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焊接工艺评定 第一节 焊接工艺评定的概念及其目的 一、焊接工艺评定的概念 定义：为验证所拟订的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及对试验结果的评价，称为焊接工艺评定。 二、焊接工艺评定的目的 1 、验证施焊单位拟订的焊接工艺是否正确。 2 、评价施工单位能否焊出符合有关要求的焊接接头。 待评的焊接工艺由施工单位拟订。 试件要由施工本单位技能熟练的焊接人员施焊。 试件要利用施工本单位的焊接设备施焊。 三、焊接工艺评定的依据 主要依据是有关的国家和行业标准 CCS 材料与焊接规范 铁路钢桥制造规范 钢制压力容器焊接工艺评定 美国钢结构焊接规范 第二节 焊接工艺评定要求及规则 1 、焊接工艺评定以可靠的材料焊接性能为依据，并 在 工程施焊前完成 2 、焊接工艺评定的参数，原则上根据焊接材料及被焊材料确定。 尤其是预热温度，层间温度，后热温度 3 、焊接工艺评定应以实际生产为依据。 二、对母材之间替代关系的规定 按照化学成分、力学性能和焊接性能的相近程度进行分类分组，比较相近的归为一类，更为相近的归为一组。 Ⅰ — 屈服强度下限不大于 300Mpa 的碳钢 Ⅱ — （ 1 ）屈服强度下限大于 300Mpa 的碳钢 （ 2 ）碳 - 钼钢 （ 3 ）锰 - 钼钢 （ 4 ）铬 - 钼钢 0.5%Cr ， 0.5Mo （ 5 ）镍含量 ≤2% 的钢 Ⅲ — 轧制或调制状态的弥散强化钢 ( 多用于粉末冶金 ) Ⅳ — 马氏体或铁素体不锈钢 Ⅴ — 镍合金钢（ 2.25 ～ 3.5% ） Ⅵ — 奥氏体不锈钢 Ⅶ — 镍基合金 Ⅷ — 铜及铜合金 Ⅸ — 特种金属 三、对试件厚度有效适用范围的规定 1.CCS 材料与焊接规范的规定： 2. 焊接接头形式的适用范围 2. 其他的适用范围规定 相同厚度、相同形式、相同焊材、相同参数的焊接。 高等级的钢材可替代低等级的钢材。 如：同样采用 E5015 焊材，焊接参数相同。厚度 20mm 的 Q345C 钢板焊接合格，则同样厚度范围的 Q345B 也是 合格的。 带有车间底漆的焊接可以替代不带底漆的焊接。 相同状态的全熔透焊接，可替代部分熔透的焊接。 四、对焊接工艺因素的分类及分析 1 、焊接工艺因素的分类 （ 1 ）重要因素：影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素，例如，焊接方法、焊接材料等。 （ 2 ）补加因素：影响焊接接头冲击韧度的焊接工艺因素，如热输入，电流种类等。 （ 3 ）次要因素：对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素，如坡口形式 、坡口根部间隙等 。 2 、对各种工艺因素的分析 （ 1 ）焊接方法 改变焊接方法需重新评定； 当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法（或焊接工艺）时，可采用组合评定和分别评定两种方法 。 （ 2 ）焊缝形式 焊接接头形式包括：对接接头、 T 形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、锁底接头、端接接头等。 焊缝形式有：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝等。 对接接头 T 形接头 角接接头 锁底接头 角接接头 T 形接头 搭接接头 对接接头 对接焊缝 对接焊缝 对接焊缝 对接焊缝 角焊缝 角焊缝 角焊缝 角焊缝 由于任何接头都是由焊缝连接而成，同一种焊缝可以连接不同的接头 , 因此，焊接工艺评定时考察的对象是“焊缝”，而不是焊接接头 。 规定 ： 对接焊缝的试件评定合格的工艺亦适用于焊件角焊缝； 板材对接焊缝试件评定合格的工艺亦适用于管材的对接焊缝（直径及厚度范围），反之亦可。 管与板角焊缝评定合格的工艺亦适用于板材的角焊缝，反之亦可。 坡口形式、坡口根部间隙等一般为次要因素。 板材对接焊缝试件 管材对接焊缝试件 板材角焊缝试件 管与 板角焊缝试件 上图为对接焊缝试件 上图为角焊缝试件 （ 3 ）填充材料 包括：焊条、焊丝、焊剂和附加的填充金属等。均是重要因素 。 （ 4 ）焊接位置 包括：平焊、横焊、立焊、仰焊等，通常情况下都是次要因素。只有将位置改变为向上立焊时，为补加因素。 （ 5 ）预热 包括：预热和不预热 . 重要因素。 由预热改变为不预热，或预热温度降低 50 摄氏度以上时，需要重新评定。 （ 6 ）气体 包括：活性气体（ CO2 ）和惰性气体（氩气等）均为重要因素。 （ 7 ）焊后热处理 包括：不进行热处理和焊后进行热处理（例如正火、高温回火、固溶处理等），改变热处理方式或改为不进行热处理，均需要重新评定。 （ 8 ）电特性 包括：热输入、电源种类、极性、钨极种类或直径等。热输入 E=36U g I g /V （ J/CM ） 热输入、电源种类和极性能影响焊接接头的韧性， 因此是补加因素； 钨极种类或直径为次要 因素。 （ 9 ）技术措施 包括：焊丝摆动幅度，多道焊与单道焊，焊接方向，层间清理方法等，一般多为补加因素或次要因素。 第三节 焊接工艺评定的一般程序 一、编制焊接工艺指导书 焊接工艺指导书是焊接工艺评定的原始依据和评定对象，应将待评定的焊接工艺内容全部反映出来。 包括：焊接接头自然情况，母材种类、焊接方法、焊接材料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度等。 焊接工艺指导书通常采用标准中推荐的格式，也可以自己设计格式 。 二、施焊条件 按照标准规定准备试件； 由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位的焊接设备焊接试件； 采用的焊接工艺条件应严格遵守焊接工艺指导书； 三、理化实验 按照有关标准确定试验项目； 按照有关标准制备各种性能试样； 按照有关标准进行各种性能试验； 填写各个试验项目的试验报告。 四、编制焊接工艺评定报告 焊接工艺评定报告是对焊接工艺评定试验的全面总结，因此应对各项试验的试验结果进行汇总，同时给出最后的结论。 焊接工艺评定报告的作用：作为制定焊接工艺规程的依据，具有指导作用。 焊接工艺评定报告通常采用标准中推荐的格式。 第四节 焊接工艺评定试验的内容和方法 焊件上不同的焊缝采用不同的焊缝试件，不同的焊缝试件有不同的试验内容 。 主要根据不同的汗液标准规定确定试验项目。 一、对接焊缝试件 试验方法： 按 GB/T228-1987 规定的试验方法在拉力机上进行。 合格指标： 试样母材为同种钢号时，每个试样 σ b 不应低于母材钢号标准 规定的下限值； 试样母材为两种钢号时，每个试样的 σ b 不应低于两种钢号标 准规定值下限的较低值。 2 ）弯曲试验 试验目的： 测定接头的塑性，揭示接头内部的缺陷，以及焊缝的致密性。 试样的形式： 有面弯、背弯、纵向面弯、纵向背弯和横向侧弯等五种。其 中板材合和管材的面弯试样如下图所示； 试验方法： 按 GB/T232-1988 中的规定在拉力机上进行。 合格指标： 试样弯曲到 180 度以后，其拉伸面上沿任何方向不得有单条长度大于 3mm 的裂纹或缺陷。 3 ）冲击试验 试验目的： 测定接头的冲 击韧性。 试样形式： 10mm ×10mm×55mm 、 开 V 型缺口。 取样位置： 取样位置见右图所示： 合格指标：母材的冲击功要求 。 试验方法： 按 GB/T229-1994 中的规定在冲击试验机上进行。 二、角焊缝试件 1 、适用对象： 焊缝是非受压角焊缝的焊件接头。 2 、试件制备： 有两种，板材角焊缝试件和管材角焊缝试件。如下图所示： 3 、试验内容和试验方法 （ 1 ）外观检查 试验目的、试验方法和合格指标与对接焊缝试件相同。 （ 2 ）宏观金相检验 试验目的：检查焊缝根部是否焊透，接头内部有无裂纹、未熔合，以及焊脚之差。 合格指标： ① 焊缝根部应焊透； ② 焊缝和 HAZ 不得有裂纹、未熔合； （ 3 ）接头硬度试验