昆明市焊工考證培訓(xùn)：焊接工藝評定基本常識
一、焊接工藝評定概念
焊接工藝評定工作是整個(gè)焊接工作的前期準(zhǔn)備。焊接工藝評定工作是驗(yàn)證所擬定的焊件及有關(guān)產(chǎn)品的焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過程和結(jié)果評價(jià)。
它包括焊前準(zhǔn)備、焊接、試驗(yàn)及其結(jié)果評價(jià)的過程。焊接工藝評定也是生產(chǎn)實(shí)踐中的一個(gè)重要過程，這個(gè)過程有前提、有目的、有結(jié)果、有限制范圍。所以焊接工藝評定要按照所擬定的焊接工藝方案進(jìn)行焊前準(zhǔn)備、焊接試件、檢驗(yàn)試件、測定試件的焊接接頭是否具有所要求的使用性能的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，最后將全過程積累的各項(xiàng)焊接工藝因素、焊接數(shù)據(jù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果整理成具有結(jié)論性、推薦性的資料，形成“焊接工藝評定報(bào)告”。
二、焊接工藝評定的意義
焊接工藝評定是保證鍋爐、壓力容器和壓力管道焊接質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。焊接工藝評定是鍋爐、壓力容器和壓力管道焊接之前技術(shù)準(zhǔn)備工作中一項(xiàng)不可缺少的重要內(nèi)容，是國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)進(jìn)行工程審驗(yàn)中必檢的項(xiàng)目，是保證焊接工藝正確和合理的必經(jīng)途徑，是保證焊件的質(zhì)量，焊接接頭的各項(xiàng)性能必須符合產(chǎn)品技術(shù)條件和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求的重要保證。
因此，必須通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)即焊接工藝評定加以驗(yàn)證焊接工藝正確性和合理性，焊接工藝評定和還能夠在保證焊接接頭質(zhì)量的前提下盡可能提高焊接生產(chǎn)效率和最大限度的降低生產(chǎn)成本，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
三、焊接工藝評定目的
1 是鍋爐、壓力容器和壓力管道及設(shè)備制造、安裝、檢修等生產(chǎn)過程和焊工培訓(xùn)教學(xué)應(yīng)遵循的技術(shù)文件。
2 是焊接質(zhì)量管理所要執(zhí)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或重要措施。
3 是反映一個(gè)單位施焊能力和技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志。
4 是行業(yè)和國家相關(guān)的規(guī)程所做規(guī)定的必須進(jìn)行的項(xiàng)目。
四、焊接工藝評定的適用范圍
1 焊接工藝評定適用于鍋爐、管道、壓力容器和承重鋼結(jié)構(gòu)等鋼制設(shè)備的制作、安裝、檢修的焊接工作以及焊工培訓(xùn)和焊工技術(shù)考核，在這些工作實(shí)施前都要進(jìn)行的焊接工藝評定，來確定所擬訂的焊接工藝的正確性。
2 焊接工藝評定適用于焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲電弧焊、氣焊、埋弧焊等焊接方法。
3 從事制造、安裝或檢修工作的企業(yè)。
4 焊接工藝評定是具有針對性的，各種產(chǎn)品的技術(shù)條件要求是不同的，如果產(chǎn)品是壓力容器，則其工藝評定的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該符合壓力容器的技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)的要求；如果產(chǎn)品是承重鋼結(jié)構(gòu)，則其工藝評定試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該符合該承重鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)條件的標(biāo)準(zhǔn)要求等，焊接工藝評定工作就是以滿足產(chǎn)品的技術(shù)條件作為焊接工藝評定試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)的首要要求。
五、焊接工藝評定特點(diǎn)
1 焊接工藝評定是解決任一鋼材在具體條件下的焊接工藝問題，而不是選擇最佳工藝參數(shù)，具有一定的范圍，供大多數(shù)人接受。
2 焊接工藝評定是解決在具體工藝條件下的使用性能問題，但不能解決消除應(yīng)力、減少變形、防止焊接缺陷產(chǎn)生等涉及到的整體質(zhì)量問題。
3 焊接工藝評定要以原材料的焊接性能為基礎(chǔ)，通過焊接工藝評定可靠的技術(shù)條件試驗(yàn)，去指導(dǎo)生產(chǎn)，避免了把實(shí)際產(chǎn)品當(dāng)試驗(yàn)件的弊病。
4 焊接工藝評定試驗(yàn)過程中應(yīng)該排除人為因素，不要把焊接工藝評定與焊工技能評定混為一談。主持焊接工藝評定工作的人員應(yīng)該有能力分辨出產(chǎn)生缺陷的原因是焊接工藝問題還是焊工的技能問題，如果是技能問題應(yīng)通過焊工培訓(xùn)來解決。
5 現(xiàn)有的焊接工藝評定規(guī)程所規(guī)定需要進(jìn)行的試驗(yàn)，主要是焊接接頭的常溫力學(xué)試驗(yàn)。即通過了外觀檢驗(yàn)、無損檢測和常溫力學(xué)試驗(yàn)，一般認(rèn)為就通過了焊接工藝試驗(yàn)。對于電力行業(yè)高溫、高壓管道的新鋼種這個(gè)結(jié)果是不完全可靠，還要考慮接頭的高溫持久試驗(yàn)、蠕變試驗(yàn)、應(yīng)力腐蝕等試驗(yàn)。
六、焊接工藝評定的程序
編制和下達(dá)焊接工藝評定任務(wù)書——編制焊接工藝評定方案——焊制試件和檢驗(yàn)試件——編制焊接工藝評定報(bào)告——根據(jù)焊接工藝評定報(bào)告編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書（或稱焊接工藝卡）
任務(wù)書的主要作用是下達(dá)評定任務(wù)，因此，其主要的內(nèi)容應(yīng)為：評定目的、評定指標(biāo)、評定項(xiàng)目和承擔(dān)評定任務(wù)的部門及人員的資質(zhì)條件等。
（1）評定指標(biāo)的確定
根據(jù)規(guī)程和鋼材的理論基礎(chǔ)知識（焊接性）等，確定各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。按照《焊接工藝評定規(guī)程》 DL/T869的規(guī)定，要求焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能（強(qiáng)度、塑性、韌性等指標(biāo)）應(yīng)與母材相當(dāng)或不低于母材相應(yīng)規(guī)定值的下限。
（2）評定項(xiàng)目的確定
根據(jù)工程的實(shí)際工作情況要求，按規(guī)程適用范圍做好項(xiàng)目的相關(guān)覆蓋，確定好評定項(xiàng)目。焊接工藝評定的項(xiàng)目確定應(yīng)從以下幾方面來考慮：
鋼材
（1）鋼材類級別劃分；
（2）鋼材類級別在“評定”中的基本規(guī)定；
（3）異種鋼的劃分異種鋼焊接接頭的含義是：
異種鋼焊接接頭鋼材組合基本上分為兩大類：一類為金屬組織類型相同化學(xué)成份不同，如低碳鋼與低合金鋼的焊接接頭，它們均屬珠光體組織類型，且物理性能差別較小，僅是化學(xué)成分不同；另一類為金屬組織類型和化學(xué)成分都不相同而物理性能差別較大，如低合金珠光體鋼與高合金馬氏體鋼或奧氏體不銹鋼的焊接接頭。
異種鋼焊接接頭的主要特征是：其形成的焊接接頭存在著化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能和焊接殘余應(yīng)力分布等的不均勻性，而焊接過程就需針對這些問題，采取必要的工藝措施加以解決。
①A類異種鋼接頭：焊接接頭一側(cè)為奧氏體鋼，另一側(cè)為其它組織鋼材。具體類型有：A+M、A+B、A+P等3組。
②M類異種鋼接頭：焊接接頭的一側(cè)為馬氏體鋼，另一側(cè)為其它組織鋼材，具體類型有：M+B、M+P等2組。
③B類異種鋼接頭：焊接接頭的一側(cè)為貝氏體鋼。另一側(cè)為珠光體銅。具體類型有：B+P只一組。
（1）對接焊縫適用于焊件厚度
①評定試件厚度為1．5≤δ<8(mm)時(shí)，適用于焊件厚度的范圍規(guī)定是：下限值為1．5mm，上限值為2δ，且不大于12mm。
②評定試件厚度為8≤δ≤40(mm)時(shí)，適用于焊件厚度的范圍規(guī)定是：下限值0．75 δ，上限值1．5δ。評定試件當(dāng)厚度大于40mm，上限值不限。
（2）角接焊縫適用于焊件厚度
已進(jìn)行評定的角接接頭厚度δ，適用于焊件厚度的范圍與對接接頭厚度規(guī)定相同，但試件厚度按下列規(guī)定計(jì)算：
①板一板角焊縫試件厚度為腹板的厚度。
②管板角焊縫試件厚度為管壁厚度。
③管座角焊縫試件厚度為支管壁厚度。
此外，埋弧焊雙面焊、小徑厚壁等要仔細(xì)查規(guī)程，按規(guī)程執(zhí)行。
各種焊接方法應(yīng)單獨(dú)“評定”，不得互相代替。采取一種以上焊接方法組合形式的“評定”，其中每種焊接方法可單獨(dú)“評定”，亦可組合“評定”。應(yīng)用時(shí)每種焊接方法的焊縫金屬厚度，應(yīng)在各自“評定”的適用范圍內(nèi)。例如：采用氬弧焊焊接根層(厚度3mm)，焊條電弧焊填充和蓋面工藝(厚度共8mm)進(jìn)行焊接工藝評定（其他條件）。這屬于2種焊接方法組合評定。則評定合格的焊接工藝除組合工藝有效外，還適用于：
（1）氬弧焊單獨(dú)焊接：評定焊縫金屬厚度為3mm，其適用厚度范圍為（1.5～6）mm。
（2）焊條電弧焊單獨(dú)焊接：評定焊縫金屬厚度為8mm，其適用厚度范圍為（6～12）mm。上述Ds/Ws焊縫焊接工藝也可單獨(dú)進(jìn)行氬弧焊、焊條電弧焊焊接工藝評定合格后，組合使用。氣焊焊接方法的“評定”，適用于焊件的最大厚度與“評定”試件厚度相同。
（1）板狀試件“評定”合格的工藝適用于管狀試件，反之亦可。但要考慮各種焊接位置。例：板平立仰可以代替水平固定管，板垂直可以代替垂直管。
（2）對接試件的“評定”，適用于角接試件。
（3）全焊透試件的“評定”，適用于非全焊透試件。
（4）板狀角焊縫試件評定合格的焊接工藝，適用于管與板或管與管的角焊縫，反之亦可。
（1） 焊條、焊絲、焊劑等焊接材料，隨著焊接過程的進(jìn)行要熔化，并以填充金屬形式熔入焊縫金屬中，是焊縫金屬的主要組成部分，選定和改變它們對焊接接頭的焊縫金屬性能有極大影響，但是它們品種繁多，給“評定”帶來很大困難。為減少評定數(shù)量，合理進(jìn)行“評定”，因此，焊接材料的選擇與鋼材的選用原則一樣，按類級別劃分，（規(guī)程有表可查）以利于“評定”工作進(jìn)行。
（2） 對于國外的焊條、焊絲和焊劑，可在應(yīng)用前查詢有關(guān)資料或經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，確認(rèn)符合要求后方可使用。其化學(xué)成分、力學(xué)性能與國內(nèi)焊材表中某種相近。可劃入相應(yīng)類級別中，與國內(nèi)焊材等同對待。未列入焊材表中的焊條、焊絲和焊劑，如化學(xué)成份、力學(xué)性能、工藝特性與表中某種相近，可劃入相應(yīng)類級中，可以應(yīng)用。不能劃入者，應(yīng)另行“評定”。
（3）各類別的焊條、焊絲應(yīng)分別評定。同類別而不同級別者，高級別的評定可適用于低級別；在同級別焊條中，經(jīng)酸性焊條評定者，可免做堿性焊條評定。
（4）填充金屬由實(shí)芯焊絲改變?yōu)樗幮竞附z，或反之。
（5）改變可燃?xì)怏w或保護(hù)氣體種類， 取消背面保護(hù)氣體。
（6）異種鋼焊接的材料選擇應(yīng)該遵照DL/T752的規(guī)定原則。
（7）對于國外材料，尤其是高合金鋼用焊接材料，應(yīng)該充分掌握該材料的基本性能，一些重要的與產(chǎn)品使用性能直接相關(guān)的指標(biāo)應(yīng)該通過試驗(yàn)取得驗(yàn)證后才能使用。
一般規(guī)程中對管子直徑的“評定”沒有嚴(yán)格規(guī)定，電力工業(yè)中因各種管子規(guī)格繁多，考慮到工藝上差異較大故作出如下規(guī)定：
（1）當(dāng)“評定”試件管子外徑Do≤60mm、采用氬弧焊焊接方法時(shí)，其工藝適用于焊件管子的外徑不規(guī)定。
（2）其它管徑的“評定”，適用于焊件管子外徑的范圍為：下限0.5D0，上限不規(guī)定。
電力工業(yè)針對行業(yè)特點(diǎn)，對“評定”的焊接位置和適用范圍做了專門規(guī)定，(見規(guī)程上表)有如下情況時(shí)，還應(yīng)遵循下列規(guī)定：
（1）在立焊位中，當(dāng)根層焊道從上向焊改為下向焊或反之，應(yīng)重新評定。
（2）直徑由≤60mm管子的氣焊、鎢極氬弧焊，除對焊接工藝參數(shù)有特殊要求外，一般僅對水平管進(jìn) 行“評定”，即可適用于焊件的所有焊接位置。
（3）管子全位置自動(dòng)焊時(shí)，必須采用管狀試件進(jìn)行“評定”，不可用板狀試件“評定”替代。
評定試件預(yù)熱溫度超過擬訂的參數(shù)時(shí)，應(yīng)該重新評定：
（1）評定試件預(yù)熱溫度降低超過50℃；
（2）有沖擊韌性要求的焊件，層間溫度提高超過50℃。
（1）中間需要進(jìn)行檢驗(yàn)和不能一次將試件焊完，要進(jìn)行后熱處理。
（2）焊后熱處理和焊接操作完成間隔一定時(shí)間再焊后熱處理的間隔時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格按照各類鋼材的熱處理規(guī)范要求進(jìn)行并符合DL/T 819 和DL/T 868的規(guī)定。：如P91馬氏體鋼要求焊接工作完成后，待焊縫冷卻至100℃后奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體再升溫進(jìn)行焊后熱處理。
當(dāng)焊接規(guī)范參數(shù)和操作技術(shù)出現(xiàn)變化時(shí)，應(yīng)按其參數(shù)類型重新評定或變更工藝指導(dǎo)書。
（1）氣焊時(shí)，火焰性質(zhì)的改變；
（2）自動(dòng)焊時(shí)，改變導(dǎo)電咀到工件間的距離；
（3）焊接速度變化范圍比評定值大10%；
（4）從單面焊改變?yōu)殡p面焊；
（5）從手工焊改為自動(dòng)焊；
（6）多道焊改變?yōu)閱蔚篮�，等等�?/span>
可以根據(jù)以上幾個(gè)方面要求或其它特殊條件綜合考慮來如何確定焊接工藝評定的項(xiàng)目。
七、焊制試件和試件檢驗(yàn)
1 焊制試件必須在有效的監(jiān)督下，嚴(yán)格按工藝評定方案的要求及規(guī)定進(jìn)行。
2 施焊過程中對每一步驟都應(yīng)有專人認(rèn)真記錄，應(yīng)配備能保存記錄數(shù)據(jù)的參數(shù)記錄儀記錄，記錄要妥善保存，以備審定。
3 檢驗(yàn)項(xiàng)目必須齊全，按有關(guān)規(guī)程要求進(jìn)行。
主要檢驗(yàn)項(xiàng)目有：
（1）焊縫外觀檢查:焊縫金屬的余高不應(yīng)低于母材，咬邊的深度和長度不超過標(biāo)準(zhǔn)，焊縫表面沒有裂紋、未熔合、夾渣、弧坑和氣孔。
（2）焊縫的無損探傷檢查：管狀試件的射線探傷按DL/T821的規(guī)定進(jìn)行，焊縫質(zhì)量不低于Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)。無損探傷檢驗(yàn)與焊接接頭力學(xué)性能是沒有關(guān)聯(lián)的，但“評定”中對焊接缺陷狀況的了解卻很必要，同時(shí)也考慮到在切取試片時(shí)應(yīng)予避開，為此列入檢驗(yàn)項(xiàng)目中是應(yīng)該的。而斷口檢查主要目的是檢查焊縫金屬斷面宏觀焊接缺陷，屬于焊工操作技能測定范圍，不能直接用于測定力學(xué)性能，故取消。
（3）拉伸試驗(yàn) （尺寸試樣）
①試樣的余高以機(jī)械方法去除，與母材平齊。
②試件的厚度：厚度小于30mm時(shí)可用全厚度試件，厚度大于30mm時(shí)可加工成兩片或多片試樣。
③每個(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度不低于母材的下限。
④異種鋼試樣的抗拉強(qiáng)度不低于較低一側(cè)母材下限。
⑤兩片或多片試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，每組試樣的平均值不超過母材規(guī)定值的下限。
（4）彎曲試驗(yàn)
①彎曲試樣可分為橫向面彎（背），縱向面彎（背），橫向側(cè)彎。
②T小于10時(shí)， T=t；T大于t時(shí)， t＝10。試樣的寬度：40、20、10（單位：mm）。
③試樣的余高以機(jī)械方法去除，保持母材原始表面，咬邊和焊根缺口不允許去除。
④橫向側(cè)彎表面存在缺陷應(yīng)以較嚴(yán)重一測為拉伸面。
⑤影響彎曲試驗(yàn)的三個(gè)主要因素是：試樣的寬與厚之比、彎曲角度和彎軸直徑。SD340-89規(guī)程的彎曲試驗(yàn)方法和相關(guān)的規(guī)定未與材料本身延伸率相對應(yīng)，因此，試樣彎曲外表面伸長程度對部分鋼材已超過了伸長率規(guī)定的下限值，故不盡合理。
為使彎曲試驗(yàn)對塑性測定更趨于合理，新規(guī)程做了如下規(guī)定：彎曲試驗(yàn)方法按GB／T232金屬彎曲試驗(yàn)方法進(jìn)行。
彎曲試驗(yàn)條件規(guī)定為：試樣厚度≤10，彎軸直徑(D)4t。支座間距(Lmm)6t+3，彎曲角度180度。
對于標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件規(guī)定延伸率下限值小于20%的鋼材，若彎曲試驗(yàn)不合格，而實(shí)測值延伸率<20％，則允許加大彎軸直徑進(jìn)行試驗(yàn)，彎曲到規(guī)定角度后，每片試樣的拉伸面上，在焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)任何方向上都不得有長度超過3mm的開裂缺陷，棱角上的裂紋除外，但由于夾渣缺陷所造成的開裂應(yīng)計(jì)入。
（5）沖擊試驗(yàn):對承壓、承重部件只要具備做沖擊試樣條件者，均應(yīng)進(jìn)行沖試驗(yàn)，因此，當(dāng)滿足下列條件時(shí)要做：
①當(dāng)焊件厚度如不足取樣(5?0?5mm)時(shí)，則可不做。
②當(dāng)焊件厚度≥16mm時(shí)，需做沖擊試驗(yàn)， 10?0?5mm.
③評定合格標(biāo)準(zhǔn)：三個(gè)試樣平均值不應(yīng)低于相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定的下限，其中一個(gè)不得低于規(guī)定值的70％。
（6）金相檢驗(yàn)：管板角接，同一切口不得有兩個(gè)檢驗(yàn)面。
（7）硬度試驗(yàn)：焊縫和熱影響區(qū)的 硬度不應(yīng)低于硬度值的90％，不超過母材布氏硬度加100HB，且不超過下列規(guī)定：
合金總含量小于3％時(shí)，硬度小于等于270HB；
合金總含量等于3~10時(shí)，硬度小于等于300HB；
合金總含量大于10時(shí)， 硬度小于等于350HB；
P91鋼220~240為最佳。
（8）以上試樣的制備、切取和評定按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
（9）檢驗(yàn)后必須由具備相應(yīng)資質(zhì)條件的人員出具正式報(bào)告。
（10）檢驗(yàn)程序和要求必須符合規(guī)程規(guī)定。
八、編制焊接工藝評定報(bào)告
焊接工藝評定報(bào)告是其企業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備的重要資料。這些技術(shù)儲(chǔ)備重要資料要以技術(shù)檔案資料方式保存在企業(yè)的檔案之內(nèi)。當(dāng)單位預(yù)計(jì)或遇到需要完成的焊接工程時(shí)，應(yīng)該首先從自己的技術(shù)檔案查詢。如果沒有這一工程任務(wù)所必須具備的焊接工藝評定文件，或雖然有近似的焊接工藝評定文件，然而根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)其適用范圍與將面臨的焊接工程不符合/或不可覆蓋，單位應(yīng)該安排進(jìn)行焊接工藝評定工作。
焊接工藝評定報(bào)告是工藝評定最后的成果，是評定全過程的總結(jié)，是焊接技術(shù)文件的重要組成部分，是指導(dǎo)焊接工作的基本文件。根據(jù)試件焊制時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和檢驗(yàn)的各項(xiàng)原始報(bào)告和記錄，由負(fù)責(zé)評定工作的焊接工程師做出綜合評定結(jié)論并填寫《焊接工藝評定報(bào)告》。
焊接工藝評定報(bào)告必須以認(rèn)真、嚴(yán)肅的態(tài)度進(jìn)行編制，內(nèi)容應(yīng)全面和完整，結(jié)論應(yīng)準(zhǔn)確、可靠，不得任意編造、弄虛作假，綜合評定結(jié)論是工藝評定過程所取得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的匯總和對評定的總體評價(jià)以及指導(dǎo)焊接工作的依據(jù)。
因此，編寫綜合評定結(jié)論時(shí)，必須通過對評定各環(huán)節(jié)所積累的數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行認(rèn)真分析、歸納和總結(jié)，提出滿足使用條件要求的各項(xiàng)工藝數(shù)據(jù)和相應(yīng)條件。完成評定后資料應(yīng)匯總，評定資料應(yīng)建檔保存。評定審查報(bào)告應(yīng)包括的內(nèi)容：審查范圍和項(xiàng)目、審查過程情況、審查的依據(jù)、要點(diǎn)和結(jié)論。
完整的焊接工藝評定資料應(yīng)包括：評定任務(wù)下達(dá)指令書、評定任務(wù)書、評定編號法、焊接性評價(jià)資料（或焊接工藝設(shè)計(jì)資料）、評定工藝方案、焊制試件過程的詳細(xì)記錄、評定各項(xiàng)檢查、檢驗(yàn)和試驗(yàn)的原始報(bào)告、評定工藝報(bào)告、評定審查報(bào)告等。
