材料成型工程綜合試驗課件(共37頁).ppt

1、?材料成型工程綜合試材料成型工程綜合試驗驗? 第三章第三章 焊接工藝評定試驗焊接工藝評定試驗 第一節(jié)第一節(jié) 焊接工藝評定的概念及其目的焊接工藝評定的概念及其目的一、焊接工藝評定的概念一、焊接工藝評定的概念 根據(jù)根據(jù)JB4708-2000?鋼制壓力容器焊接工藝評定鋼制壓力容器焊接工藝評定?： 定義：為驗證所擬訂的焊件的焊接工藝的正確定義：為驗證所擬訂的焊件的焊接工藝的正確性而進行的試驗過程及對試驗結果的評價，稱性而進行的試驗過程及對試驗結果的評價，稱為焊接工藝評定。為焊接工藝評定。二、焊接工藝評定的目的二、焊接工藝評定的目的1、驗證施焊單位擬訂的焊接工藝是否正確。、驗證施焊單位擬訂的焊接工藝是否

2、正確。2、評價施工單位能否焊出符合有關要求的焊接、評價施工單位能否焊出符合有關要求的焊接接頭。接頭。待評的焊接工藝由施工單位擬訂。待評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備施焊。試件要利用施工本單位的焊接設備施焊。三、焊接工藝評定的依據(jù)三、焊接工藝評定的依據(jù) 主要依據(jù)是有關的技術標準主要依據(jù)是有關的技術標準 國外標準舉例：國外標準舉例：美國美國ASME?鍋爐壓力容器標準鍋爐壓力容器標準?中的第中的第卷卷“焊接及釬焊評定；焊接及釬焊評定；日本日本JISB8285-1993?壓力容器焊接工藝評定壓

3、力容器焊接工藝評定試驗試驗?；英國英國BS4870?焊接工藝評定試驗焊接工藝評定試驗?；德國勞埃德船建法規(guī)中關于船體結構焊接工德國勞埃德船建法規(guī)中關于船體結構焊接工藝評定的規(guī)定等。藝評定的規(guī)定等。 我國國內標準舉例：我國國內標準舉例：JB4708-2000?鋼制壓力容器焊接工藝評定鋼制壓力容器焊接工藝評定?；JB4420-1989?鍋爐焊接工藝評定鍋爐焊接工藝評定?；JB/T6963-1993?鋼制件熔化焊工藝評定鋼制件熔化焊工藝評定?；JB/T6315-1992?汽輪機焊接工藝評定汽輪機焊接工藝評定?等。等。第二節(jié)第二節(jié) 焊接工藝評定的規(guī)那么焊接工藝評定的規(guī)那么 制定焊接工藝評定規(guī)那么的目的

4、：防止漏評；盡量減少不必要的評定。 以鋼制壓力容器為例，在標準中作了以下規(guī)定： 一、對須評焊縫的規(guī)定 鋼制壓力容器中有五種焊縫必須評定： 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、開孔補強圈、球罐的球殼板等。 2、與受壓元件相焊的焊縫； 3、熔入永久焊縫內的定位焊縫 4、受壓元件母材外表的堆焊、 補焊； 5、上述焊縫的返修焊縫。 二、對母材之間替代關系的規(guī)定二、對母材之間替代關系的規(guī)定 按照化學成分、力學性能和焊接性能的相近程度進行分類分組，比較相近的歸為一類，更為相近的歸為一組。 表3-1 鋼號分類組表類別號組別號鋼號相應標準號II-1Q235-AFG

5、B/T912,GB/T3274Q235-AGB/T912,GB/T3274Q235-BGB/T912,GB/T3274Q235-CGB/T912,GB/T327410GB3087,GB6479,GB/T8163,GB994820GB3087,GB/T8163,GB9948,JB472620GGB5310,GB647920gGB71320RGB6654類別號組別號鋼號相應標準號IIII-116MnGB6479,JB472616MnRGB6654II-215MnNbRGB665415MnVRGB665420MnMoJB472610MoWVNbGB6479IIIIII-113MnNiMoNbRGB6

6、65418MnMoNbRGB665420MnMoNbJB4726III-207MnCrMoVRGB150IVIV-112CrMoGB6479,GB994812CrMoGGB531015CrMoGB6479,GB9948,JB472615CrMoRGB665415CrMoGGB531014Cr1MoJB4726 類別號組別號鋼號相應標準號IVIV-114Cr1MoRGB15012Cr1MoVJB472612Cr1MoVGGB5310IV-212Cr2MoGB647912Cr2Mo1JB472612Cr2Mo1RGB15012Cr2MoGGB5310VV-11Cr5MoGB6479,JB4726V

7、IVI-109MnDGB15009MnNiDJB472709MnNiDRGB3531VI-216MnDJB472716MnDRGB353115MnNiDRGB3531 1 1、組別評定規(guī)那么、組別評定規(guī)那么在同類同組的母材中，只要其中一種評定合格，在同類同組的母材中，只要其中一種評定合格，該工藝適用于同組別號的其它母材。該工藝適用于同組別號的其它母材。在同類別號中、高組別號母材的評定適用于該在同類別號中、高組別號母材的評定適用于該組別號母材與低組別號母材所組成的焊接接組別號母材與低組別號母材所組成的焊接接頭。頭。組別號為組別號為 VI-2 VI-2母材的評定適用于組別號為母材的評定適用于組別號

8、為II-1II-1的母材。的母材。2 2、類別評定規(guī)那么、類別評定規(guī)那么類別號為類別號為IIII或組別號為或組別號為VI-1VI-1、VI-2VI-2的同鋼的同鋼號母材的評定適用于該類別號或該組別號號母材的評定適用于該類別號或該組別號母材與類別號為母材與類別號為I I的母材所組成的焊接接頭。的母材所組成的焊接接頭。 三、對試件厚度有效適用范圍的規(guī)定三、對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T1.5T2T1.5T

9、81.52T，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 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2t38

10、5200*不限2t（t20）385200*不限200*（t20）*限用于焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊的多道焊。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、對焊接工藝因素的分類及分析四、對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 1重要因素：影響焊接接頭抗拉強度和彎曲重要因素：影響焊接接頭抗拉強度和彎曲性能的焊接工藝因素，例如，焊接方法、焊接性能的焊接工藝因素，例如，焊接方法、焊接材料等。材料等。 2 2補加因素：

11、影響焊接接頭沖擊韌度的焊接補加因素：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。工藝因素，如熱輸入，電流種類等。 3 3次要因素：對要求測定的力學性能無明顯次要因素：對要求測定的力學性能無明顯影響的焊接工藝因素，如坡口形式影響的焊接工藝因素，如坡口形式 、坡口根部、坡口根部間隙等。間隙等。2 2、對各種工藝因素的分析、對各種工藝因素的分析 1 1焊接方法焊接方法 改變焊接方法需重新評定；改變焊接方法需重新評定； 當同一條焊縫使用兩種或兩種以上焊接方法或當同一條焊縫使用兩種或兩種以上焊接方法或焊接工藝時，可采用組合評定和分別評定兩焊接工藝時，可采用組合評定和分別評定兩種方法。種方法

12、。例如，有一焊件、材質為例如，有一焊件、材質為16M16Mn nR 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，如何評定度要求，用三種焊接方法焊成，如何評定？ 第一種方法：組合評定法第一種方法：組合評定法 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：分別評定法第二種方法：分別評定法見以下圖： 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102 2焊縫形式焊縫

13、形式 焊接接頭形式包括：對接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、鎖底接頭、端接接頭等。 焊縫形式有：對接焊縫、角焊縫、端接焊縫等。 對接接頭 T形接頭 角接接頭 鎖底接頭 角接接頭 T形接頭 搭接接頭 對接接頭 對接焊縫 對接焊縫 對接焊縫 對接焊縫 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，焊接工藝評定時考察的對象是“焊縫，而不是焊接接頭。規(guī)定：對接焊縫的試件評定合格的工藝亦適用于焊件角焊縫；板材對接焊縫試件評定合格的工藝亦適用于管材的對接焊縫，反之亦可。管與板角焊縫評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

14、口根部間隙等一般為次要因素。 板材對接焊縫試件 管材對接焊縫試件 板材角焊縫試件 管與 板角焊縫試件 上圖為對接焊縫試件 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包括：焊條、焊絲、焊劑和附加的填充金屬等。均是重要因素。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，況下都是次要因素。只有將位置改變?yōu)橄蛏狭⒑笗r，為補加因素。為補加因素。5 5預熱預熱 包括：預熱和不預熱包括：預熱和不預熱. .由預熱改變?yōu)椴活A熱，或預由預熱改變?yōu)椴活A熱，或預熱

15、溫度降低熱溫度降低5050攝氏度以上時，需要重新評定。攝氏度以上時，需要重新評定。6 6氣體氣體 包括：可燃氣體例如乙炔、丙烷等和保護氣包括：可燃氣體例如乙炔、丙烷等和保護氣體例如體例如CO2CO2，氬氣等均為重要因素。，氬氣等均為重要因素。 7 7焊后熱處理焊后熱處理 包括：不進行熱處理和焊后進行熱處理包括：不進行熱處理和焊后進行熱處理例如正火、高溫回火、固溶處理等，改變例如正火、高溫回火、固溶處理等，改變熱處理方式或改為不進行熱處理，均需要重新熱處理方式或改為不進行熱處理，均需要重新評定。評定。8 8電特性電特性 包括：熱輸入、電源種類、極性、鎢極包括：熱輸入、電源種類、極性、鎢極種類或直

16、徑等。熱輸入種類或直徑等。熱輸入E=36UgIg/VE=36UgIg/VJ/CMJ/CM 熱輸入、電源種類和極性能影響焊接接頭的熱輸入、電源種類和極性能影響焊接接頭的韌性，韌性， 因此是補加因素；因此是補加因素； 鎢極種類或直徑為次要鎢極種類或直徑為次要 因素。因素。 9 9技術措施技術措施 包括：焊絲擺動幅度，多道焊與單道焊，包括：焊絲擺動幅度，多道焊與單道焊，焊接方向，層間清理方法等，一般多為補加因焊接方向，層間清理方法等，一般多為補加因素或次要因素。素或次要因素。第三節(jié)第三節(jié) 焊接工藝評定的一般程序焊接工藝評定的一般程序 一、編制焊接工藝指導書一、編制焊接工藝指導書 焊接工藝指導書是焊接

17、工藝評定的原始依據(jù)和評定對象，應將待評定的焊接工藝內容全部反映出來。 包括：焊接接頭自然情況，母材種類、焊接方法、焊接材料、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、預熱溫度等。 焊接工藝指導書通常采用標準中推薦的格式，也可以自己設計格式。 表表3-8 3-8 焊接工藝指導書焊接工藝指導書 單位名稱_焊接工藝指導書編號_日期_焊接工藝評定報告編號_焊接方法_ 機械化程度（手工、半自動、自動）_焊接接頭： 簡圖：（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_組別號_與類別號_組別號_相焊及標準號_鋼 號_與標準號_鋼 號_相焊厚度范圍：母材：對接焊

18、縫_角焊縫_管子直徑、壁厚范圍：對接焊縫_角焊縫_焊縫金屬厚度范圍：對接焊縫_角焊縫_其他_焊接材料：焊材類型焊材標準填充金屬尺寸焊材型號焊材牌號（鋼號）其他 耐蝕堆焊金屬化學成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他：焊接位置： 對接焊接的位置_ 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（ ）_ 保溫時間（ h )_預熱： 預熱溫度（ ）(允許最低值)_ 層間溫度（ ）(允許最高值)_ 保持預熱時間_ 加熱方式_氣體： 氣體種類 混合比 流量（L/min）保 護 氣 _ _ _尾部保護氣 _ _ _背面保護氣 _ _ _電特性電流種類：

19、_ 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)牌號直徑極性電流（A）鎢極類型及直徑_ 噴嘴直徑(mm):_熔滴過渡形式_ 焊絲送進速度(cm/min):_ 二、施焊條件按照標準規(guī)定準備試件； 由本單位技能熟練的焊接人員使用本單位的焊接設備焊接試件； 采用的焊接工藝條件應嚴格遵守焊接工藝指導書；三、理化實驗按照有關標準確定試驗工程；按照有關標準制備各種性能試樣；按照有關標準進行各種性能試驗；填寫各個試驗工程的試驗報告。四、編制焊接工藝評定報告焊接工藝

20、評定報告是對焊接工藝評定試驗的全面總結，因此應對各項試驗的試驗結果進行匯總，同時給出最后的結論。焊接工藝評定報告的作用：作為制定焊接工藝規(guī)程的依據(jù)，具有指導作用。焊接工藝評定報告通常采用標準中推薦的格式。 表表3-9 3-9 焊接工藝評定報告焊接工藝評定報告 單位名稱：_焊接工藝評定報告編號：_焊接工藝指導書編號：_焊接方法：_機械化程度（手工、半自動、自動）_街頭簡圖：（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：材料標準：_鋼號：_類、組別號：_與類、組別號_相焊厚度：_直徑：_其他：_焊后熱處理：熱處理溫度（）：_保溫時間（h）：_氣體 ： 氣體種類 混合比 流量（

21、L/min）保 護 氣 _ _ _尾部保護氣 _ _ _背面保護氣 _ _ _填充金屬：焊材標準：_焊材牌號：_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：對接焊縫位置：_方向：（向上、向下）角焊縫位置：_方向：（向上、向下）技術措施： 焊接速度（cm/min）：_ 擺動或不擺動：_ 擺動參數(shù)：_ 多道焊或單道焊（每面）：_ 多絲焊或單絲焊：_ 其他：_預熱： 余熱溫度（）:_ 層間溫度（）:_ 其他：_第四節(jié)第四節(jié) 焊接工藝評定試驗的內容和方法焊接工藝評定試驗的內容和方法 焊件上不同的焊縫采用不同的焊縫試件，不同的

22、焊縫試件有不同的試驗內容。一、對接焊縫試件一、對接焊縫試件 1、適用對象：焊縫是對接焊縫和受壓角焊縫的焊件接頭。 2、試件制備： 有兩種： 板材對接焊縫試件 管材對接焊縫試件 以板材對接焊縫試件為例：厚度：應充分考慮其適 用于焊件的有效范圍；寬度：應250毫米；長度：應足以切取所需 試樣；施焊：按焊接工藝指導 書中給出的工藝。 3 3、試驗內容和試驗方法、試驗內容和試驗方法1 1外觀檢查外觀檢查試驗目的：檢查接頭外表有無裂紋等缺陷。試驗目的：檢查接頭外表有無裂紋等缺陷。試驗方法：有肉眼觀察試件接頭的外表。試驗方法：有肉眼觀察試件接頭的外表。合格指標：沒有裂紋。合格指標：沒有裂紋。2 2無損檢測

23、無損檢測試驗目的：檢查接頭內部有無裂紋等缺陷。試驗目的：檢查接頭內部有無裂紋等缺陷。試驗方法；采用射線檢測和超聲波檢測法試驗方法；采用射線檢測和超聲波檢測法 當試件厚度小于或等于當試件厚度小于或等于3838毫米時，毫米時，采用采用100%100%射線檢測；射線檢測； 當試件厚度大于當試件厚度大于2020毫米，抗拉強度毫米，抗拉強度大于大于540540兆帕時，除采用兆帕時，除采用100%100%射線檢測，還應采射線檢測，還應采用局部超聲波檢測。用局部超聲波檢測。 當試件厚度大于當試件厚度大于3838毫米時，除采用毫米時，除采用100%100%射線檢測，還應采用局部超聲波檢測。射線檢測，還應采用局

24、部超聲波檢測。合格指標：沒有裂紋。合格指標：沒有裂紋。3力學性能和彎曲試驗 表3-10 試驗工程和試件的數(shù)量 1 拉伸試驗 試驗目的：測定接頭的強度。 試樣形式： 緊湊型板接頭帶肩板形試 樣，見右圖： 緊湊型管接頭帶肩板形試樣型式I，見以下圖： 緊湊型管接頭帶肩板形試樣形式II，見以下圖： 管接頭全截面試樣，見右圖： 試驗方法：按試驗方法：按GB/T228-1987規(guī)定的試驗方法在拉力機上進行。規(guī)定的試驗方法在拉力機上進行。合格指標：試樣母材為同種鋼號時，每個試樣合格指標：試樣母材為同種鋼號時，每個試樣b不應低于母材鋼不應低于母材鋼號標準號標準 規(guī)定的下限值；規(guī)定的下限值； 試樣母材為兩種鋼號

25、時，每個試樣的試樣母材為兩種鋼號時，每個試樣的b不應低于兩種鋼號不應低于兩種鋼號標標 準規(guī)定值下限的較低值。準規(guī)定值下限的較低值。 2彎曲試驗彎曲試驗試驗目的：測定接頭的塑性，揭示接頭內部的缺陷，以及焊縫的試驗目的：測定接頭的塑性，揭示接頭內部的缺陷，以及焊縫的致密性。致密性。試樣的形式：有面彎、背彎、縱向面彎、縱向背彎和橫向側彎等試樣的形式：有面彎、背彎、縱向面彎、縱向背彎和橫向側彎等五種。其五種。其 中板材合和管材的面彎試樣如以下圖所示；中板材合和管材的面彎試樣如以下圖所示； 試驗方法：按試驗方法：按GB/T232-1988中的規(guī)定在拉力機上進行。中的規(guī)定在拉力機上進行。合格指標：試樣彎曲

26、到合格指標：試樣彎曲到180度以后，其拉伸面上沿任何度以后，其拉伸面上沿任何方向不得有單條長度大于方向不得有單條長度大于3mm的裂紋或缺陷。的裂紋或缺陷。3沖擊試驗沖擊試驗試驗目的：測定接頭的沖試驗目的：測定接頭的沖 擊韌性。擊韌性。試樣形式：試樣形式：10mm 10mm55mm、 開開V型缺口。型缺口。取樣位置：取樣位置見右圖所示：取樣位置：取樣位置見右圖所示： 合格指標：每個區(qū)合格指標：每個區(qū)3個試樣的常溫沖擊吸收功的平均值個試樣的常溫沖擊吸收功的平均值不得小于不得小于27J，至多準許有，至多準許有1個低于個低于 27J，但不低于，但不低于19J。試驗方法：按試驗方法：按GB/T229-1994中的規(guī)定在沖擊試驗機上中的規(guī)定在沖擊試驗機上進行。進行。 二、角焊縫試件二、角焊縫試件 1、適用對象：焊縫是非受壓角焊縫的焊件接頭。、適用對象：焊縫是非受壓角焊縫的焊件接頭。 2、試件制備：有兩種，板材角焊縫