GBT 41984-2022 電弧螺柱焊工藝方法

國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會 I 2 3 46焊接人員 4 4 5 510焊接工藝評定 8 12驗收準則 14過程控制 附錄A(資料性)電弧螺柱焊的工藝 22附錄B(規(guī)范性)電弧螺柱焊的質(zhì)量要求 附錄C(資料性)制造商的焊接工藝規(guī)程(WPS) 附錄D(資料性)焊接工藝評定報告格式 附錄E(資料性)生產(chǎn)試驗結(jié)果報告 附錄F(資料性)焊接工藝評定報告格式 附錄G(資料性)生產(chǎn)試驗結(jié)果報告 附錄H(資料性)生產(chǎn)監(jiān)督記錄示例 50 51I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件修改采用ISO14555:2017《焊接金屬材料的電弧螺柱焊》。本文件與ISO14555:2017相比，在結(jié)構上有調(diào)整，將附錄E與附錄F位置對調(diào)。本文件與ISO14555:2017相比存在技術性差異，主要技術性差異及其原因如下：——為適應我國技術條件，修改了范圍(見第1章); 關于規(guī)范性引用文件，本文件做了具有技術性差異的調(diào)整，以適應我國的技術條件，具體調(diào)整●用GB/T12467.1代替了ISO3834-1(見第3章);●用GB/T19419代替了ISO14731(見第3章、6.2);●用GB/T19805代替了ISO14732(見第3章、6.1);●用GB/T19866代替了ISO15607(見第3章);●用GB/T19868.2代替了ISO15611(見10.4);●用GB/T3323.1代替了ISO17636-1(見11.7);●用GB/T3323.2代替了ISO17636-2(見11.7);●用GB/T15169代替了ISO9606-1(見14.7);本文件做了下列編輯性改動：——刪除了標準正文中未出現(xiàn)的術語和定義。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國焊接標準化技術委員會(SAC/TC55)提出并歸口。本文件起草單位：哈爾濱焊接研究院有限公司、株洲華信精密工業(yè)股份有限公司、安徽富煌鋼構股份有限公司、廣東華輝電梯配件有限公司、廈門坤錦電子科技有限公司、上海華誼建設有限公司、河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院洛陽分院、中車青島四方機車車輛股份有限公司、廣東泰格威機器人科技有限公司、磐石重工(青島)股份有限公司、中車株洲電機有限公司、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司。1下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不902.2電弧螺柱焊用焊接螺柱(GB/T902.2—2010,ISO13918:23323.1焊縫無損檢測射線檢測第1部分：X和伽瑪射線的膠片技術(GB/T3323.1一GB/T3323.2焊縫無損檢測射線檢測第2部分：使用數(shù)字化探測器的X和伽瑪射線技術(GB/T3323.2—2019,ISGB/T3375焊接術語GB/T5185焊接及相關工藝方法代號(GB/T5185—2005,ISO4063:1998,IDT)GB/T12467.1金屬材料熔焊質(zhì)量要求第1部分：質(zhì)量2009,ISO3834-1:20012467.2金屬材料熔焊質(zhì)量要求第2部分：完整質(zhì)量要求(GB/T12467.2—2009,ISO3834-15169鋼熔化焊焊工技能評定(GB/T15169—2015579.1弧焊設備第1部分：焊接電源(GB/T15579.1-2013,IEC60974-1:2005,IDT)16672焊縫工作位置傾角和轉(zhuǎn)角的定義(GB/T16672—1996,ISO6947:1990,IDT)19419焊接管理任務與職責(GB/T19419—2003,ISO14731:1997,IDT)19805焊接操作工技能評定(GB/T19868.4基于預生產(chǎn)焊接試驗的工藝評定(GB/T19868.4—2005,ISO1539255焊接與切割用保護氣體(GB/T39255—2020,ISO14175:2008,MOD)2dd34b)焊接接頭的表面狀態(tài)及熔環(huán)形狀；c)材料及材料的組合(見附錄A的表A.3和表A.4),包括穿板工藝計劃采用的穿板材料；d)螺柱直徑與母材厚度的比例(避免母材背面受到損害);f)避免母材背面受到損害所使用的特殊工藝措施；技能評定能夠通過工藝評定(按10.2)或預生產(chǎn)焊接試驗(按10.3)進行，內(nèi)容應包括第12章規(guī)定的考試合格的螺柱焊操作工應視為具有操作任何與考試所用設備參數(shù)選擇模式相同的螺柱焊設備的資格。當焊接工藝方法變化時(如GB/T5185中的783、784、785和786),應重新考核評定。c)焊接接頭缺陷的基本評估(見表A.5～表A.7);非承載的普通結(jié)構的螺柱焊不需要焊接責任人員(見附錄B)。7設備應采用合適的螺柱焊設備，其電源容量足以在設備設定合適的條件下將螺柱正確地焊在母材上。56—涂層或表面狀態(tài)標識。按GB/T5185的規(guī)定。焊接位置應按GB/T16672指定。789試件的尺寸應足夠完成所有的試驗。試件厚度的選擇應涵蓋產(chǎn)品的板厚或卷邊厚度(見在評定試驗時應將表1和表2規(guī)定的螺柱數(shù)作為最低焊接數(shù)量。試驗和檢測包括破壞性試驗和無損檢測，具體試驗應符合表1、表2和表3的要求。所有的試驗和檢測應按第11章規(guī)定的程序進行。表1、表2和表3給出的試驗項目種類和數(shù)量應試驗項目應用條件不高于100℃應用條件不高于100℃的一般質(zhì)量要求應用條件高于100℃目視檢驗(見圖2a)、b)或c)](彎曲角60°)5(彎曲角60°)(彎曲角60°)5(彎曲角30°)扭力矩彎曲(見圖3,僅適用于鍋爐銷釘)不適用試驗項目應用條件不高于100℃應用條件不高于100℃的一般質(zhì)量要求應用條件高于100℃(見圖4、圖5或圖6)5 一射線檢測不適用5(與拉伸試驗任選其一)低倍金相(與螺柱中心線相垂直) 2僅適用于承壓管上的焊縫。試驗項目目視檢驗(見圖2a)、b)或c)]低倍金相(過螺柱中心線相垂直的截面)10(扭矩實驗)2(低倍金相)試驗項目目視檢驗拉伸試驗(見圖4或圖5)30°彎曲試驗(見圖2a)、b)或c)]c)類組21涵蓋類組22,反之亦然。b)至少應焊10個螺柱；對于帶瓷環(huán)或氣體保護的拉弧螺柱焊和短周期電弧螺柱焊，目視檢驗在合適疑有磁偏吹或其他可觀察的缺陷時，螺柱在彎曲過程中應保證被測區(qū)域處或兩種方法進行。彎曲過的剪切接頭不應再校直。如果彎曲角度不超過30°,則抗剪能力就不會顯著錨螺柱應沿不同方向彎曲規(guī)定的角度(見圖1)。b)在彈性極限以下對螺柱施加扭力矩。a)圖2彎曲試驗示例圖3采用扭力扳手的彎曲示例表4要求的彎矩最低值(僅適用于鍋爐銷釘)螺柱直徑(d)8除非另有規(guī)定，否則應該滿足12.3或表4給出的驗收準則。11.4拉伸試驗通過使用合適的拉伸裝置(見圖4和圖5),焊接螺柱應沿軸向拉伸直至斷裂。拉伸試驗僅適用于使用溫度不大于100℃的螺柱。圖4螺紋螺柱拉伸試驗示例a)6—-液壓缸；圖5剪切連接件拉伸試驗示例11.5扭矩試驗對擰緊在螺柱上的螺帽施加扭矩(T),檢測焊縫的承受能力(見圖6)。圖6扭矩試驗示例表5碳鋼扭矩的最低值36911.6低倍金相低倍金相用于檢查焊縫形狀、熔深和缺陷。評估應使用放大倍數(shù)10倍以內(nèi)的放大鏡。只有帶瓷環(huán)或氣體保護的拉弧螺柱焊和短周期電弧螺柱焊工藝要求做低倍金相檢測，試樣應在彎曲試驗合格的螺柱中選擇。11.7射線檢測射線檢測的目的是檢查焊縫的內(nèi)部缺陷。當無法進行拉伸試驗時，帶瓷環(huán)或氣體保護的拉弧螺柱射線檢測應按GB/T3323.1和GB/T3323.2中B級工藝進行。缺陷應滿足12.1規(guī)定的限值。錘擊試驗為剪切連接件的生產(chǎn)試驗，主要針對承受靜載荷的建筑結(jié)構。敲擊試驗僅可以在按10.3.2評定合格的焊接螺柱上進行。用質(zhì)量為0.9kg~2kg12.1一般要求按GB/T12467.2完整質(zhì)量要求時，所有缺陷的總面積不應超過焊縫面積的5%。按GB/T12467.3一般質(zhì)量要求時，所有缺陷的總面積不應超過焊縫面積的10%。對于帶瓷環(huán)或氣體保護的拉弧螺柱焊和短周期電弧螺柱焊，存在表A.5序號2～序號5的缺陷和表A.6序號2～序號5的缺陷判定為不合格。對于電容拉弧螺柱焊和帶點火嘴的電容放電螺柱焊，存在表A.7序號2～序號4的缺陷判定為不按GB/T12467.3的一般質(zhì)量要求時，焊縫允許在載荷達到螺柱材料公稱抗拉強度條件下斷裂。斷裂表面的缺陷應符合12.1規(guī)定的限值。對于使用GB/T902.2規(guī)定的凸緣螺柱以及電容放電螺柱焊、電容拉弧螺柱焊，如果凸緣部分未焊區(qū)域不超過35%,而且載荷達到了螺柱材料公稱抗拉強度條件意以下4點： a)檢查焊后螺柱的長度；每根梁上螺柱數(shù)量的5%以上(至少2個螺柱)應做15°的彎曲試驗。所有螺柱應做下列試驗和b)錘擊試驗(按11.8)。按每種螺柱焊工藝分類保存，并應附有所有試驗結(jié)果記錄。必要時，宜采用附錄H(生產(chǎn)監(jiān)督記錄示設備應適當控制并定期校準。相關要求也可參照附錄B。(資料性)A.1總則和附件(即瓷環(huán))。螺柱焊的特點是燃弧時間很短(約0.5ms～3000ms),而相應的加熱和冷卻速率很A.2.1電弧螺柱焊A.2.1.1一般原則電弧螺柱焊可采用機械或自動方式操作焊槍或焊接機頭。將螺柱裝入夾頭后放置在工件上(必要就使得螺柱和工件熔化。焊接時間完成時，將螺柱以較小的力(<100N去除瓷環(huán)。圖A.1給出了采用瓷環(huán)焊接的順序。圖A.1拉弧螺柱焊的螺柱位移A.2.1.2拉弧螺柱焊方法a)帶瓷環(huán)或保護氣體的電弧螺柱焊(783):這種方法一般采用直徑范圍在3mm～25mm的螺在特殊條件下不對熔池做保護。生產(chǎn)中多數(shù)采用這種焊接方法。母材的最小厚度使用瓷環(huán)時為0.25d,使用保護氣體時為0.125d,但不少于1mm。b)短周期電弧螺柱焊(784):這種方法焊接時間小于100ms,可以焊接的螺柱直徑最大12mm,接區(qū)域，即使焊接區(qū)域有氣孔，其抗拉強度也更高。最小母材厚度為0.125d,但不低于焊接時間(tw)焊接直徑(d,)電流強度(I)A熔池保護瓷環(huán)最小1mm?最小1mm?最小0.6mm?(峰值)焊接方法代號見GB/T5185;焊接位置代號見GB/T16672;最小母材厚度避免母材燒穿，其他使用要求可按更大厚a)瓷環(huán) 保護氣體影響著電弧，從而對螺柱和工件的熔化發(fā)揮作用。它還通過表面張力的作用影響著c)無保護特點直徑(dw)峰值電流(I)A時間彈簧力(N)壓速(m/s)點火典型應用(取決于位置和質(zhì)量)碳鋼和合金鋼，鍍鋅或帶油脂間隙式(鋁合金為6)(鋁為多數(shù)在正常位置，可能前移點火焊接鋁和銅焊接方法代號見GB/T5185.接觸式焊接時，將螺柱裝入機器的夾頭中(見圖A.2a)],將點火嘴定位在工件表面(見圖A.2的位置上(見圖A.2a)]。A.2.3.1一般原則電弧最主要的作用就是在螺柱和母材之間引燃，并將金屬熔化形成接頭。不同螺柱焊方式不同。通常螺柱的熔化量多于母材。母材上的焊接區(qū)一般就比螺柱橫截脂和鍍層宜清理干凈。母材上的劃痕和銹斑需打磨。焊接工藝規(guī)程中需規(guī)定很短時(<50ms),需特別注意表面清潔。允許使用其他鋼種或材料(如無鉛黃銅)焊接，但這時可能要求按第11章規(guī)定做附加試驗或其他允許使用其他材料焊接，但這時可能要求按第A.2.4.2螺柱形狀各種材料的焊接性及其相互組合匹配取決于螺柱焊工藝方法。表A.3和表A.4提供了推薦性母材(按ISO/TR15608的類組)1和2.121和224.8(焊接性好)焊接性好，表A.3帶瓷環(huán)或保護氣體的電弧螺柱焊和短周期電弧螺柱焊母材及典型組合的焊接性(續(xù))母材(按ISO/TR15608的類組)1和2.121和22/·例如承載傳力；承載傳力；‘僅用于短周期電弧螺柱焊；僅傳熱；最大直徑12mm。母材金屬鍍鋅或帶金屬821和224.8(焊接性好)(非標材料)例如承載傳力；承載傳力。目視或金相解剖1合格(參數(shù)正確)無2壓入或間隙不足；對中不夠；能量過大；增加壓入或間隙；檢查瓷環(huán)中心；減少電流及或焊接時間；降低減震3能量過低；瓷環(huán)受潮；增加電流及或焊接時間；使用干燥瓷環(huán)；4頸圈偏離且咬邊不合格(見12.6)磁偏吹；瓷環(huán)不對中見表A.8;改進對中表A.5帶瓷環(huán)或保護氣體的電弧螺柱焊的焊縫評估及推薦糾正措施(續(xù))5能量太高；減少電流及或焊接時間；斷裂試驗6合格(參數(shù)正確)無7合格(參數(shù)正確)無8焊縫斷裂、氣孔多能量低；表面不整潔；增加電流及或焊接時間；清理表面；9硬度增加；選用合適的材料；增加焊接時間，可以增加引弧劑過多；時間母材含非金屬夾雜；焊縫在不充分的變形后斷裂、燒穿量(焊接時間)表A.6短周期電弧螺柱焊的焊縫評估及推薦糾正措施目視或金相解剖1頸圈規(guī)則、無外觀缺陷合格(參數(shù)正確)無2能量過低；極性連接不正確增加電流及/或焊接時間；正確接線3大型不規(guī)則頸圈減少焊接時間4焊接時間過長；電流太低；熔池氧化；減少焊接時間；增加電流；提供合適的保護氣；表A.6短周期電弧螺柱焊的焊縫評估及推薦糾正措施(續(xù))5頸圈偏離且咬邊不合格(見12.6)見表A.8斷裂試驗6合格(參數(shù)正確)無7合格(參數(shù)正確)無8母材碳含量太高；表A.6短周期電弧螺柱焊的焊縫評估及推薦糾正措施(續(xù))9熱輸入過低；極性連接不正確增加熱輸入；正確接線表A.7電容放電螺柱焊和帶點火嘴的目視或金相解剖1少量飛濺、無外觀缺陷合格(參數(shù)正確)無2能量過低；壓速過低；增加能量；調(diào)整壓速；34飛濺、咬邊加偏離中心線見表A.8斷裂試驗5合格(參數(shù)正確)無6合格(參數(shù)正確)無7能量太低；壓速過低；增加壓速；A⊙田 田+B日田田++C④④注：磁偏吹和電流強度成正比，而且還受接地夾盤是否對稱、補償是否平衡影響。在手工焊槍帶有外接電纜還受焊槍垂直軸轉(zhuǎn)動影響。磁偏吹導致熔化偏離、焊縫氣孔增多，但能通過各種補救措施減A.2.7.1焊接設備A.2.7.1.1一般要求度約為2500A。暫載率為3%～10%。這意味著，即使電流很高，設備仍可輕便、緊湊?？蛰d電壓宜符合GB/T15579.1規(guī)定?？刂破靼搭A期的焊接時間開啟電流。控制器還控制焊槍的移動。多數(shù)設備將電源和控制器整合在A.2.7.1.4可移動夾頭面120mm2。電纜特別是所有接頭宜定期檢查A.2.7.2焊接參數(shù)A.2.7.2.1極性A.2.7.2.2焊接電流設定焊不銹鋼時，電流一般降低10%。A.2.7.2.3電弧電壓電弧電壓主要取決于提升高度和電流。正常電壓值在20V～40V。表面污漬(如油污或油脂)會A.2.7.2.4焊接時間短周期電弧螺柱焊的焊接時間少于100ms。焊接時間不僅取決于螺柱直徑，還和電流大小有關。伸出量一般在1mm～8mm,并且和螺柱直徑成正比。它還和焊接頸圈的預期形狀、螺柱底部形A.2.7.2.7壓入速度壓入速度一般在螺柱直徑小于14mm時為200mm/s;而更大直徑的螺柱壓入速度為100mm/s,A.2.8.1焊接設備A.2.8.1.1一般原則電源由容量約為12mF～150mF的電容器組合而成。電容的容量有時可以分步可調(diào)。放電電壓最大可達200V,因此需配置符合GB/T15579.1規(guī)定的安全開關。在大多數(shù)情況下，放電電壓可以持續(xù)調(diào)節(jié)。儲能拉弧焊電源在焊接回路中用一個附加線圈提供6ms～10ms的焊接時間。每次焊接操作之前，電容器需充電至預期的電壓。最大的焊接參數(shù)取決于充電速度。手工焊每小時大約可焊500個螺柱，而自動焊每小時能夠焊3500個螺柱。A.2.8.1.3可移動夾頭可移動夾頭為手持焊槍或焊接機頭。自動焊多采用焊接機頭，將機頭固定在框架上供給螺柱。拉弧焊采用提升螺柱引弧。放電引弧方式是采用電磁裝置在螺柱和母材之間建立一個間隙，通過點火嘴點火嘴螺柱焊操作時，可移動夾頭不一定非采用電磁驅(qū)動裝置。手動彈簧也能建立放電所需的焊接電纜宜符合ISO5828要求。焊接電纜的橫截面一般為25mm2~70mm2。由于峰值電流和電壓差大，焊接電纜宜盡可能短。A.2.8.2焊接參數(shù)A.2.8.2.1極性峰值電流一般在1000A～10000A.2.8.2.3焊接時間不能直接選定焊接時間。焊接時間受儲能和焊接回路的感應影響，放電焊接時一般為1ms~A.2.8.2.5壓入速度一般壓入速度受彈簧和移動部件的質(zhì)量影響。某些可移動夾頭的彈入速度通常為0.5m/s～1.5m在GB/T12467.2、中對螺柱焊的質(zhì)量要求(如耐熱產(chǎn)品中的爐架結(jié)構)質(zhì)量報告 符合10.2的工藝評定試驗，具有符合14.8的程序過程控制符合14.2的生產(chǎn)試驗；符合14.3的簡易生產(chǎn)試驗；符合14.3的簡易生產(chǎn)試驗；使用減震器：□是□否帶瓷環(huán)或氣體保護的拉弧螺柱A焊接時間V電容彈簧力N 制造商：考官或考試機構：(姓名、日期和簽名)(姓名、日期和簽名)母材厚度(mm):□使用溫度大于100 A焊接時間uc:焊環(huán)不均勻ic:焊環(huán)不完整sf:斷螺柱400:未熔合na:不合格2)彎曲試驗斷裂部位說明3)拉伸試驗斷裂載荷N斷裂部位斷裂強度說明4)射線檢測說明結(jié)果斷裂部位說明7)附加試驗 試驗由現(xiàn)場監(jiān)督完成。(資料性)焊接端部的螺柱直徑(mm):帶瓷環(huán)或氣體保護的拉弧螺柱焊和A焊接時間uc:焊環(huán)不均勻201-2×32個直徑3mm的氣孔(示例)wf:斷焊縫400-10:非焊縫斷裂面積(例如10%)no:無缺陷na:不合格2)彎曲試驗斷裂部位說明3)低倍金相檢測試樣編號：金相圖片編號：放大倍數(shù)：結(jié)果金相圖片：4)附加試驗 試驗由現(xiàn)場監(jiān)督完成。(焊接責任人員簽名)(考官