焊接工藝評(píng)定JB4708-2000課件

1、材料成型工程綜合試驗(yàn)材料成型工程綜合試驗(yàn) 第三章第三章 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn) 第一節(jié)第一節(jié) 焊接工藝評(píng)定的概念及其目的焊接工藝評(píng)定的概念及其目的一、焊接工藝評(píng)定的概念一、焊接工藝評(píng)定的概念 根據(jù)JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定： 定義：為驗(yàn)證所擬訂的焊件的焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)，稱為焊接工藝評(píng)定。二、焊接工藝評(píng)定的目的二、焊接工藝評(píng)定的目的1、驗(yàn)證施焊單位擬訂的焊接工藝是否正確。2、評(píng)價(jià)施工單位能否焊出符合有關(guān)要求的焊接接頭。待評(píng)的焊接工藝由施工單位擬訂。試件要由施工本單位技能熟練的焊接人員施焊。試件要利用施工本單位的焊接設(shè)備施焊。三、焊接

2、工藝評(píng)定的依據(jù)三、焊接工藝評(píng)定的依據(jù) 主要依據(jù)是有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)舉例：美國(guó)ASME鍋爐壓力容器規(guī)范中的第卷“焊接及釬焊評(píng)定”；日本JISB8285-1993壓力容器焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)；英國(guó)BS4870焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)；德國(guó)勞埃德船建法規(guī)中關(guān)于船體結(jié)構(gòu)焊接工藝評(píng)定的規(guī)定等。 我國(guó)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)舉例：JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定；JB4420-1989鍋爐焊接工藝評(píng)定；JB/T6963-1993鋼制件熔化焊工藝評(píng)定；JB/T6315-1992汽輪機(jī)焊接工藝評(píng)定等。第二節(jié)第二節(jié) 焊接工藝評(píng)定的規(guī)則焊接工藝評(píng)定的規(guī)則 制定焊接工藝評(píng)定規(guī)則的目的：制定焊接工藝評(píng)定規(guī)則的目的：防止漏評(píng)；

3、盡量減少不必要的評(píng)定。 以鋼制壓力容器為例，在標(biāo)準(zhǔn)中作了以下規(guī)定： 一、對(duì)須評(píng)焊縫的規(guī)定一、對(duì)須評(píng)焊縫的規(guī)定 鋼制壓力容器中有五種焊縫必須評(píng)定： 1、受壓元件焊縫； 受壓元件包括：封頭（或端蓋）、筒體、人孔蓋、 人孔法蘭、人孔接管、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)圈、球罐的球殼板等。 2、與受壓元件相焊的焊縫； 3、熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫 4、受壓元件母材表面的堆焊、 補(bǔ)焊； 5、上述焊縫的返修焊縫。 二、對(duì)母材之間替代關(guān)系的規(guī)定二、對(duì)母材之間替代關(guān)系的規(guī)定 按照化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接性能的相近程度進(jìn)行分類分組，比較相近的歸為一類，更為相近的歸為一組。 表3-1 鋼號(hào)分類組表類別號(hào)組別號(hào)鋼號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)II-1Q2

4、35-AFGB/T912,GB/T3274Q235-AGB/T912,GB/T3274Q235-BGB/T912,GB/T3274Q235-CGB/T912,GB/T327410GB3087,GB6479,GB/T8163,GB994820GB3087,GB/T8163,GB9948,JB472620GGB5310,GB647920gGB71320RGB6654類別號(hào)組別號(hào)鋼號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)IIII-116MnGB6479,JB472616MnRGB6654II-215MnNbRGB665415MnVRGB665420MnMoJB472610MoWVNbGB6479IIIIII-113MnNiMo

5、NbRGB665418MnMoNbRGB665420MnMoNbJB4726III-207MnCrMoVRGB150IVIV-112CrMoGB6479,GB994812CrMoGGB531015CrMoGB6479,GB9948,JB472615CrMoRGB665415CrMoGGB531014Cr1MoJB4726 類別號(hào)組別號(hào)鋼號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)IVIV-114Cr1MoRGB15012Cr1MoVJB472612Cr1MoVGGB5310IV-212Cr2MoGB647912Cr2Mo1JB472612Cr2Mo1RGB15012Cr2MoGGB5310VV-11Cr5MoGB6479,J

6、B4726VIVI-109MnDGB15009MnNiDJB472709MnNiDRGB3531VI-216MnDJB472716MnDRGB353115MnNiDRGB3531 1 1、組別評(píng)定規(guī)則、組別評(píng)定規(guī)則在同類同組的母材中，只要其中一種評(píng)定合格，該工藝適用于同組別號(hào)的其它母材。在同類別號(hào)中、高組別號(hào)母材的評(píng)定適用于該組別號(hào)母材與低組別號(hào)母材所組成的焊接接頭。組別號(hào)為 VI-2母材的評(píng)定適用于組別號(hào)為II-1的母材。2 2、類別評(píng)定規(guī)則、類別評(píng)定規(guī)則類別號(hào)為II（或組別號(hào)為VI-1、VI-2）的同鋼號(hào)母材的評(píng)定適用于該類別號(hào)（或該組別號(hào)）母材與類別號(hào)為I的母材所組成的焊接接頭。 三、對(duì)

7、試件厚度有效適用范圍的規(guī)定三、對(duì)試件厚度有效適用范圍的規(guī)定 1.試件母材為IV-2組 和b下限植大于540MPa級(jí)的低合金鋼，按表3-2和表3-3中的規(guī)定。 表3-2 試件厚度適用于焊件厚度有效范圍 試件母材厚度T適用于焊件母材厚度的有效范圍最小值最大值T1.5T2T1.5T81.52T，且不大于12T80.75T1.5T試件焊縫金屬厚度t適用于焊件焊縫金屬厚度的有效范圍最小值最大值t1.5不限2t1.5t8不限2t，且不大于12t8不限1.5t注：t指同一種焊接方法（或焊接工藝）在試件上所熔敷的焊縫金屬厚度。表33試件焊縫厚度適用于焊件焊縫厚度的有效范圍2.其它母材，按表3-4、3-5的規(guī)定

8、 表3-4 試件厚度適用于焊件厚度的有效范圍（橫彎） 表3-5 試件厚度試用于焊件厚度的有效范圍(縱彎）試件母材厚度T適用于焊件母材厚度的有效范圍適用于焊件焊縫金屬厚度的有效范圍最小值最大值最小值最大值T1.5T2T不限2t1.5T101.52T不限2t10T3852T不限2t385200*不限2t（t20）385200*不限200*（t20）*限用于焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊的多道焊。試件母材厚度T適用于焊件母材厚度的有效范圍適用于焊件焊縫金屬厚度的有效范圍最小值最大值最小值最大值1.5T2T不限2t1.5T101.52T不限2t1052T不限2t四、對(duì)焊接工藝因素

9、的分類及分析四、對(duì)焊接工藝因素的分類及分析1 1、焊接工藝因素的分類、焊接工藝因素的分類 （1）重要因素：影響焊接接頭抗拉強(qiáng)度和彎曲性能的焊接工藝因素，例如，焊接方法、焊接材料等。 （2）補(bǔ)加因素：影響焊接接頭沖擊韌度的焊接工藝因素，如熱輸入，電流種類等。 （3）次要因素：對(duì)要求測(cè)定的力學(xué)性能無(wú)明顯影響的焊接工藝因素，如坡口形式 、坡口根部間隙等。2 2、對(duì)各種工藝因素的分析、對(duì)各種工藝因素的分析 （1）焊接方法 改變焊接方法需重新評(píng)定； 當(dāng)同一條焊縫使用兩種或兩種以上焊接方法（或焊接工藝）時(shí)，可采用組合評(píng)定和分別評(píng)定兩種方法。例如，有一焊件、材質(zhì)為例如，有一焊件、材質(zhì)為16M16Mn nR

10、R，焊接接頭有沖擊韌，焊接接頭有沖擊韌度要求，用三種焊接方法焊成，如何評(píng)定度要求，用三種焊接方法焊成，如何評(píng)定？ 第一種方法：組合評(píng)定法第一種方法：組合評(píng)定法 表3-6 適用于焊件厚度的有效范圍 母 材焊 縫 金 屬最小值最大值最小值最大值埋弧焊1540不限20焊條電弧焊1540不限12氬弧焊1540不限8第二種方法：分別評(píng)定法第二種方法：分別評(píng)定法見(jiàn)下圖： 表3-7 適用于焊件厚度的有效范圍 母 材焊 縫 金 屬最小值最大值最小值最大值埋弧焊1540不限40焊條電弧焊1540不限20氬弧焊1540不限10（2 2）焊縫形式）焊縫形式 焊接接頭形式包括：對(duì)接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、

11、角接接頭、鎖底接頭、端接接頭等。 焊縫形式有：對(duì)接焊縫、角焊縫、端接焊縫等。 對(duì)接接頭 T形接頭 角接接頭 鎖底接頭 角接接頭 T形接頭 搭接接頭 對(duì)接接頭 對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫 角焊縫 角焊縫 角焊縫 角焊縫 由于任何接頭都是由焊縫連接而成，同一種焊縫可以連接不同的接頭,因此，焊接工藝評(píng)定時(shí)考察的對(duì)象是“焊縫”，而不是焊接接頭。規(guī)定：對(duì)接焊縫的試件評(píng)定合格的工藝亦適用于焊件角焊縫；板材對(duì)接焊縫試件評(píng)定合格的工藝亦適用于管材的對(duì)接焊縫，反之亦可。管與板角焊縫評(píng)定合格的工藝亦適用于板材的角焊縫，反之亦可。坡口形式、坡口根部間隙等一般為次要因素。 板材對(duì)接焊縫試件 管材對(duì)接焊縫試

12、件 板材角焊縫試件 管與 板角焊縫試件 上圖為對(duì)接焊縫試件 上圖為角焊縫試件 （3 3）填充材料）填充材料 包括：焊條、焊絲、焊劑和附加的填充金屬等。均是重要因素。（4 4）焊接位置）焊接位置 包括：平焊、橫焊、立焊、仰焊等，通常情況下都是次要因素。只有將位置改變?yōu)橄蛏狭⒑笗r(shí)，為補(bǔ)加因素。（5 5）預(yù)熱）預(yù)熱 包括：預(yù)熱和不預(yù)熱.由預(yù)熱改變?yōu)椴活A(yù)熱，或預(yù)熱溫度降低50攝氏度以上時(shí)，需要重新評(píng)定。（6 6）氣體）氣體 包括：可燃?xì)怏w（例如乙炔、丙烷等）和保護(hù)氣體（例如CO2，氬氣等）均為重要因素。 （7 7）焊后熱處理）焊后熱處理 包括：不進(jìn)行熱處理和焊后進(jìn)行熱處理（例如正火、高溫回火、固溶處理

13、等），改變熱處理方式或改為不進(jìn)行熱處理，均需要重新評(píng)定。（8 8）電特性）電特性 包括：熱輸入、電源種類、極性、鎢極種類或直徑等。熱輸入E=36UgIg/V（J/CM） 熱輸入、電源種類和極性能影響焊接接頭的韌性， 因此是補(bǔ)加因素； 鎢極種類或直徑為次要 因素。 （9 9）技術(shù)措施）技術(shù)措施 包括：焊絲擺動(dòng)幅度，多道焊與單道焊，焊接方向，層間清理方法等，一般多為補(bǔ)加因素或次要因素。第三節(jié)第三節(jié) 焊接工藝評(píng)定的一般程序焊接工藝評(píng)定的一般程序 一、編制焊接工藝指導(dǎo)書(shū)一、編制焊接工藝指導(dǎo)書(shū) 焊接工藝指導(dǎo)書(shū)是焊接工藝評(píng)定的原始依據(jù)和評(píng)定對(duì)象，應(yīng)將待評(píng)定的焊接工藝內(nèi)容全部反映出來(lái)。 包括：焊接接頭自然情

14、況，母材種類、焊接方法、焊接材料、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度等。 焊接工藝指導(dǎo)書(shū)通常采用標(biāo)準(zhǔn)中推薦的格式，也可以自己設(shè)計(jì)格式。 表表3-8 3-8 焊接工藝指導(dǎo)書(shū)焊接工藝指導(dǎo)書(shū) 單位名稱_焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)_日期_焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)_焊接方法_ 機(jī)械化程度（手工、半自動(dòng)、自動(dòng)）_焊接接頭： 簡(jiǎn)圖：（接頭形式、坡口形式與尺寸、焊層、焊道布制及順序） 坡口形式：_襯墊（材料及規(guī)格）_其他_ 母材：類別號(hào)_組別號(hào)_與類別號(hào)_組別號(hào)_相焊及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)_鋼 號(hào)_與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)_鋼 號(hào)_相焊厚度范圍：母材：對(duì)接焊縫_角焊縫_管子直徑、壁厚范圍：對(duì)接焊縫_角焊縫_焊縫金屬厚度范圍：對(duì)接焊縫_角焊縫_其他

15、_焊接材料：焊材類型焊材標(biāo)準(zhǔn)填充金屬尺寸焊材型號(hào)焊材牌號(hào)（鋼號(hào)）其他 耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他：焊接位置： 對(duì)接焊接的位置_ 焊接方向：（向上、向下）_ 角焊縫位置_ 焊接方向：（向上、向下）_焊后熱處理： 溫度范圍（ ）_ 保溫時(shí)間（ h )_預(yù)熱： 預(yù)熱溫度（ ）(允許最低值)_ 層間溫度（ ）(允許最高值)_ 保持預(yù)熱時(shí)間_ 加熱方式_氣體： 氣體種類 混合比 流量（L/min）保 護(hù) 氣 _ _ _尾部保護(hù)氣 _ _ _背面保護(hù)氣 _ _ _電特性電流種類：_ 極性：_焊接電流范圍（A）_ 電弧電壓（V）：_(按所焊位置和厚度，分別列出電流和電壓

16、范圍，記入下焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電流電弧電壓（V）焊接速度(cm/min）線能量（kJ/cm)牌號(hào)直徑極性電流（A）鎢極類型及直徑_ 噴嘴直徑(mm):_熔滴過(guò)渡形式_ 焊絲送進(jìn)速度(cm/min):_ 二、施焊條件二、施焊條件按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定準(zhǔn)備試件； 由本單位技能熟練的焊接人員使用本單位的焊接設(shè)備焊接試件； 采用的焊接工藝條件應(yīng)嚴(yán)格遵守焊接工藝指導(dǎo)書(shū)；三、理化實(shí)驗(yàn)三、理化實(shí)驗(yàn)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定試驗(yàn)項(xiàng)目；按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制備各種性能試樣；按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各種性能試驗(yàn)；填寫(xiě)各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)報(bào)告。四、編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告四、編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告焊接工藝評(píng)定報(bào)告是對(duì)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的全面總結(jié)，因

17、此應(yīng)對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總，同時(shí)給出最后的結(jié)論。焊接工藝評(píng)定報(bào)告的作用：作為制定焊接工藝規(guī)程的依據(jù)，具有指導(dǎo)作用。焊接工藝評(píng)定報(bào)告通常采用標(biāo)準(zhǔn)中推薦的格式。 表表3-9 3-9 焊接工藝評(píng)定報(bào)告焊接工藝評(píng)定報(bào)告 單位名稱：_焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)：_焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)：_焊接方法：_機(jī)械化程度（手工、半自動(dòng)、自動(dòng)）_街頭簡(jiǎn)圖：（坡口形式、尺寸、襯墊、每種焊接方法或焊接工藝、焊縫金屬厚度）母材：材料標(biāo)準(zhǔn)：_鋼號(hào)：_類、組別號(hào)：_與類、組別號(hào)_相焊厚度：_直徑：_其他：_焊后熱處理：熱處理溫度（）：_保溫時(shí)間（h）：_氣體 ： 氣體種類 混合比 流量（L/min）保 護(hù) 氣 _ _ _尾部保護(hù)

18、氣 _ _ _背面保護(hù)氣 _ _ _填充金屬：焊材標(biāo)準(zhǔn)：_焊材牌號(hào)：_焊材規(guī)格：_焊縫金屬厚度：_其他：_電特性：電流種類：_極性：_鎢極尺寸：_焊接電流(A):_電弧電壓(V):_焊接位置：對(duì)接焊縫位置：_方向：（向上、向下）角焊縫位置：_方向：（向上、向下）技術(shù)措施： 焊接速度（cm/min）：_ 擺動(dòng)或不擺動(dòng)：_ 擺動(dòng)參數(shù)：_ 多道焊或單道焊（每面）：_ 多絲焊或單絲焊：_ 其他：_預(yù)熱： 余熱溫度（）:_ 層間溫度（）:_ 其他：_第四節(jié)第四節(jié) 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的內(nèi)容和方法焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的內(nèi)容和方法 焊件上不同的焊縫采用不同的焊縫試件，不同的焊縫試件有不同的試驗(yàn)內(nèi)容。一、對(duì)接焊縫試件

19、一、對(duì)接焊縫試件 1、適用對(duì)象：焊縫是對(duì)接焊縫和受壓角焊縫的焊件接頭。 2、試件制備： 有兩種： 板材對(duì)接焊縫試件 管材對(duì)接焊縫試件 以板材對(duì)接焊縫試件為例：厚度：應(yīng)充分考慮其適 用于焊件的有效范圍；寬度：應(yīng)250毫米；長(zhǎng)度：應(yīng)足以切取所需 試樣；施焊：按焊接工藝指導(dǎo) 書(shū)中給出的工藝。 3 3、試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)方法、試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)方法（1 1）外觀檢查）外觀檢查試驗(yàn)?zāi)康模簷z查接頭表面有無(wú)裂紋等缺陷。試驗(yàn)方法：有肉眼觀察試件接頭的表面。合格指標(biāo)：沒(méi)有裂紋。（2 2）無(wú)損檢測(cè)）無(wú)損檢測(cè)試驗(yàn)?zāi)康模簷z查接頭內(nèi)部有無(wú)裂紋等缺陷。試驗(yàn)方法；采用射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)法 當(dāng)試件厚度小于或等于38毫米時(shí)，采用10

20、0%射線檢測(cè)； 當(dāng)試件厚度大于20毫米，抗拉強(qiáng)度大于540兆帕?xí)r，除采用100%射線檢測(cè)，還應(yīng)采用局部超聲波檢測(cè)。 當(dāng)試件厚度大于38毫米時(shí)，除采用100%射線檢測(cè)，還應(yīng)采用局部超聲波檢測(cè)。合格指標(biāo)：沒(méi)有裂紋。（3 3）力學(xué)性能和彎曲試驗(yàn)）力學(xué)性能和彎曲試驗(yàn) 表3-10 試驗(yàn)項(xiàng)目和試件的數(shù)量 1 1） 拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康模簻y(cè)定接頭的強(qiáng)度。 試樣形式試樣形式： 緊湊型板接頭帶肩板形試緊湊型板接頭帶肩板形試 樣，見(jiàn)右圖：樣，見(jiàn)右圖： 緊湊型管接頭帶肩板形試樣型式I，見(jiàn)下圖： 緊湊型管接頭帶肩板形試樣形式II，見(jiàn)下圖： 管接頭全截面試樣，見(jiàn)右圖： 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：按GB/T228

21、-1987規(guī)定的試驗(yàn)方法在拉力機(jī)上進(jìn)行。合格指標(biāo)：合格指標(biāo)：試樣母材為同種鋼號(hào)時(shí)，每個(gè)試樣b不應(yīng)低于母材鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定的下限值； 試樣母材為兩種鋼號(hào)時(shí)，每個(gè)試樣的b不應(yīng)低于兩種鋼號(hào)標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定值下限的較低值。 2 2）彎曲試驗(yàn)）彎曲試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸囼?yàn)?zāi)康模簻y(cè)定接頭的塑性，揭示接頭內(nèi)部的缺陷，以及焊縫的致密性。試樣的形式：試樣的形式：有面彎、背彎、縱向面彎、縱向背彎和橫向側(cè)彎等五種。其 中板材合和管材的面彎試樣如下圖所示； 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：按GB/T232-1988中的規(guī)定在拉力機(jī)上進(jìn)行。合格指標(biāo)：合格指標(biāo)：試樣彎曲到180度以后，其拉伸面上沿任何方向不得有單條長(zhǎng)度大于3mm的裂紋或缺陷。3 3）沖擊試驗(yàn)）沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸囼?yàn)?zāi)康模簻y(cè)定接頭的沖 擊韌性。試樣形式：試樣形式：10mm 10mm55mm、 開(kāi)V型缺口。取樣位置：取樣位置：取樣位置見(jiàn)右圖所示： 合格指標(biāo)：合格指