn)企業(yè)類似的焊接工藝規(guī)程,也不得委托其他單位編制。這是因?yàn)椋环矫婧附庸に囈?guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定必須密切結(jié)合本企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件;另一方面,它也是國家質(zhì)量監(jiān)督部門評審企業(yè)生產(chǎn)資格的重要證明文件之一。因此,企業(yè)必須重視并組織好專用焊接工藝規(guī)程的編制工作。第二種是標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程。它是企業(yè)在積累多年焊接生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為采用標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)材料和焊接材料,并以最通用的焊接工藝方法焊接的標(biāo)準(zhǔn)形式的接頭和坡口編制的焊接工藝規(guī)程。它不再需要通過相應(yīng)的焊接工藝評定加以驗(yàn)證,經(jīng)過規(guī)定審批程序后,可直接用于指導(dǎo)焊接生產(chǎn)。第三種是通用焊接工藝規(guī)程。主要用于非承載焊件和對接頭力學(xué)性能無特定要求的焊件,其編制依據(jù)是企業(yè)多年積累的焊接生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。對焊縫質(zhì)量的要求主要是外形尺寸和外表形狀應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此,無需經(jīng)過焊接工藝評定驗(yàn)證,但應(yīng)按規(guī)定的程序評審。編制人員應(yīng)對所適用的焊接工藝具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí), 同時(shí)在通用焊接工藝規(guī)程上,應(yīng)明確規(guī)定其適用范圍,包括構(gòu)件的名稱、規(guī)格、結(jié)構(gòu)材料種類。焊接材料型號(牌號)、規(guī)格、接頭型式、坡口形狀、尺寸及焊縫尺寸等。通用焊接工藝規(guī)程的格式、項(xiàng)目和內(nèi)容,基本上與標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程相同,只是所規(guī)定的各焊接工藝參數(shù)范圍相對較寬。以下詳細(xì)闡述與專用焊接工藝規(guī)程有關(guān)的各方面內(nèi)容。3 專用焊接工藝規(guī)程3.1焊接工藝規(guī)程的定義焊接工藝規(guī)程(英文名為Welding procedure specification)是一種規(guī)定焊接工藝參數(shù),并經(jīng)試驗(yàn)評定合格的書面文件,以指導(dǎo)相關(guān)人員按相應(yīng)的制造法規(guī)要求焊制產(chǎn)品焊縫。換言之,焊接工藝規(guī)程是一種指導(dǎo)焊工或焊接操作工施焊產(chǎn)品焊縫的正式工藝文件, 也是檢查產(chǎn)品焊縫質(zhì)量的主要依據(jù)之一。在企業(yè)內(nèi)部,它是一種必須強(qiáng)制執(zhí)行的工藝文件,也是質(zhì)量體系中最重要的質(zhì)量文件之一。3.2焊接工藝規(guī)程的格式焊接工藝規(guī)程的格式應(yīng)簡潔明了, 層次分明,便于焊工使用。表1列出一種典型的焊接工藝規(guī)程格式,以供參考。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)自己的傳統(tǒng),設(shè)計(jì)符合本企業(yè)文件體系的格式,同時(shí)應(yīng)注意焊接工藝規(guī)程應(yīng)包含的所有項(xiàng)目及通用性和統(tǒng)一性。切忌采用多種格式,造成混亂,不便管理。3.3焊接工藝規(guī)程的內(nèi)容由上節(jié)所列舉的焊接工藝規(guī)程格式樣表中可知,一份完整的焊接工藝規(guī)程,應(yīng)當(dāng)列出為焊制質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)(或法規(guī))要求的焊縫所必需的全部焊接參數(shù)。除了規(guī)定直接影響接頭力學(xué)性能的重要焊接參數(shù)外,也應(yīng)明確規(guī)定可能影響焊縫外觀質(zhì)量和外形尺寸的次要焊接參數(shù)。具體項(xiàng)目包括:焊接工藝方法、母材金屬的類別號及牌號、適用接頭厚度范圍、焊接材料的種類、牌號、規(guī)格;接頭型式、坡口形狀和尺寸;焊前準(zhǔn)備要求;預(yù)熱溫度,層間溫度和后熱溫度;焊接電參數(shù);保護(hù)氣體種類及流量;熱處理方法和工藝參數(shù);操作技術(shù);焊后檢查方法;檢驗(yàn)程序及要求。對于厚壁焊件或形狀復(fù)雜易變形的焊件,還應(yīng)規(guī)定合理的焊接順序。對于容許加襯墊焊接的焊件,則應(yīng)規(guī)定襯墊的種類、材料牌號、規(guī)格和敷設(shè)方法。如焊接工藝規(guī)程的編制者認(rèn)為有必要,也可列出其他有用的焊接參數(shù)。在焊接工藝規(guī)程上還應(yīng)在醒目部位列出其統(tǒng)一編號及相對應(yīng)的焊接工藝評定報(bào)告編號,以及所焊接的產(chǎn)品部件名稱。因焊接工藝規(guī)程也是向用戶或第三方展示質(zhì)量控制能力的證明文件之一,因此在表頭應(yīng)印上生產(chǎn)企業(yè)的全名,在表格末尾設(shè)責(zé)任人員簽署欄,缺一不可,以示負(fù)責(zé)。3.4焊接工藝規(guī)程的編制程序焊接工藝規(guī)程的編制程序大體上可分為以下四種情況:3.4.1 對于企業(yè)首次投產(chǎn)的新產(chǎn)品,應(yīng)先編制焊接工藝方案,提出必要的焊接工藝評定項(xiàng)目,評定合格后,根據(jù)焊接工藝評定報(bào)告,編制正式的焊接工藝規(guī)程。3.4.2 對于結(jié)構(gòu)形狀同類型,而結(jié)構(gòu)材料和相配的焊接材料類別不同的焊接結(jié)構(gòu),則在產(chǎn)品施工圖樣批準(zhǔn)生效后,提出必須進(jìn)行的焊接工藝評定項(xiàng)目,并根據(jù)該評定報(bào)告編制相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程。3.4.3 企業(yè)為提高生產(chǎn)效率,改進(jìn)質(zhì)量和降低制造成本,計(jì)劃采用新工藝、新材料和新設(shè)備,則應(yīng)先提出相關(guān)的焊接試驗(yàn)研究項(xiàng)目和焊接工藝評定項(xiàng)目,并根據(jù)該試驗(yàn)研究報(bào)告和工藝評定報(bào)告編制相對應(yīng)的焊接工藝規(guī)程。3.4.4 對于不要求作焊接工藝評定的焊件或接頭,則可按產(chǎn)品制造技術(shù)或圖樣規(guī)定的技術(shù)要求,直接編制焊接工藝規(guī)程。焊接工藝規(guī)程原則上是以焊件的接頭型式為單位編制的。例如:在壓力容器的焊接生產(chǎn)中,筒體的縱縫、環(huán)縫、接管焊縫、人孔加強(qiáng)板焊縫等, 都應(yīng)分別編制一份焊接工藝規(guī)程,如容器筒體的縱、環(huán)縫采用相同的焊接工藝方法,相同的焊接材料和相同的其他重要工藝參數(shù)。則可用一份焊接工藝評定報(bào)告,支持縱、環(huán)縫兩份焊接工藝規(guī)程。如某些焊接接頭需采用兩種或兩種以上焊接工藝方法焊成,則這些焊接接頭的焊接工藝規(guī)程,應(yīng)以相對應(yīng)的兩份或兩份以上的焊接工藝評定報(bào)告為依據(jù)。3.5焊接工藝規(guī)程的編寫3.5.1 焊接工藝規(guī)程的編寫原則編寫焊接工藝規(guī)程時(shí),通常應(yīng)當(dāng)遵循以下原則:3.5.1.1 名詞術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)化焊接工藝規(guī)程所用的名詞術(shù)語,應(yīng)統(tǒng)一采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3375-1994焊接術(shù)語和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的名詞術(shù)語。英文技術(shù)名詞和縮寫,應(yīng)符合美國AWS有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。不應(yīng)沿用本企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中常用的習(xí)慣語和口頭語。3.5.1.2 規(guī)范用詞 焊接工藝規(guī)程中的用詞應(yīng)簡潔明了、易懂、切忌用詞模糊不清、含義不確切。3.5.1.3 書寫字跡工整焊接工藝規(guī)程以書寫方式編寫時(shí),字跡應(yīng)工整,簡體字應(yīng)符合現(xiàn)代漢語規(guī)范,數(shù)字不連寫,英文采用印刷體,文字?jǐn)?shù)字不準(zhǔn)涂改。3.5.1.4 插圖標(biāo)準(zhǔn)化焊接工藝規(guī)程中插圖的描繪應(yīng)符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。尺寸和公差應(yīng)標(biāo)注清晰、正確。焊接順序和焊縫層次可用數(shù)字標(biāo)注。焊接方向用箭頭表示。3.5.1.5 物理量名稱及符號的標(biāo)準(zhǔn)化焊接工藝規(guī)程中所用的物理量名稱及符號,應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB3102.18- 1993。計(jì)量單位應(yīng)采用我國法定計(jì)量單位。3.5.2 焊接工藝規(guī)程的編寫依據(jù)焊接工藝規(guī)程的編寫,應(yīng)以下列國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以及有關(guān)的技術(shù)文件為依據(jù):(1)GB/T19866-2005焊接工藝規(guī)程及評定的一般原則;(2)JB/T4709-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程;(3)JB/T1613-1993鍋爐受壓元件 焊接技術(shù)條件;(4)JGJ81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程;(5)AWSB2.1:2005焊接工藝評定和焊接技能考核標(biāo)準(zhǔn);(6)ASME鍋爐與壓力容器法規(guī)2007第1X卷焊接與釬焊技術(shù)評定;(7)本企業(yè)的基礎(chǔ)工藝標(biāo)準(zhǔn);(8)本企業(yè)產(chǎn)品焊接技術(shù)條件;(9)相關(guān)焊接新材料、新工藝試驗(yàn)研究報(bào)告;(10)相對應(yīng)的焊接工藝評定報(bào)告;(11)相對應(yīng)的焊件施工圖樣。3.5.3 焊接工藝規(guī)程編寫原則 焊接工藝規(guī)程大多數(shù)選用表格的形式。格式確定后,在一段較長的時(shí)期內(nèi)一般不會(huì)作改動(dòng),可將其鉛印成空白表格(參見表1)。因此,編寫焊接工藝規(guī)程實(shí)際上是逐行填寫空格,但必須正確無誤。各欄填寫的方法及要點(diǎn)介紹如下:3.5.3.1 編制單位名稱編制單位的名稱應(yīng)以醒目的字體印在焊接工藝規(guī)程表格頂部,這一方面表明所編寫的焊接工藝規(guī)程只適用于本企業(yè),另一方面也顯示其是本企業(yè)的重要質(zhì)量文件之一,企業(yè)的最高管理者對其正確性負(fù)有全部責(zé)任。編制單位名稱不應(yīng)用簡稱,必須用全稱。3.5.3.2 焊接工藝規(guī)程編寫為便于管理和檢索,每份焊接工藝規(guī)程應(yīng)加以編號。它可以是簡單的序號,也可以用漢語拼音字母加序號的組合編號。如該焊接工藝規(guī)程要求相應(yīng)的焊接工藝評定報(bào)告支持,則應(yīng)在相應(yīng)的空格上填寫該焊接工藝評定報(bào)告的編號。 在焊接工藝規(guī)程執(zhí)行過程中,如果發(fā)生所焊焊縫質(zhì)量屢次達(dá)不到要求, 或焊接生產(chǎn)成本過高,則應(yīng)及時(shí)修改焊接工藝規(guī)程。如修改的焊接參數(shù)為次要參數(shù),或雖然需修改重要參數(shù),但不要求作焊接工藝評定,則可將焊接工藝規(guī)程直接進(jìn)行修改。因焊接工藝規(guī)程不允許作任何涂改,需修改的焊接工藝規(guī)程應(yīng)重新填寫,并在原編號末尾加R.1、R.2等。3.5.3.3 焊接工藝方法 焊接工藝方法是焊接工藝的重要參數(shù)之一。其名稱應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)學(xué)名,并注明焊接過程自動(dòng)化的等級,如手工、機(jī)械化、自動(dòng)化及全自動(dòng)化等。在某些焊接接頭中,要求采用多種焊接工藝方法,如厚壁管對接環(huán)縫,先采用TIG焊封底,接著以焊條電弧焊加厚,最后采用埋弧焊填充蓋面,則應(yīng)在焊接工藝規(guī)程上寫明這三種不同的焊接工藝方法。 為簡潔起見,焊接工藝方法的名稱亦可采用英文縮寫,但必須符合美國AWS名詞術(shù)語標(biāo)準(zhǔn),不應(yīng)沿用其他國家的習(xí)慣寫法,更不應(yīng)自行杜撰。3.5.3.4 焊接接頭 焊接接頭應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)定名,并按焊件施工圖樣繪出坡口詳圖,注明坡口的主要尺寸及公差,接縫裝配尺寸及公差,便于焊工和專職檢查員對裝配質(zhì)量進(jìn)行檢查。如采用襯墊,也應(yīng)標(biāo)出襯墊的尺寸及其與焊件裝配間隙的要求。焊縫符號、名稱及其標(biāo)注方法,應(yīng)符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.5.3.5 母材金屬 母材金屬的填寫方法可分下列幾種情況:(1)采用標(biāo)準(zhǔn)材料。當(dāng)采用納入國家標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)材料時(shí),則可填寫標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼號或牌號,以及其所屬的分類號和組別號。例如:所焊鋼材牌號為Q235-C,其分類號和組別號為I- 1,填寫方式為:鋼號:Q235-C,分類號I,組別號-1。 (2)采用美國ASME或ASTM標(biāo)準(zhǔn)材料。當(dāng)采用ASME法規(guī)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的結(jié)構(gòu)材料時(shí),則應(yīng)填寫該種材料的標(biāo)準(zhǔn)號、牌號及其所屬的M類、P類別號和組別號。例如:所焊鋼材的標(biāo)準(zhǔn)號為SA213,牌號為T2,P類別號為3,組別號為1,其填寫方式為:鋼號SA213-T2,分類及組別號P3-1。(3)采用非標(biāo)準(zhǔn)材料。當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)材料或非法規(guī)材料時(shí),除填寫材料牌號或代號外,還應(yīng)列出該種結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能。如已對該種材料完成系統(tǒng)的焊接性試驗(yàn),并已確定其焊接性等級,則可將其歸類和分組。如未完成上述工作,可暫將分類號和組別號空缺。當(dāng)所焊接頭系異種材料相焊時(shí),則應(yīng)將所焊接頭兩種不同材料的牌號或標(biāo)準(zhǔn)號、分類號及組別號一并列出。(4)母材金屬的厚度范圍。這是指焊接工藝規(guī)程對接頭厚度的適用范圍。原則上應(yīng)按相應(yīng)焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,這主要取決于焊接工藝評定試板的厚度。如焊接工藝規(guī)程無需相應(yīng)的焊接工藝評定報(bào)告的支持,則母材金屬的厚度范圍可根據(jù)本企業(yè)所積累的焊接生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而定。(5)管件的直徑范圍。當(dāng)焊件由管材制成或管件與板材、型材組合成焊件時(shí),則應(yīng)標(biāo)出適用的管徑范圍。因?yàn)楣茏拥闹睆皆诤艽蟪潭壬嫌绊懡宇^的冷卻速度,也就直接影響到接頭的力學(xué)性能。(6)填充金屬。填充金屬包括藥皮焊條、實(shí)心焊絲、藥芯焊絲、焊帶、焊劑及可熔襯墊等。填充金屬一欄可按下列原則填寫: 焊條型號及牌號 當(dāng)采用已納入相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的焊條時(shí),可填寫該種焊條的標(biāo)準(zhǔn)型號和相對應(yīng)的焊條牌號。例如抗拉強(qiáng)度等級為500MPa的低氫鈉型焊條,其標(biāo)準(zhǔn)型號為E5015,相對應(yīng)的牌號為J507。我國現(xiàn)行的焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)對焊接填充材料未作分類和分組,故不必填寫分類號和分組號。當(dāng)采用美國ASME法規(guī)認(rèn)可,并納入AWS焊接材料標(biāo)準(zhǔn)的焊條時(shí),則應(yīng)填寫ASME法規(guī)規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號、型號及其所屬的“A”分類號和“F”組別號。例如:采用低氫型鐵粉碳鋼焊條,其標(biāo)準(zhǔn)型號為E7018,相對應(yīng)的ASME標(biāo)準(zhǔn)號為SFA-5.1,A類別號為1,F(xiàn)組別號為4。 當(dāng)采用未列入標(biāo)準(zhǔn)的焊條時(shí),除了寫明焊條的非標(biāo)準(zhǔn)牌號或代號外,還應(yīng)列出熔敷金屬的實(shí)際化學(xué)成分和力學(xué)性能。 氣體保護(hù)焊用焊絲 氣體保護(hù)焊用焊絲分熔化極氣體保護(hù)焊焊絲、鎢極氬弧焊填充焊絲和藥芯焊絲。這些焊絲已制訂相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)焊絲時(shí),可填寫國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的焊絲型號(牌號)。例如:500MPa 強(qiáng)度等級的氣體保護(hù)焊碳鋼焊絲的型號為ER50-6。 當(dāng)采用ASME法規(guī)或AWS焊絲標(biāo)準(zhǔn)所列的焊絲時(shí),應(yīng)寫明該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的焊絲標(biāo)準(zhǔn)號和牌號,同時(shí)還應(yīng)填寫其分類號。例如:抗拉強(qiáng)度為500MPa 級氣體保護(hù)焊碳鋼焊絲,其標(biāo)準(zhǔn)號為SFA5.18,焊絲牌號為ER70S-6。相應(yīng)的A分類號為1,F(xiàn)分組號為6。相同強(qiáng)度等級的氣體保護(hù)焊藥芯焊絲,其標(biāo)準(zhǔn)號為SFA5.20,焊絲牌號為E71T-1, 相應(yīng)的A分類號為1,F(xiàn)分組號為6。當(dāng)采用其他國家生產(chǎn)的焊絲時(shí),除了寫明該種焊絲的商品牌號外,還應(yīng)列出相對應(yīng)的AWS標(biāo)準(zhǔn)號和焊絲牌號,但不必注明其分類號。 當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)焊絲時(shí),除了寫明焊絲的非標(biāo)準(zhǔn)牌號和/或代號外,還應(yīng)列出焊絲的實(shí)際化學(xué)成分(焊絲進(jìn)廠復(fù)驗(yàn)結(jié)果)。 埋弧焊焊絲和焊劑 我國現(xiàn)行的埋弧焊焊絲和焊劑國家標(biāo)準(zhǔn),對于焊絲與焊劑的型號采用了組合表示法。例如HJ4A2-H08MnA,其含義是采用所列焊劑-焊絲組合埋弧焊時(shí),焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度415MPa,-20溫度下的沖擊韌度不低于27J。但這種表示方法未能反映出實(shí)際使用的焊劑商品牌號,不便于焊接操作工識(shí)別和生產(chǎn)管理。因此,在焊接工藝規(guī)程中,在填寫所用焊絲-焊劑標(biāo)準(zhǔn)型號的同時(shí),還應(yīng)寫明焊劑的商品牌號,如HJ431、HJ330、SJ301等。當(dāng)采用ASME法規(guī)或AWS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的埋弧焊焊劑和焊絲組合時(shí),則應(yīng)填寫ASME或AWS的標(biāo)準(zhǔn)號及焊劑-焊絲組合型號。例如:焊縫金屬抗拉強(qiáng)度為500MPa級碳鋼埋弧焊焊劑-焊絲組合表示方法為:SFA5.17、F7A4-EH14 (焊絲牌號相當(dāng)于我國H10Mn2焊絲)。其分類號為1,F(xiàn)分組號為6。 當(dāng)采用其他國家生產(chǎn)的埋弧焊焊劑和焊絲組合時(shí),除了寫明其商品牌號或代號外,還應(yīng)列出相對應(yīng)的AWS 標(biāo)準(zhǔn)型號和焊絲牌號,但不必注明其分類號。 填充金屬的規(guī)格 在填充金屬一欄中,還應(yīng)寫明所用各種填充材料的規(guī)格。其中藥皮焊條標(biāo)出焊條芯直徑,實(shí)芯焊絲、藥芯焊絲和鎢極標(biāo)出其外徑。焊帶標(biāo)出其寬度和厚度,焊劑應(yīng)標(biāo)出其顆粒度(有特殊要求時(shí)), 可熔襯墊應(yīng)注明全尺寸。 (7)保護(hù)氣體 各種氣體保護(hù)焊所用的保護(hù)氣體,應(yīng)按其保護(hù)焊接區(qū)的方式分別填寫。保護(hù)氣體通常分焊槍噴嘴保護(hù)氣體、拖罩保護(hù)氣體、焊縫背面成形氣體。在等離子弧焊中,還需加離子氣。目前在焊接生產(chǎn)中應(yīng)用的單一保護(hù)氣體有CO2、Ar、He、H2和N2等。最常用的混合氣體有:CO2 +Ar、CO2+O2+Ar、Ar+He、Ar+He+CO2、Ar+He+CO2+O2、Ar+H2、Ar+N2等。焊接某些金屬材料時(shí),成形氣體也可采用N2+H2。當(dāng)采用混合氣體時(shí),應(yīng)標(biāo)明氣體的混合比(體積分?jǐn)?shù)),如80% Ar與20%CO2混合的保護(hù)氣體,其正確的填寫方式應(yīng)為80%Ar+20%CO2。 保護(hù)氣體流量以L/min為單位。通常只填寫每種保護(hù)氣體的最低容許流量。為焊接工藝規(guī)程適用的工件厚度范圍較寬時(shí),則應(yīng)標(biāo)出保護(hù)氣體流量的合適范圍,由焊工按實(shí)際所焊焊件厚度合理選擇。 (8)預(yù)熱溫度和層間溫度 預(yù)熱溫度通常填寫所要求的最低預(yù)熱溫度。對于某些結(jié)構(gòu)材料,過高的預(yù)熱溫度可能會(huì)降低接頭的力學(xué)性能,則應(yīng)規(guī)定預(yù)熱溫度的范圍,即預(yù)熱溫度上限值應(yīng)加以限制。 層間溫度通常對于厚壁多層焊縫才作規(guī)定,薄板接頭單層焊或雙面單道焊,以及外形尺寸較小的焊件可不填寫層間溫度。對于冷裂和再熱裂紋較敏感的鋼材,應(yīng)規(guī)定最低容許的層間溫度;而對于熱敏感的材料,以及過高的層間溫度可能降低接頭力學(xué)性能的鋼材,則應(yīng)規(guī)定最高容許層間溫度,如奧氏體不銹鋼、鎳基合金和調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼厚壁接頭等。 (9)后熱和消氫處理溫度 在低合金高強(qiáng)度鋼厚壁接頭焊接時(shí),為防止延遲裂紋的形成,要求焊后保溫一段時(shí)間,則應(yīng)規(guī)定最低的保溫溫度和保溫時(shí)間。對于某些延遲裂紋傾向較高的合金鋼厚壁接頭,焊后保持預(yù)熱溫度往往還不能可靠地防止延遲裂紋的形成,則應(yīng)根據(jù)該種鋼材的焊接性和焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告,規(guī)定后熱溫度和后熱時(shí)間。對氫致延遲裂紋敏感,且接頭壁厚80mm的鋼材,還應(yīng)規(guī)定消氫處理溫度和保溫時(shí)間。 (10)焊接能量參數(shù) 對于各種常用的電弧焊工藝方法,在焊接能量參數(shù)一欄中,應(yīng)列出焊接電流種類、極性、焊接電流、焊接電壓及焊接速度的范圍。對于脈沖電弧焊,還應(yīng)列出脈沖頻率、峰值電流、基本電流及脈寬比等焊接參數(shù)。 對于電阻焊,除了規(guī)定焊接電流外,還應(yīng)列出通電時(shí)間和電極壓力或頂鍛力。在摩擦焊中,焊接能量參數(shù)應(yīng)包括焊件轉(zhuǎn)速、摩擦壓力、摩擦?xí)r間及頂鍛壓力等。 電子束焊的能量參數(shù)為加速電壓(kV)、電子束流(mA)及焊接速度(cm/min)。 激光焊接分為脈沖激光焊和連續(xù)激光焊。脈沖激光焊的能量參數(shù)為脈沖能量(J)和脈沖寬度(ms)。連續(xù)激光焊的能量參數(shù)是激光功率(kJ)、焊接速度(cm/min)和光斑直徑d。 填入焊接工藝規(guī)程的上述能量參數(shù)范圍,均不應(yīng)超過相應(yīng)焊接工藝評定報(bào)告和焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)的容許范圍。無需焊接工藝評定報(bào)告支持的焊接工藝規(guī)程,則可根據(jù)本企業(yè)的焊接工藝專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以及有關(guān)焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告規(guī)定能量參數(shù)的適用范圍。 對于厚壁多層焊接頭,尤其是采用兩種或兩種以上不同焊接工藝方法焊接,或各層焊道焊接能量參數(shù)差異較大的接頭,則應(yīng)單獨(dú)列表,填寫每種焊接工藝方法所焊各道焊縫的焊接能量參數(shù)適用范圍。 (11)焊后熱處理工藝參數(shù) 對于焊后需作熱處理的焊件,應(yīng)在焊后熱處理一欄中,寫明焊后熱處理工藝方法的名稱。如固溶處理,水調(diào)質(zhì)、正火、正火+回火、回火、消除應(yīng)力處理和時(shí)效處理等。并列出所要求的熱處理的溫度范圍和保溫時(shí)間范圍。對于熱處理過程升溫速度和降溫速度影響熱處理效果的材料和焊件,則應(yīng)注明所要求的升溫速度和降溫速度。 對于要求嚴(yán)格控制焊后熱處理溫度和保溫時(shí)間的焊件,除了規(guī)定熱處理溫度容許偏差外,還應(yīng)注明熱處理時(shí),焊件加熱溫度的實(shí)測方法及要求。如規(guī)定熱電偶在焊件上裝接的方法等。(12)焊接操作技術(shù) 焊接操作技術(shù)一欄應(yīng)列出焊接位置、焊接方向、焊接順序、運(yùn)條方式、焊絲擺動(dòng)參數(shù)、焊絲伸出長度、焊道層次、焊前清理和層間清理方法、焊縫背面清根方法、錘擊方法、焊件及焊槍傾角等。在大多數(shù)情況下,操作技術(shù)參數(shù)不是焊接工藝的重要參數(shù)。但對于某些焊件和焊接工藝方法,操作技術(shù)參數(shù)對焊接質(zhì)量仍起重要的作用。例如:正確的焊接順序可防止或減少焊件的變形;電渣焊時(shí)焊絲的擺動(dòng)參數(shù)對保證焊縫邊緣的良好熔合和焊道的成形起著決定性的作用。焊前和層間清理、焊縫背面清根方法,對消除焊縫的各種缺陷也相當(dāng)重要。某些操作參數(shù),如焊條電弧焊的運(yùn)條方式,對于熱敏感的鋼材,甚至可能影響接頭的力學(xué)性能。因此,操作技術(shù)一欄的各參數(shù)仍應(yīng)認(rèn)真填寫,可根據(jù)企業(yè)所積累的焊接生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)的工藝試驗(yàn)報(bào)告,規(guī)定適當(dāng)?shù)姆秶?。對于操作技術(shù)參數(shù)為重要參數(shù)的某些焊接工藝方法,如電渣焊、電子束焊、螺柱焊、摩擦焊、電阻焊和堆焊等,則應(yīng)根據(jù)相對應(yīng)的焊接工藝評定報(bào)告和有關(guān)的焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告確定其適用范圍。3.6 焊接工藝規(guī)程的適用性和局限性 焊接工藝規(guī)程是焊工、檢查人員和生產(chǎn)管理人員,在焊接生產(chǎn)中必須遵循的重要工藝文件之一。其按規(guī)定的程序?qū)徟?,分發(fā)到生產(chǎn)車間、裝焊生產(chǎn)班組、檢查站、便于有關(guān)人員遵照執(zhí)行。 如前所述,焊接工藝規(guī)程是以構(gòu)件的接頭為單位進(jìn)行編制的,但這并不意味著焊件的每個(gè)焊接接頭都有一份焊接工藝規(guī)程。即使是專用焊接工藝規(guī)程,也有它特定的適用范圍。在下節(jié)“焊接工藝評定的實(shí)施”中可知, 如采用相同的焊接工藝方法,同一類結(jié)構(gòu)材料和焊接材料,接頭厚度在規(guī)定的范圍內(nèi),其他各重要焊接參數(shù)也在規(guī)程容許的范圍之內(nèi),則該焊接工藝規(guī)程也適用于其他同類型的焊接接頭。焊接工藝規(guī)程在一定范圍內(nèi)的通用性,已為多年的焊接生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明是可行的。同時(shí)也符合工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的要求。當(dāng)然,標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程和通用焊接工藝規(guī)程則具有更寬的適用范圍,但也必須注意其限定的條件。 綜上所述,焊接工藝規(guī)程已成為任何焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)保證和控制產(chǎn)品焊接質(zhì)量的重要手段,但決不應(yīng)理解為唯一的舉措。特別是對于制造大、中型焊接結(jié)構(gòu)的企業(yè),只憑借焊接工藝規(guī)程去指導(dǎo)焊工施焊產(chǎn)品接頭,以期焊制出質(zhì)量完全符合產(chǎn)品制造技術(shù)條件或制造法規(guī)要求的焊接構(gòu)件,那是很難做到的。應(yīng)當(dāng)看到,焊接工藝規(guī)程只是以填表的方式,用極其簡略的詞句和數(shù)字,闡明該種接頭施焊時(shí)應(yīng)使用的重要焊接參數(shù)和次要焊接參數(shù)。即使將標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的所有焊接參數(shù)全部填滿,也不能包括了焊接工藝的全部內(nèi)容。為持續(xù)穩(wěn)定地焊制質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和制造法規(guī)要求的焊接構(gòu)件, 除了按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)一批技能熟練,并取得資格證書的焊工和焊接操作工外,還應(yīng)編制必要的、其內(nèi)容更詳細(xì)、更全面的焊接工藝文件,如焊接工藝專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它對本企業(yè)的焊工具有更普遍的指導(dǎo)作用。可使焊工更確切地理解焊接工藝規(guī)程的內(nèi)容,更自覺地執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。4 焊接工藝評定4.1 焊接工藝評定的定義 焊接工藝評定是通過焊接試板接頭試樣的力學(xué)性能和其他性能的檢驗(yàn), 證實(shí)焊接工藝規(guī)程正確性和合理性的一種程序。每家焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)都應(yīng)遵照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、制造規(guī)程或國際通用的制造法規(guī),如美國ASME鍋爐與壓力容器法規(guī)和AWS D1.1鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)等,自行組織并完成焊接工藝評定工作。鑒于焊接工藝評定的另一項(xiàng)重要功能是借以鑒定生產(chǎn)企業(yè)焊制合格產(chǎn)品的能力,故上列規(guī)程和法規(guī)都不準(zhǔn)許生產(chǎn)企業(yè)將焊接工藝評定的關(guān)鍵工作,如焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書的編制、評定試板的焊接等委托其他單位去完成。但如果生產(chǎn)企業(yè)因加工設(shè)備或檢測手段不完備,可將試板的下料、坡口加工、試板接頭的無損檢測、試板的取樣和加工、接頭試樣力學(xué)性能試驗(yàn)及其他性能的檢驗(yàn)等,委托其他單位完成。但生產(chǎn)企業(yè)仍應(yīng)對焊接工藝評定的全過程及試板的檢驗(yàn)結(jié)果負(fù)全部責(zé)任。4.2 焊接工藝評定的依據(jù) 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)可按所生產(chǎn)的產(chǎn)品類型,分別遵照下列國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、制造規(guī)程或國際通用制造法規(guī)完成焊接工藝評定工作。 1)GB/T 19866-2005焊接工藝規(guī)程及評定的一般原則; 2)GB/T 19868.1-2005基于試驗(yàn)焊接材料的工藝評定; 3)GB/T 19868.2-2005基于焊接經(jīng)驗(yàn)的工藝評定; 4)GB/T 19868.3-2005基于標(biāo)準(zhǔn)焊接規(guī)程的工藝評定; 5)GB/T 19868.4-2005基于預(yù)生產(chǎn)焊接試驗(yàn)的工藝評定; 6)GB/T 19869.1-2005鋼、鎳及鎳合金的焊接工藝評定; 7)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 1996; 8)JB 4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定; 9)蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 1999; 10)鋼質(zhì)海船入級與建造規(guī)范,第6分冊,第8篇 焊接 1999; 11)JGJ81-2002建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程; 12)ASME鍋爐與壓力容器法規(guī),2007第IX卷,焊接與釬焊技術(shù)評定; 13)AWS B2.1:2005焊接工藝評定和焊工技能考核。4.3 焊接工藝評定的工作程序 焊接工藝評定的工作程序,主要按焊接結(jié)構(gòu)的類型和質(zhì)量等級而定。以大型焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)為例,焊接工藝評定的基本工作程序如下:4.3.1 焊接工藝評定的立項(xiàng) 焊接工藝評定的立項(xiàng)可分以下幾種情況:4.3.1.1 按產(chǎn)品或部件焊接工藝方案立項(xiàng)。對于新產(chǎn)品和新結(jié)構(gòu),通常要求編制焊接工藝方案。其中包括該新產(chǎn)品投產(chǎn)前需完成的焊接工藝評定項(xiàng)目。焊接工藝方案經(jīng)審批后,所列的焊接工藝評定項(xiàng)目即可列入工作計(jì)劃。4.3.1.2 按新產(chǎn)品或老產(chǎn)品改型施工圖樣立項(xiàng)。對于老產(chǎn)品改型,或結(jié)構(gòu)類似而工作參數(shù)不同的新產(chǎn)品,因無需編制焊接工藝方案,可直接按新設(shè)計(jì)的施工圖樣,根據(jù)所采用的新結(jié)構(gòu)材料、新焊接工藝方法和焊接接頭壁厚范圍,提出焊接工藝評定項(xiàng)目。4.3.1.3 按產(chǎn)品焊接工藝的重大更改立項(xiàng)。在產(chǎn)品的制造過程中,可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)材料和焊接工藝的重大更改, 這必然會(huì)涉及到焊接工藝重要參數(shù)的變更。因此,需補(bǔ)作相應(yīng)的焊接工藝評定。4.3.2 焊接工藝評定任務(wù)書的編制 焊接工藝評定立項(xiàng)后,通過審批程序,即可按施工圖樣和產(chǎn)品制造技術(shù)條件的要求,編制焊接工藝評定任務(wù)書。其內(nèi)容應(yīng)包括:產(chǎn)品訂貨號、部件名稱、接頭型式、母材金屬牌號及規(guī)格,焊接材料牌號及規(guī)格、擬采用的焊接工藝方法,對接頭力學(xué)性能或其他性能的要求、檢驗(yàn)項(xiàng)目和合格標(biāo)準(zhǔn)等。為減少工作量,任務(wù)書可制成表格形式。表2列出一種推薦格式。焊接工藝評定任務(wù)書按規(guī)定程序?qū)徟?,下達(dá)給責(zé)任焊接工程師,編制焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書。4.3.3 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書的編制 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書可按焊接工藝評定任務(wù)書列出的接頭原始條件和技術(shù)要求進(jìn)行編制。該設(shè)計(jì)書實(shí)際上是焊接工藝規(guī)程的初稿。設(shè)計(jì)書的格式與焊接工藝規(guī)程相似,但可相對簡化。原則上,在設(shè)計(jì)書中只要求填寫所評定的重要焊接工藝參數(shù),而次要焊接工藝參數(shù),尤其是操作技術(shù)參數(shù)可列,也可不列,由編制者自行決定。但為便于編寫正式的焊接工藝規(guī)程,大多數(shù)焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書,都列出了次要的焊接工藝參數(shù),特別是那些對焊接質(zhì)量有較大影響的次要參數(shù)。焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書的典型格式示于表3,以資參考。4.3.4 焊接工藝評定試驗(yàn)執(zhí)行計(jì)劃的編制 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書審批通過后, 由焊接工藝部門計(jì)劃員按工廠技術(shù)準(zhǔn)備進(jìn)度要求,編制焊接工藝評定試驗(yàn)執(zhí)行計(jì)劃。其內(nèi)容應(yīng)包括:為按時(shí)完成所列焊接工藝評定試驗(yàn)的全部工作, 從試板備料、坡口加工、試板組焊、焊后熱處理、無損檢測和試樣的理化檢驗(yàn)等工作步驟,規(guī)定要求的計(jì)劃進(jìn)度、費(fèi)用預(yù)算、負(fù)責(zé)單位、協(xié)作單位及人員分工與要求等。 執(zhí)行計(jì)劃按規(guī)定程序?qū)徟笊? 并作為工作進(jìn)度的考核依據(jù)。4.3.5 工藝評定試板的焊接 工藝評定試板的焊接,應(yīng)由經(jīng)考試合格的熟練焊工擔(dān)任,并嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)書規(guī)定的各焊接參數(shù)進(jìn)行焊接。負(fù)責(zé)焊接工藝評定試驗(yàn)的工程師,應(yīng)監(jiān)視試板的焊接過程,并記錄實(shí)測的重要焊接參數(shù),而次要焊接參數(shù)一般可不作記錄。如試板要求作焊后熱處理,則應(yīng)記錄熱處理過程中,試板的實(shí)際加熱溫度和保溫時(shí)間。如所使用的熱處理設(shè)備裝有溫度自動(dòng)記錄儀,則應(yīng)將實(shí)測溫度記錄紙保存好,并加注該焊接工藝評定試驗(yàn)編號, 便于檢索。4.3.6 焊接工藝評定試板的檢驗(yàn) 焊接工藝評定試板原則上不必作無損檢測。試板可在焊接后,或經(jīng)焊后熱處理直接取樣。但需注意,某些焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定試板焊后需作無損檢測。 焊接工藝評定試板的檢驗(yàn)項(xiàng)目,按接頭的類別原則規(guī)定如下: 1)開坡口對接接頭(包括直邊對接接頭)。檢驗(yàn)項(xiàng)目有拉伸和彎曲試驗(yàn)。彎曲試樣分橫向和縱向兩種。橫向彎曲試樣分面彎和背彎。當(dāng)接頭厚度大于10mm時(shí),可用側(cè)彎代替面彎和背彎??v向彎曲試板也分面彎和背彎。異種鋼接頭或焊縫金屬的強(qiáng)度與母材金屬相差較大的接頭應(yīng)取縱向彎曲試樣。 如產(chǎn)品制造規(guī)程或焊接技術(shù)條件要求焊接接頭作沖擊韌度試驗(yàn),則焊接工藝評定試板應(yīng)取焊縫金屬和熱影響區(qū)沖擊試樣。 2)角接接頭。角接接頭原則上只作橫剖面的宏觀檢查。 3)電阻焊接頭。電阻焊接頭應(yīng)作焊縫橫剖面的宏觀檢查、剪切試驗(yàn)和剝離試驗(yàn)。 4)螺柱焊接頭。螺柱焊接頭應(yīng)作焊縫錘擊或彎曲試驗(yàn),扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)或拉伸試驗(yàn),以及螺柱接頭橫剖面的宏觀金相試驗(yàn)。 5)耐蝕堆焊層。耐蝕堆焊層應(yīng)作表面著色檢測,彎曲試驗(yàn)及堆焊層的化學(xué)成分分析。 6)耐磨堆焊層。耐磨堆焊層應(yīng)作表面著色檢測、硬度測定、耐磨堆焊層接頭橫剖面宏觀金相檢查,以及堆焊層的化學(xué)成分分析。4.3.7 焊接工藝評定報(bào)告的填報(bào) 按試板接頭的類型完成上列所要求的試驗(yàn)項(xiàng)目,且試驗(yàn)結(jié)果全部合格后,即可編寫焊接工藝評定報(bào)告。報(bào)告的推薦格式示于表4。焊接工藝評定報(bào)告的內(nèi)容大體上分成兩大部分:第一部分是記錄焊接工藝評定試驗(yàn)的條件,包括試板材料牌號、類別號、接頭型式、焊接位置、焊接材料、保護(hù)氣體、預(yù)熱溫度、焊接能量參數(shù)和焊后熱處理工藝參數(shù)等;第二部分是如實(shí)記錄各項(xiàng)檢驗(yàn)的結(jié)果,分別列出拉伸、彎曲、沖擊、硬度、宏觀金相、著色檢測及化學(xué)成分分析結(jié)果等。4.4.2 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝評定規(guī)則 近年來,我國鋼結(jié)構(gòu)正在向大型化、重型化、全焊承載結(jié)構(gòu)發(fā)展,對焊接質(zhì)量的要求越來越高。GB50205- 95鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范明確規(guī)定施工單位對其首次采用的鋼材,焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定,并應(yīng)根據(jù)評定報(bào)告確定焊接工藝。焊接工藝評定應(yīng)按國家現(xiàn)行的“建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程”和“鋼制壓力容器焊接工藝評定”的規(guī)定進(jìn)行,但迄今,我國尚未為鋼結(jié)構(gòu)制定專用的焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)。由于壓力容器的工作條件和焊接技術(shù)要求與鋼結(jié)構(gòu)有較大的差別,引用鋼制壓力容器焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)有些牽強(qiáng), 執(zhí)行過程中也存在不少問題。但實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,在鋼結(jié)構(gòu)元件、組件和部件投產(chǎn)之前,以及整體組焊之前, 完成相應(yīng)的焊接工藝評定的確是十分必要的。在美國,早在1928年AWS就編制出版了“建筑結(jié)構(gòu)熔焊和氣割法規(guī)”。以后幾經(jīng)修改、演變成了包括動(dòng)載結(jié)構(gòu)在內(nèi)的AWSD1.1“鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)”,其中詳細(xì)地規(guī)定了焊接工藝評定規(guī)則。下面主要介紹該法規(guī)2006 版的有關(guān)規(guī)定。 按照AWS鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī),適用的焊接工藝規(guī)程分為兩大類:一類是可免作評定的焊接工藝規(guī)程,亦可稱其為標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程。意即,只要焊接工藝規(guī)程的各項(xiàng)內(nèi)容均在法規(guī)規(guī)定的范圍之內(nèi),則可免作焊接工藝評定試驗(yàn)。編成后可直接用于指導(dǎo)焊工施焊產(chǎn)品焊縫,另一類焊接工藝規(guī)程,必須按法規(guī)的有關(guān)規(guī)定作焊接工藝評定試驗(yàn),以驗(yàn)證其正確性和可行性。這類焊接工藝規(guī)程的各重要參數(shù),只要有其中一項(xiàng)超出了法規(guī)容許的范圍,則必須重做焊接工藝評定。4.4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程的限定條件。準(zhǔn)備采用標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè),首先必須完全貫徹執(zhí)行AWS鋼結(jié)構(gòu)法規(guī)的所有條款,同時(shí)應(yīng)特別注意下列限定條件: 1)焊接工藝方法??梢悦庾骱附庸に囋u定的通用焊接工藝方法有:焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊(短路過渡焊接法除外),以及藥芯焊絲電弧焊。 2)母材金屬和填充金屬。如所制造的鋼結(jié)構(gòu)采用表10所列52種牌號鋼材,和與其相匹配的標(biāo)準(zhǔn)焊接填充金屬,則可免作焊接工藝評定。這些鋼材的抗拉強(qiáng)范圍為310620MPa,基本上可滿足各種鋼結(jié)構(gòu)的需要。所列鋼號均符合美國ASTM鋼材標(biāo)準(zhǔn)。相匹配的焊接填充金屬均為美國AWS相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接材料,其標(biāo)準(zhǔn)編號為AWS A5.1和A5.5焊條電弧焊藥皮焊條;AWS A5.17和A5.23埋弧焊焊劑和焊絲;AWS A5.18氣體保護(hù)焊焊絲;AWS A5.20和A5.29藥芯焊絲等。3)最低預(yù)熱溫度和層間溫度。標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程規(guī)定的預(yù)熱溫度和層間溫度。應(yīng)按鋼號和接頭厚度符合表11的要求。對于鋼結(jié)構(gòu)來說,預(yù)熱主要為了防止冷裂的形成,而不必考慮對接頭力學(xué)性能的影響。如接頭由兩種合金成分不同的鋼材組成,則應(yīng)取其中較高的預(yù)熱溫度。對于單層開坡口焊縫,或角焊縫的平列焊絲多絲埋弧焊,最低預(yù)熱溫度和層間溫度可按熱影響區(qū)最高硬度來確定。對于最低抗拉強(qiáng)度不大于415 MPa的鋼材,熱影響區(qū)的最高硬度應(yīng)不大于225HV,對于最低抗拉強(qiáng)度大于415MPa,但不超過485MPa的鋼材,最高硬度不應(yīng)超過280HV。按照硬度測定結(jié)果確定的預(yù)熱溫度,應(yīng)得到授權(quán)焊接工程師的認(rèn)可。 4)焊接能量參數(shù)。焊接電流、電弧電壓及焊接速度等能量參數(shù)應(yīng)在已評定合格的焊接工藝規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)。其中最大容許的焊接電流,對于焊條電弧焊,熔化極氣體保護(hù)焊及藥芯焊絲電弧焊,不應(yīng)超過焊條或焊絲制造廠推薦的焊接電流范圍。對于單絲埋弧焊、角焊縫的最大焊接電流, 不應(yīng)超過1000A;開坡口焊縫根部焊道和填充層焊道的最大焊接電流不應(yīng)超過600A。對于并列焊絲埋弧焊、角焊縫、留間隙或不留間隙開坡口焊縫根部焊道,以及開坡口焊縫的填充層焊道,最大焊接電流相應(yīng)為1200A、700A、900A及1200A。開坡口焊縫蓋面層焊道和多絲埋弧焊的焊接電流可不加限制。 除了限制焊接電流外,對于各種焊接工藝方法,焊接位置和接頭型式, 容許采用的最大焊條芯直徑和焊絲直徑列于表12。 5)坡口和焊縫尺寸。免作評定的焊接工藝規(guī)程中,所采用的開坡口局部焊透和全焊透的焊接接頭外形尺寸, 必須符合該法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。其中,按焊接工藝方法,焊接位置及接頭型式,詳細(xì)列出了坡口型式、尺寸、允差,以及最大和最小的焊縫尺寸。表13和表14列示其典型示例。局部焊透單V形或雙V形、單面斜坡口、丁形和U形坡口焊縫的最小焊縫尺寸,應(yīng)符合表15的規(guī)定。5)坡口和焊縫尺寸。免作評定的焊接工藝規(guī)程中,所采用的開坡口局部焊透和全焊透的焊接接頭外形尺寸, 必須符合該法規(guī)的有關(guān)規(guī)定。其中,按焊接工藝方法,焊接位置及接頭型式,詳細(xì)列出了坡口型式、尺寸、允差,以及最大和最小的焊縫尺寸。表13和表14列示其典型示例。局部焊透單V形或雙V形、單面斜坡口、丁形和U形坡口焊縫的最小焊縫尺寸,應(yīng)符合表15的規(guī)定。4.4.2.2 焊接工藝評定規(guī)則。美國鋼結(jié)構(gòu)焊接法規(guī)中關(guān)于焊接工藝評定制定了如下規(guī)則:除了該法規(guī)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程外,如下列焊接工藝重要參數(shù)的變化超出了以下容許的范圍,則該焊接工藝規(guī)程需作工藝評定試驗(yàn)。 1)焊接工藝方法。法規(guī)容許鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中采用下列各種焊接方法:焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、鎢極氬弧焊、藥芯焊絲電弧焊、電渣焊和氣電立焊等。從一種焊接工藝方法改用另一種焊接工藝方法,或每種焊接工藝方法的重要參數(shù)的變化超過了已評定合格的范圍,則需對該焊接工藝規(guī)程作焊接工藝評定。 2)母材金屬。如鋼結(jié)構(gòu)焊接部件所用的母材金屬不是法規(guī)已認(rèn)可的材料,即采用了未列入表10的鋼材,則用于焊接該種鋼材的焊接工藝規(guī)程需作焊接工藝評定。 3)焊接填充金屬和電極。焊接填充金屬和電極發(fā)生下列變化時(shí),應(yīng)作焊接工藝評定: 焊接填充金屬強(qiáng)度級別的提高; 從低氫型焊條改成高氫型焊條; 從標(biāo)準(zhǔn)焊接填充金屬,改用非標(biāo)準(zhǔn)焊條、焊絲或焊絲焊劑的組合; 在鎢極氬弧焊中,增加或取消填充絲;從添加冷絲改成添加熱絲,或反之,鎢極直徑的變動(dòng)或采用非標(biāo)準(zhǔn)鎢極; 在埋弧焊中,添加或取消附加鐵合金粉末,或粒狀填充金屬、或焊絲段、或增加其添加量。采用合金焊劑時(shí),焊絲直徑的變動(dòng); 在各種機(jī)械化和自動(dòng)化焊接法中,焊絲數(shù)目的變化; 在電渣焊和氣電立焊中,填充金屬或熔嘴金屬成分的重要變化。熔池?fù)醢鍙慕饘傩透某煞墙饘傩?,或反之;從可熔擋板改成不可熔擋板,或反之。?shí)心非熔擋板任何橫截面尺寸或面積的縮減量大于原用擋板的25%。實(shí)心的非熔擋板改為水冷擋板,或反之。熔嘴金屬芯橫截面的變量大于已評定值的30%。添加焊劑方式的改變, 例如由藥芯改為磁性焊絲,或外加焊劑。焊劑成分,包括熔嘴涂料成分的改變,焊劑配料成分的變化,大于已評定焊劑成分的30%。 4)預(yù)熱溫度和層間溫度。焊件的最低預(yù)熱溫度和層間溫度,如低于表11的規(guī)定,則應(yīng)做焊接工藝評定試驗(yàn), 具體焊接工藝方法規(guī)定如下:對于焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊及藥芯焊絲電弧焊,預(yù)熱溫度不得比規(guī)定值低14;對于鎢極氬弧焊不得比規(guī)定值低55;對于要求缺口沖擊韌度的焊接接頭,層間溫度不應(yīng)比規(guī)定值高55以上。 5)焊接電參數(shù)。重要的焊接電參數(shù)包括:焊接電流、電流種類和極性、熔滴過渡型式、電弧電壓、送絲速度、焊接速度和熱輸入量。這些參數(shù)的變量如超過下列容許極限,則應(yīng)作焊接工藝評定試驗(yàn): 對于焊條電弧焊,每種直徑焊條的焊接電流不應(yīng)超過焊條制造廠所推薦的上限值(見焊條說明書); 對于埋弧焊,熔化極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲電弧焊,焊接電參數(shù)不應(yīng)超過已評定值的10%; 對于鎢極氬弧焊,焊接電參數(shù)不應(yīng)超過已評定值的25%; 埋弧焊中,當(dāng)使用合金焊劑或焊接淬火、回火調(diào)質(zhì)鋼時(shí),電流種類和極性的變化; 熔化極氣體保護(hù)焊時(shí),熔滴過渡型式的變化; 電弧電壓的變量,對于焊條電弧焊不應(yīng)超過焊條制造廠推薦的上限值(見焊條說明書);對于埋弧焊,熔化極氣體保護(hù)焊,不應(yīng)超過已評定值的7%;對于鎢極氬弧焊,不應(yīng)超過已評定值的25%; 對于各種機(jī)械化焊接方法,送絲速度不應(yīng)大于已評定值的10%; 焊接速度的變量,對于埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊和鎢極氬弧焊,在不要求控制熱輸入量的情況下,相應(yīng)不得超過已評定值的15%、25%和50%。當(dāng)要求控制熱輸入量時(shí),熱輸入量的增量不應(yīng)超過已評定值的10%。對于電渣焊和氣電立焊,焊接電流的變量不應(yīng)超過已評定值的20%,電壓變量不應(yīng)大于10%,焊接速度的變量不大于20%。 6)焊接保護(hù)氣。在各種氣體保護(hù)焊中,保護(hù)氣體發(fā)生如下變化,應(yīng)看作重要參數(shù): 保護(hù)氣體從一種氣體改用另一種氣體; 保護(hù)氣體從單一保護(hù)氣體改用混合氣體,或改變混合氣體的配比; 取消氣體保護(hù),或使用非標(biāo)準(zhǔn)氣體; 對于熔化極氣體保護(hù)焊,藥芯焊絲電弧焊和鎢極氬弧焊,保護(hù)氣體總流量相應(yīng)增加20%、25%以上和50%, 或相應(yīng)減少10%、10%以上和20%; 對于氣電立焊,保護(hù)氣體總流量變化的容限為25%。采用混合氣體時(shí),任一種氣體的混合比的變化大于總流量的5%。 7)焊后熱處理。焊后熱處理發(fā)生以下變化,需作焊接工藝評定。 對于常用弧焊方法焊接的接頭, 增加或取消焊后熱處理; 對于電渣焊和氣電立焊接頭,改變焊后熱處理的加熱溫度范圍及保溫時(shí)間。 8)坡口型式和尺寸。焊接接頭坡口型式和尺寸發(fā)生下列變化,則需作焊接工藝評定試驗(yàn): 焊接坡口型式的改變,例如:從單V形坡口改成雙V形坡口;從直邊對接改成開坡口對接; 坡口的截面積變量,大于已評定值的25%;坡口尺寸的變化,如坡口角減小,間隙減小和鈍邊增加超過了法規(guī)規(guī)定的限值; 取消背面襯墊。 全焊透開坡口接頭的焊接工藝評定適用于所有標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程所采用的各種坡口,包括局部焊透開坡口的各種接頭型式。 9)焊接位置。焊接工藝評定試驗(yàn)的焊接位置,分為平焊、立焊、橫焊和仰焊。焊接工藝評定試驗(yàn)的焊接位置,只適用于相對應(yīng)的產(chǎn)品焊縫的焊接位置。從一種焊接位置改成另一種焊接位置,需作焊接工藝評定。電渣焊和氣電立焊時(shí),接頭垂直度的偏差不應(yīng)大于10。焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊立焊時(shí),焊接方向從向上立焊改成向下立焊,或反之,亦應(yīng)看作是重要參數(shù)。 10)母

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