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焊接工艺评定锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则,焊接工艺评定与焊工技能考试,对于压力容器和压力管道的合格焊缝而言，一是接头 使用性能应符合要求，二是焊缝没有超标缺陷，这就很好地说明了焊接工艺评定与焊工技能考试之间的关系。焊工技能考试的目的是要求焊工按照评定合格的焊接工艺焊出没有超标缺陷的焊缝，而焊接接头的使用性能由评定合格的焊接工艺来保证，进行焊接工艺评定时，要求焊工技能熟练以排除焊工操作因素干扰。进行焊工技能评定时，则要求焊接工艺正确以排除焊接工艺不当带来的干扰，应当在焊工技能考试范围内解决的问题不要放到焊接工艺评定中来。总之，焊接工艺评定在于确定焊接接头的使用性能，而不在于确定焊工的操作技能。,第一节 焊接工艺评定的基本概念,焊接工艺评定的概念 根据JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定：定义：为验证所拟订的焊件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。,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、提供完整的焊接工艺参数，是编制焊接 作业指导书的依据。3、焊接质量管理的关键环节，是衡量一个单位施焊能力和技术水平的重要标志。,焊接工艺评定与焊接性试验,金属材料焊接性：工艺焊接性（可用性）和使用焊接性（可靠性）。工艺焊接性主要解决结合性能问题，即不出现裂纹，主要通过钢材焊接性试验实现（碳当量）；使用焊接性则主要解决实际应用中是否符合使用条件问题，主要通过焊接工艺评定实现。焊接性评价资料是焊接工艺评定的基础。（钢材的技术参数、钢材焊接裂纹敏感性试验报告、研究报告、相关论文及工程总结）；,评定焊接工艺的准则,按照焊接接头力学性能准则评定焊接工艺。焊接条件变更是否影响焊接接头力学性能，作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则。堆焊层的化学成分是验证所拟定的耐蚀堆焊焊接工艺正确性的判断准则。以焊接条件的变更是否引起了堆焊层化学成分的变化作为是否需要重新评定耐蚀堆焊焊接工艺的判断准则。,焊缝工艺评定试件分类,从焊接角度来看，任何结构的压力容器、压力管道都是由种种不同的焊接接头和母材构成的，而不管是何种焊接接头都是焊缝连接的，焊缝是组成不同形式接头的基础。焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定，因此焊接工艺评定试件分类是焊缝而不是焊接接头，在标准中将焊接工艺评定试件形式分为对接焊缝试件和角焊缝试件，并对它们的适用范围作了规定。,“焊缝”和“焊接接头”的概念,“焊缝”和“焊接接头”这两个概念是不同的。“焊缝”是指焊件经焊接后所形成的结合部分，而“焊接接头”则是由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点。检验焊接接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。,焊缝及接头的形式,焊缝形式分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝，共5 种。焊接接头形式分为：对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、塞焊搭接接头、槽焊接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底接头，共有12 种。,焊缝与焊接接头的形式关系,对接焊缝连接的不一定都是对接接头；角焊缝连接的不一定都是角接接头，尽管接头形式不同，连接它们的焊缝是可以相同的。不管焊件接头形式如何，只要是对接焊缝所连接，则只需采用对接焊缝试件评定焊接工艺。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件各种接头的对接焊缝和角焊缝；角焊缝试件评定合格的焊工艺可以用于焊件各种接头的角焊缝。,标准的适用范围,本标准适用于钢制容器的气焊，焊条电弧焊埋弧焊熔化极气体保护焊钨极气体保护焊电渣焊耐蚀堆焊等焊接工艺评定。压力管道的焊接工艺评定也执行本标准。下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708 标准评定合格 a）受压元件焊缝；b）与受压元件相焊的焊缝；c）熔入永久焊缝内的定位焊缝；d）受压元件母材表面堆焊、补焊；e）上述焊缝的返修焊缝。,基本术语,焊接工艺评定：为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。焊接工艺指导书：为验证性试验所拟定的、经评定合格的、用于指导生产的焊接工艺文件。焊接工艺评定报告：按规定格式记载验证性试验结果，对拟定焊接工艺的正确性进行评价的记录报告。焊接接头：由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点，检验接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。焊件：用焊接方法连接的压力容器或其零部件，焊件包括母材和焊接接头两部分。试件：按照预定的焊接工艺制成的用于焊接工艺评定试验的焊件。试件包括母材和焊接接头两部分。,一般性规定,1）焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在产品焊接之前完成。2）焊接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。3）对于截面全焊透的T形接头和角接接头，当无法检测内部缺陷，而制造单位又没有足够的能力确保焊透时，还应增加制作型号式试验件进行焊接工艺评定，经解剖试验确认方能允许施焊产品。4）焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。,第二节 对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则,焊接工艺因素,焊接接头的力学性能包括抗拉强度与冲击韧性，而弯曲性能是除有力学性能性质外，还表现为工艺性能。按照制订本标准时的重新评定焊接工艺判断准则，将焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。变更或增加补加因素要不要重新评定焊接工艺，要看焊件是否要求冲击试验来决定，当规定冲击试验时，补加因素当作重要因素对待；当不规定冲击试验时，补加因素当作次要因素对待。,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,层间温度等。（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，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。,（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.由预热改变为不预热，或预热温度降低50摄氏度以上时，均为重新评定。（6）气体 包括：可燃气体（例如乙炔、丙烷等）和保护气体（例如CO2，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、电源种类和极性能影响焊接接头的冲击韧性，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。,焊接工艺评定规则 焊接方法,改变焊接方法，需重新评定。各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素见表1。a.当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。b.当增加或变更任何一个补加因素时，则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验。c.当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺，但需重新编制焊接工艺指导书。,当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺时，可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定；亦可使用两种或两种以上焊接方法、焊接工艺焊接试件，进行组合评定。组合评定合格后用于焊件时，可以采用其中一种或几种焊接办法、焊接工艺，但应保证其重要因素、补加因素不变，按相关条款确定每种焊接方法或焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围。,焊接工艺评定规则-母材,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。表2-1 钢号分类组表,焊接工艺评定规则-母材,1、组别评定规则在同类同组的母材中，只要其中一种评定合格，该工艺适用于同组别号的其它母材。在同类别号中、高组别号母材的评定适用于该组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头。组别号为 VI-2母材的评定适用于组别号为II-1的母材。,焊接工艺评定规则-母材,2、类别评定规则类别号为II（或组别号为VI-1、VI-2）的同钢号母材的评定适用于该类别号（或该组别号）母材与类别号为I的母材所组成的焊接接头。,焊接工艺评定规则-母材,3、未列入表2-1 的钢号评定规则a.己列入国家标准、行业标准的钢号，根据其化学成分、力学性能和焊接性能确定归入相应的类别、组别中，或另分类别、组别；未列入国家标准、行业标准的钢号，应分别进行焊接工艺评定。b.国外钢材首次使用时应按每个钢号（按该国标准规定命名）进行焊接工艺评定。当己掌握该钢号焊接性能，且其化学成分、力学性能与表2中某钢号相当，且某钢号己进行过焊接工艺评定时，该进口钢材可免做焊接工艺评定。可在本单位的技术文件中将此国外钢材归入某钢号所在类别、组别内。,焊接工艺评定规则-母材,国外钢材免作工艺评定的条件a)当己掌握该钢号焊接性能，且其化学成分、力学性能与表2-1中某钢号相当；b)且某钢号己进行过焊接工艺评定；c)在本单位的技术文件中将此国外钢材归入某钢号所在类别、组别内。,试件厚度有效适用范围的规定,试件母材为IV-2组 和b下限植大于540MPa级的低合钢，按表2-2和表2-3中的规定，除此之外，其他钢材有效范围按表2-4和表2-5规定。表2-2 试件厚度适用于焊件厚度有效范围,表23试件焊缝厚度适用于焊件焊缝厚度的有效范围,表2-4 试件厚度适用于焊件厚度的有效范围（横弯）表2-5 试件厚度试用于焊件厚度的有效范围(纵弯）,力学性能和弯曲试验,表2-10 试验项目和试件的数量 1）拉伸试验 试验目的：测定接头的强度。,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：有横向面弯、横向背弯、纵向面弯、纵向背弯和横向侧弯等五种。横向面弯与横向背弯用于试件厚度10mm，横向侧弯用于试件厚度10，纵向面弯与纵向背弯用于焊缝与母材之间的弯曲性能显著不同时。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 10mm55mm、开V型缺口。合格指标：每个区3个试样的常温冲击吸收功的平均值不得小于27J，至多准许有1个低于 27J，但不低于19J。试验方法：按GB/T229-1994中的规定在冲击试验机上进行。,4）型式试验 1、适用对象：当焊件的T型接头和角接接头的截面要求全焊透时，要求在用对接焊缝试件的同时，补加型式试验。2、试件制备：有两种，板材型式 试件和管-板型式 试件，如右图所示，均应开坡口：3、试验内容和试验方法（1）外观检查；（2）宏观金相检查；此两项的试验目的和试验方法均与角焊缝试件相同。不同处在于宏观金相检验的合格指标要求：接头焊缝根部应全焊透；焊缝和HAZ不得有裂纹、未熔合。,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。,锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则,2、操作技能考试 焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面进行考核。,2）经焊接操作技能考试合格的焊工，属下列情况之一的，需重新进行焊接操作技能考试：a.改变焊接方法；b.在同一种焊接方法中，手工焊考试合格，从事焊机操作工作时；c.在同一种焊接方法中，焊机操作考试合格，从事手工焊工作时；d.表5中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时；e.焊件焊接位置超出表11规定的适用范围时。,5）试件适用范围 a.手工焊焊工采用对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件焊缝金属厚度范围见表7。t为每名焊工、每种焊接方法在试件上的对接焊缝金属厚度（余高不计），当某焊工用一种焊接方法考试且试件截面全焊透时，t与试件母材厚度T相等。b.手工焊焊工采用管材对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于管材对接焊缝焊件外径范围见表8；适用于焊缝金属厚度范围见表7。c.手工焊焊工采用管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于管板角接头焊件范围见表9，当某焊工用一种焊接方法考试且试件截面全焊透时，t与试件板材厚度S0相等。,d.焊机操作工采用对接焊缝试件或管板角接头试件考试时，母材厚度T或S0自定，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件焊缝金属厚度不限。e.焊机操作工采用管材对接焊缝试件和管板角接头试件考试时，管外径自定，经焊接操作技能考试合格后，适用于管材对接焊缝焊件外径和管板角接头焊件管外径的最小值为试件外径，最大值不限。f.气焊焊工焊接操作技能考试合格后，适用于焊件母材厚度及焊缝金属厚度不大于试件母材和焊缝金属厚度。g.手工焊焊工和焊机操作工采用不带衬垫对接焊缝试件和管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，分别适用于带衬垫对接焊缝焊件和管板角接头焊件；反之不适用。气焊焊工采用带衬垫对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于不带衬垫对接焊缝焊件；反之不适用。h.手工焊焊工和焊机操作工采用对接焊缝试件和管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，除规定需要重新考试时，适用于焊件角焊缝，且母材厚度和外径不限。,i.焊机操作工采用螺柱焊试件，经仰焊位置考试合格后，适用于任何位置的螺柱焊焊件；其他位置考试合格后，只适用相应位置的焊件，见图3。j.耐蚀堆焊试件各种焊接方法的焊接操作技能考试规定也适用于耐蚀堆焊。手工焊焊工和焊机操作工采用堆焊试件考试合格后，适用于焊件的堆焊层厚度不限，适用焊件母材厚度范围见表10。焊接不锈钢复合钢的复层之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格。k.手工焊焊工和焊机操作工，采用对接焊缝试件和管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件的焊接位置见表11。,6）其它a.手工焊焊工向下立焊试件考试合格后，不能免考向上立焊；反之也不可。b.摩擦焊焊接操作技能考试试件，其形式应与任一通过焊接工艺评定的试件或焊件相同。c.螺柱焊焊接操作技能考试时，应采用机械化焊接（手工引弧除外）。d.试件坡口形式及尺寸应按焊接工艺规程制备，或由焊工考委会按相应国家标准或行业标准制备。,表6,表7-表8,表9,表11,焊工考试项目代号，应按每个焊工、每种焊接方法分别表示。1）手工焊焊工考试项目表示方法为：-/-，其中：焊接方法代号，见表1，耐蚀堆焊代号加：(N及试件母材厚度）。试件钢号分类代号，见表3，有色金属材料按相应标准规定的代号。异种钢号用X/X表示。试件形式代号，见表4，带衬垫代号加：(K）。试件焊缝金属厚度。试件外径。焊条类别代号，见表2。焊接要素代号，见表5。考试项目中不出现某项时，则不填。,2）焊机操作工考试项目表示方法为：-，其中：焊接方法代号，见表1，耐蚀堆焊代号加：(N及试件母材厚度）。试件形式代号，见表4，带衬垫代号加（K）。焊接要素代号，见表5，存在两种以上要素时，用“/”分开。考试项目中不出现该项时，则不填。,焊工合格证（合格项目）有效期为2年，在合格项目有效期满前3个月，继续担任焊接工作的焊工，应向所属焊工考委会提出申请，由该考委会安排焊工考试或免考等事宜。有效期内的焊工合格证，在各地同等有效。,8、项目代号应用举例如下：(1）厚度为12mm的16MnR钢板对接焊缝平焊试件带衬垫，使用J507焊条手工焊接，试件全焊透，项目代号：SMAW-II-1G（K）-12-F3J。(2）壁厚为8mm、外径为60mm的20g钢管对接焊缝水平固定试件，背面不加衬垫，用手工钨极氩弧焊打底，填充金属为实芯焊丝，焊缝金属厚度为3mm，然后采用J427焊条手工焊填满坡口，项目代号为：GTAW-I-5G-3/60-02和SMAW-I-5G（K）-5/60-F3J。,(3）管材对接焊缝无衬垫水平固定试件，壁厚为8mm,外径为7Omm，钢号为16Mn，采用自动熔化极气体保护焊，使用实芯焊丝，在自动跟踪条件下进行多道焊全焊透（表5），项目代号：GMAW-5G-8/70-02-06/09。(4）管板角接头无衬垫水平固定试件，管材壁厚为3mm、，外径为25mm，材质为20号钢，板材厚度为8mm，材质为16MnR，采用手工钨极氩弧焊打底不加填充焊丝，焊缝金属厚度为2mm，然后采用自动钨极氩弧焊药芯焊丝多道焊，填满坡口，焊机无稳压系统，无自动跟踪系统，项目代号为：GTAW-I/II-5FG-2/25-01和GTAW-5FG（K）-05/07/09。,