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焊工技師、高級技師培訓(xùn),14-2 焊接工藝評定與焊接設(shè)備使用,1,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,焊接工藝評定 一、焊接工藝評定的意義 焊接工藝評定是通過對焊接接頭的力學性能或其他性能的試驗，證實焊接工 藝規(guī)程的正確性和合理性的一種程序。通過焊接工藝評定試驗前的坡口加工、接 頭清理等可以檢驗焊前坡口尺寸、焊前準備工作是否合理，通過實際焊接，驗證焊 接參數(shù)是否適宜，焊接設(shè)備等環(huán)境因素是否滿足焊接需要’焊縫的空間位置是否可 操作；通過焊后對接頭進行內(nèi)部質(zhì)量、力學性能或其他性能的試驗，證明焊接材料 是否合理，接頭力學性能是否滿足技術(shù)要求，從而驗證施焊單位所制定的工藝是否 合理，能否生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的焊接接頭。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,焊接工藝評定是保證焊接結(jié)構(gòu)制造質(zhì) 量的重要前提，針對鋼制壓力容器焊接，我國在2011年頒布了 NB/T 47014 — 2011 《承壓設(shè)備焊接工藝評定》NB/T 47015—2011《壓力容器焊接規(guī)程》。為了保證 焊接結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，每個制造焊接結(jié)構(gòu)的企業(yè)，都應(yīng)該按照有關(guān)的標準、監(jiān)督 規(guī)程、技術(shù)標準進行焊接工藝評定工作，任何制造商不準將焊接工藝評定的關(guān)鍵 工作，如焊接工藝評定任務(wù)書的編制、評定試板的焊接等委托另一個單位完成。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,二、焊接工藝評定的前提條件 焊接工藝評定所選用的設(shè)備、儀表和輔助機械均應(yīng)處常工作狀牽;鋼材 與所用的焊接材料必須符合相應(yīng)的標準；需由本單位技能熟練的焊工焊接試件， 焊縫的熱處理也必須由專門從事熱處理的工人進行。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,在焊接工藝評定時，將焊接工藝因素分為重要因素、補加重要因素和次要 因素。氣焊、焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極惰性氣體保護 焊、等離子弧焊和電渣焊焊接工藝評定的重要因素、補加重要因素和次要因素 分別見表8-6和表8-7。當任何一項重要因素變更時，都需要重新進行評定試驗； 當增加或變更任何一項補加重要因素時，則可按照增加或變更的補加因素增加沖 擊韌度試件進行試驗；當增加或變更次要因素時，不必重新評定焊接工藝，而需 要重新編制焊接工藝規(guī)程。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,凡屬下列情況之一者，需要重新進行焊接工藝評定： 1)改變焊接方法，需重新評定。 2)改變焊接材料或施焊單位首次焊接的鋼種，需重新評定。為減少焊接工 藝評定的數(shù)量，將母材按其化學成分、力學性能和焊接性能進行分類與分組，見 表8-8。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,①凡一種母材評定合格的焊接工藝，可用于同組別所包含的其他母材。 ②組別號為1V-1母材的評定適用于II-1的母材。 ③高組別號母材的評定適用于同組別號母材與低組別號母材組成的焊轅接頭。 ④類別號為II、組別號為VI-1母材的評定適用于該類別號或該組別咢母材 與類別號為I母材所組成的焊接接頭。除此之外的不同類別號的母材所組成的焊 接接頭，即使母材各自都已經(jīng)評定合格，仍然需要重新評定。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,3)若改變焊后熱處理類別，則需重新評定。鋼種分為不熱處理、退火、回 火、正火、正火加回火、淬火加回火等，試件的焊后熱處理與焊件在制造時的焊后熱處理基本相同。在消除應(yīng)力熱處理的溫度下，允許試件的保溫時間等于焊件 制造時累計保溫時間的80%。 4)對接焊縫評定合格的焊接工藝，適用于焊件的母材厚度和焊縫金屬厚度 的有效范圍，見表8-9。超出適用有效范圍的需要重新評定。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,5)對各種方法的耐腐蝕層堆焊，凡下列情況之一者，均需要進行重新焊接工藝評定。 ①改變或增加焊接方法。 ②基體鋼材類別號為IV時，改變組別號。 ③改變基體鋼材類別號。 ④除了橫焊、立焊或仰焊位置的評定適用于平焊位置外，改變評定合格的 焊接位置。 ⑤預(yù)熱溫度比評定范圍下限低50℃以上，或?qū)娱g溫度超過評定范圍的最大值。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,⑥ 改變焊后熱處理類別。 ⑦焊后熱處理溫度下的總保溫時間比評定最長保溫時間延長25%或更多。 ⑧多層焊變?yōu)閱螌佣押富蛳喾础?⑨變更堆焊電流種類或極性。 ⑩對于焊條電弧焊，除了上述九項外，變更焊條牌號、堆焊首層時變更焊 條直徑或施焊焊接電流比評定范圍上限值增大10%以上時，也需要重新評定。 對于埋弧焊、MIG焊、TIG焊，除了上迷九項外，變更焊絲（或焊帶） 鋼號、焊劑牌號或焊劑混合比，改變同一熔池焊絲數(shù)量，添加或取消附加填充金 屬，增加或取消焊絲擺動，改變焊絲或附加填充金屬的橫截面積超過10%，改 變焊接熱輸人或單位長度焊道內(nèi)熔敷金屬體積比評定上限值大10%以上者，均 需要重新進行焊接工藝評定。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,三、焊接工藝評定的程序和步驟 1.焊接工藝評定的程序 焊接工藝評定的主要目的在于證明某一個焊接工藝是否能夠獲得符合要求的 焊接接頭，判斷該工藝的正確性，而不是評定焊工的技藝水平。焊接工藝評定對 焊接工人只要求熟練。焊接工藝評定報告并布直接指導(dǎo)生產(chǎn)，只是焊接工藝規(guī)程 的支持文件，沒有一份或多份焊接工藝評定報告支持的焊接工藝規(guī)程是沒有意義 的。據(jù)此，焊接工藝評定的程序，如圖8-8所示。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,2.焊接工藝評定的步驟 (1)提出焊接工藝評定項目明確焊縫質(zhì)量要求和評定試驗遵循的標準。 根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的施工圖，歸納出焊縫的形式和板厚組合，根據(jù)不同的焊接方 法、焊接位置、坡口形式和代表板厚范圍，選出典型焊縫進行工藝評定。對于 新鋼種或首次采用的鋼材，在工藝評定試驗前還應(yīng)進行焊接性試驗，包括斜y 坡口焊接裂紋試驗、熱影響區(qū)最高硬度試驗、系列溫度沖擊試驗、鋼板Z向性 能試驗等。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,(2)編制焊接工藝評定任務(wù)書根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件對焊縫的技術(shù)要求編制焊 接工藝評定任務(wù)書，其內(nèi)容包括焊接工藝評定的依據(jù)、評定用鋼板、焊縫質(zhì)量要 求（包括焊縫無損檢測、力學性能試驗或耐蝕性試驗等)、試驗件的制取標準和 數(shù)量、焊后熱處理和試驗進度安排等。 (3)編制焊接工藝評定指導(dǎo)書對需要進行焊接工藝評定的每一組試件，需編制焊接工藝評定指導(dǎo)書（PWPS)，并指導(dǎo)操作者進行焊接試驗。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,(4)試板的焊接和試驗試板的焊接應(yīng)嚴格按照焊接工藝評定指導(dǎo)書的規(guī) 定，焊后按要求對焊縫進行無損檢測、接頭力學性能試驗和焊后熱處理等，并做 好施焊記錄、無損檢測記錄、熱處理記錄和接頭力學性能試驗結(jié)果記錄。 (5)整理焊接工藝評定試驗報告工藝評定試驗報告應(yīng)由有關(guān)人員審核、 最后報總工程師批準。根據(jù)工藝評定施焊記錄、無損檢測記錄、熱處理記錄和接 頭力學性能試驗結(jié)果記錄，整理焊接工藝評定試驗報告。焊接工藝評定試驗報告 的內(nèi)容應(yīng)包括如下內(nèi)容：,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,1)母材的牌號、規(guī)格、化學成分和力學性能等。 2)焊接材料（包括保護氣體和燃氣）的牌號、規(guī)格、化學成分和力學性 能等。 3)試板的組裝圖示。 4)試件的焊接條件和焊接參數(shù)和熱處理工藝參數(shù)等。 5)焊縫的無損檢測結(jié)果。 6)接頭的力學性能試驗結(jié)果。 7)結(jié)論。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,四、焊接工藝評定實例 下面以跨度為108m的鐵路桁梁橋為例，介紹焊接工藝評定試驗的內(nèi)容。 1.評定標準的確定 跨度為108m的鐵路桁梁橋主體結(jié)構(gòu)采用Q370qE鋼，鋼材性能符合GB/T 714—2008《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》及設(shè)計要求的規(guī)定（鋼板正火狀態(tài)，當板厚δ 24mm時，-40℃Akv大于120J;當板厚δ24mm時，-40℃時應(yīng)大于 100J)。接頭評定標準為TB 10212—2009和設(shè)計要求，具體內(nèi)容為：,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,(1)焊縫強度焊縫屈服強度和抗拉強度不低于母材標準值。 (2)焊縫金屬斷后伸長率焊縫金屬斷后伸長率不低于母材標準值。 (3)接頭韌性對接焊縫和熔透角焊縫的焊縫金屬及熱影響區(qū)（線外linm) -40℃V形缺口沖擊吸收能置不低于41J;角接及棱角接焊縫各部位的-40℃V 形缺口沖擊吸收能量不低于34J。 (4)彎曲對接接頭彎曲180°不裂。 (5)接頭硬度不大于350HV30。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,2.試驗項目的確定 通過對跨度108m鐵路桁梁橋施工圖進行閱讀分析，全橋焊縫共分為對接焊 縫、熔透角焊縫、坡口角焊縫和T形角焊縫四類，其全橋的焊縫類型見表8-10。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,通過對焊縫歸類，選出典型板厚和典型接頭形式進行評定試驗，試驗項目見 表 8-11 ~ 表8-14。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,3.焊接工藝評定揩導(dǎo)書（pWPS)的編制 根據(jù)每一組焊接試驗項目，編制相應(yīng)的焊接工藝評定指導(dǎo)書（PWPS)，焊接工 藝評定指導(dǎo)書的格式可參照表8-3 ~表8-5中焊接工藝指導(dǎo)書(WPS)的格式編寫。 4.焊接試驗及焊縫檢驗 根據(jù)批準的焊接工藝評定指導(dǎo)書逐一進行評定試驗，施焊過程中應(yīng)對焊接參 數(shù)、坡口尺寸、試件大小、環(huán)境狀況、預(yù)熱等進行詳細記錄。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,試驗焊縫經(jīng)過外觀 檢査，外觀合格并經(jīng)焊接24h后，進行內(nèi)部質(zhì)量檢驗（磁粉檢測、超聲波檢測 或射線檢測），無損檢測合格后出具檢測報告，然后從試板上截取力學性能試 件，進行焊接接頭力學性能試驗（包括拉伸、沖擊、彎曲、宏觀斷面、硬度試 驗等），力學性能試驗合格后出具力學性能試驗報告。 5.焊接工藝評定試驗報告的整理 將焊接試驗過程記錄、試驗結(jié)果等進行匯總，編制焊接工藝評定拭驗報告。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,焊接設(shè)備的使用 一、焊接設(shè)備的驗收標準 新購入的焊接設(shè)備在使用前，應(yīng)按國家標準和機械行業(yè)標準中的主要內(nèi)容進 行驗收，常用的焊接設(shè)備標準有： GB/T 8118—2010電弧焊機通用技術(shù)條件 JB/T 7834—1995弧焊變壓器 JB/T 7835—1995弧焊整流器 JB/T 7438—1994空氣等離子弧切割機,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,二、焊接設(shè)備驗收步驟和內(nèi)容 焊接設(shè)備按下列步驟進行驗收: 1.外觀檢查 開箱后按裝箱單進行箱內(nèi)物品數(shù)量核實。然后檢查焊接設(shè)備的緊固螺栓是否 旋緊，標牌指示是否明顯，儀表有無壞損，焊機調(diào)節(jié)手柄是否轉(zhuǎn)動靈活，接地線 裝置是否可靠，焊接設(shè)備本體是否有磕碰痕跡等。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,2.文件檢查 開箱后檢查隨機文件：設(shè)備使用說明書、裝箱單、產(chǎn)品合格證、保修單等必 須齊全，并且必須與該機的產(chǎn)品型號、出廠統(tǒng)一編號一致。 3.絕緣性能檢查 檢查焊機或控制設(shè)備中的電源輸入回路與焊機外殼之間及變壓器輸入、輸出 回路之間的絕緣電阻不應(yīng)小于2. 5MΩ。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,4.調(diào)試 按設(shè)備說明書進行焊機的空載電壓、焊接電流、電弧電壓等的調(diào)節(jié)范圍及指 示精度的調(diào)節(jié)，觀察其調(diào)節(jié)性能、調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)均勻性是否符合技術(shù)文件 要求。 5.焊接試驗 通過焊接試驗，測試該焊機引弧的可靠性、焊接過程中電弧燃燒的穩(wěn)定性、 焊接電流變化的情況，以及焊機的工作噪聲等。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,三、埋弧焊機的驗收與維修 埋弧焊機常見故障及排除方法見表8-15。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,四、鎢極氬弧焊機的驗收與維修 鎢極氬弧焊機常見故障與排除維修方法，見表8-16。,,,,工藝評定與焊接設(shè)備,五、CO2氣體保護焊驗收與維修 CO2氣體保護焊常見故障及排除方法見表8-17。,,,,Thank You,36,,,,Thank You,37,