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焊工技師、高級(jí)技師培訓(xùn),14-2 焊接工藝評(píng)定與焊接設(shè)備使用,1,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,焊接工藝評(píng)定 一、焊接工藝評(píng)定的意義 焊接工藝評(píng)定是通過(guò)對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能或其他性能的試驗(yàn)，證實(shí)焊接工 藝規(guī)程的正確性和合理性的一種程序。通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)前的坡口加工、接 頭清理等可以檢驗(yàn)焊前坡口尺寸、焊前準(zhǔn)備工作是否合理，通過(guò)實(shí)際焊接，驗(yàn)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(guò)焊后對(duì)接頭進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量、力學(xué)性能或其他性能的試驗(yàn)，證明焊接材料 是否合理，接頭力學(xué)性能是否滿足技術(shù)要求，從而驗(yàn)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(píng)定與焊接設(shè)備,焊接工藝評(píng)定是保證焊接結(jié)構(gòu)制造質(zhì) 量的重要前提，針對(duì)鋼制壓力容器焊接，我國(guó)在2011年頒布了 NB/T 47014 — 2011 《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)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(gè)制造焊接結(jié)構(gòu)的企業(yè)，都應(yīng)該按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)督 規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定工作，任何制造商不準(zhǔn)將焊接工藝評(píng)定的關(guān)鍵 工作，如焊接工藝評(píng)定任務(wù)書的編制、評(píng)定試板的焊接等委托另一個(gè)單位完成。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,二、焊接工藝評(píng)定的前提條件 焊接工藝評(píng)定所選用的設(shè)備、儀表和輔助機(jī)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(biāo)準(zhǔn)；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(jìn)行。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,在焊接工藝評(píng)定時(shí)，將焊接工藝因素分為重要因素、補(bǔ)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(hù)焊、鎢極惰性氣體保護(hù) 焊、等離子弧焊和電渣焊焊接工藝評(píng)定的重要因素、補(bǔ)加重要因素和次要因素 分別見(jiàn)表8-6和表8-7。當(dāng)任何一項(xiàng)重要因素變更時(shí)，都需要重新進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)； 當(dāng)增加或變更任何一項(xiàng)補(bǔ)加重要因素時(shí)，則可按照增加或變更的補(bǔ)加因素增加沖 擊韌度試件進(jìn)行試驗(yàn)；當(dāng)增加或變更次要因素時(shí)，不必重新評(píng)定焊接工藝，而需 要重新編制焊接工藝規(guī)程。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,凡屬下列情況之一者，需要重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定： 1)改變焊接方法，需重新評(píng)定。 2)改變焊接材料或施焊單位首次焊接的鋼種，需重新評(píng)定。為減少焊接工 藝評(píng)定的數(shù)量，將母材按其化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接性能進(jìn)行分類與分組，見(jiàn) 表8-8。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,①凡一種母材評(píng)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(hào)為1V-1母材的評(píng)定適用于II-1的母材。 ③高組別號(hào)母材的評(píng)定適用于同組別號(hào)母材與低組別號(hào)母材組成的焊轅接頭。 ④類別號(hào)為II、組別號(hào)為VI-1母材的評(píng)定適用于該類別號(hào)或該組別咢母材 與類別號(hào)為I母材所組成的焊接接頭。除此之外的不同類別號(hào)的母材所組成的焊 接接頭，即使母材各自都已經(jīng)評(píng)定合格，仍然需要重新評(píng)定。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,3)若改變焊后熱處理類別，則需重新評(píng)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(shí)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(shí)間等于焊件 制造時(shí)累計(jì)保溫時(shí)間的80%。 4)對(duì)接焊縫評(píng)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(jiàn)表8-9。超出適用有效范圍的需要重新評(píng)定。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,5)對(duì)各種方法的耐腐蝕層堆焊，凡下列情況之一者，均需要進(jìn)行重新焊接工藝評(píng)定。 ①改變或增加焊接方法。 ②基體鋼材類別號(hào)為IV時(shí)，改變組別號(hào)。 ③改變基體鋼材類別號(hào)。 ④除了橫焊、立焊或仰焊位置的評(píng)定適用于平焊位置外，改變?cè)u(píng)定合格的 焊接位置。 ⑤預(yù)熱溫度比評(píng)定范圍下限低50℃以上，或?qū)娱g溫度超過(guò)評(píng)定范圍的最大值。,,,,工藝評(píng)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(shí)間比評(píng)定最長(zhǎng)保溫時(shí)間延長(zhǎng)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(duì)于焊條電弧焊，除了上述九項(xiàng)外，變更焊條牌號(hào)、堆焊首層時(shí)變更焊 條直徑或施焊焊接電流比評(píng)定范圍上限值增大10%以上時(shí)，也需要重新評(píng)定。 對(duì)于埋弧焊、MIG焊、TIG焊，除了上迷九項(xiàng)外，變更焊絲（或焊帶） 鋼號(hào)、焊劑牌號(hào)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(dòng)，改變焊絲或附加填充金屬的橫截面積超過(guò)10%，改 變焊接熱輸人或單位長(zhǎng)度焊道內(nèi)熔敷金屬體積比評(píng)定上限值大10%以上者，均 需要重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,三、焊接工藝評(píng)定的程序和步驟 1.焊接工藝評(píng)定的程序 焊接工藝評(píng)定的主要目的在于證明某一個(gè)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(píng)定焊工的技藝水平。焊接工藝評(píng)定對(duì) 焊接工人只要求熟練。焊接工藝評(píng)定報(bào)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(méi)有一份或多份焊接工藝評(píng)定報(bào)告支持的焊接工藝規(guī)程是沒(méi)有意義 的。據(jù)此，焊接工藝評(píng)定的程序，如圖8-8所示。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,2.焊接工藝評(píng)定的步驟 (1)提出焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目明確焊縫質(zhì)量要求和評(píng)定試驗(yàn)遵循的標(biāo)準(zhǔn)。 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(jìn)行工藝評(píng)定。對(duì)于 新鋼種或首次采用的鋼材，在工藝評(píng)定試驗(yàn)前還應(yīng)進(jìn)行焊接性試驗(yàn)，包括斜y 坡口焊接裂紋試驗(yàn)、熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)、系列溫度沖擊試驗(yàn)、鋼板Z向性 能試驗(yàn)等。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,(2)編制焊接工藝評(píng)定任務(wù)書根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件對(duì)焊縫的技術(shù)要求編制焊 接工藝評(píng)定任務(wù)書，其內(nèi)容包括焊接工藝評(píng)定的依據(jù)、評(píng)定用鋼板、焊縫質(zhì)量要 求（包括焊縫無(wú)損檢測(cè)、力學(xué)性能試驗(yàn)或耐蝕性試驗(yàn)等)、試驗(yàn)件的制取標(biāo)準(zhǔn)和 數(shù)量、焊后熱處理和試驗(yàn)進(jìn)度安排等。 (3)編制焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書對(duì)需要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的每一組試件，需編制焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書（PWPS)，并指導(dǎo)操作者進(jìn)行焊接試驗(yàn)。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,(4)試板的焊接和試驗(yàn)試板的焊接應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書的規(guī) 定，焊后按要求對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)、接頭力學(xué)性能試驗(yàn)和焊后熱處理等，并做 好施焊記錄、無(wú)損檢測(cè)記錄、熱處理記錄和接頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果記錄。 (5)整理焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)由有關(guān)人員審核、 最后報(bào)總工程師批準(zhǔn)。根據(jù)工藝評(píng)定施焊記錄、無(wú)損檢測(cè)記錄、熱處理記錄和接 頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果記錄，整理焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告。焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告 的內(nèi)容應(yīng)包括如下內(nèi)容：,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,1)母材的牌號(hào)、規(guī)格、化學(xué)成分和力學(xué)性能等。 2)焊接材料（包括保護(hù)氣體和燃?xì)猓┑呐铺?hào)、規(guī)格、化學(xué)成分和力學(xué)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(wú)損檢測(cè)結(jié)果。 6)接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果。 7)結(jié)論。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,四、焊接工藝評(píng)定實(shí)例 下面以跨度為108m的鐵路桁梁橋?yàn)槔?，介紹焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)的內(nèi)容。 1.評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)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(jì)要求的規(guī)定（鋼板正火狀態(tài)，當(dāng)板厚δ 24mm時(shí)，-40℃Akv大于120J;當(dāng)板厚δ24mm時(shí)，-40℃時(shí)應(yīng)大于 100J)。接頭評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為TB 10212—2009和設(shè)計(jì)要求，具體內(nèi)容為：,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,(1)焊縫強(qiáng)度焊縫屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值。 (2)焊縫金屬斷后伸長(zhǎng)率焊縫金屬斷后伸長(zhǎng)率不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值。 (3)接頭韌性對(duì)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(duì)接接頭彎曲180°不裂。 (5)接頭硬度不大于350HV30。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,2.試驗(yàn)項(xiàng)目的確定 通過(guò)對(duì)跨度108m鐵路桁梁橋施工圖進(jìn)行閱讀分析，全橋焊縫共分為對(duì)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(jiàn)表8-10。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,通過(guò)對(duì)焊縫歸類，選出典型板厚和典型接頭形式進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn) 表 8-11 ~ 表8-14。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,3.焊接工藝評(píng)定揩導(dǎo)書（pWPS)的編制 根據(jù)每一組焊接試驗(yàn)項(xiàng)目，編制相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書（PWPS)，焊接工 藝評(píng)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(yàn)及焊縫檢驗(yàn) 根據(jù)批準(zhǔn)的焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書逐一進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)，施焊過(guò)程中應(yīng)對(duì)焊接參 數(shù)、坡口尺寸、試件大小、環(huán)境狀況、預(yù)熱等進(jìn)行詳細(xì)記錄。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,試驗(yàn)焊縫經(jīng)過(guò)外觀 檢査，外觀合格并經(jīng)焊接24h后，進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)（磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè) 或射線檢測(cè)），無(wú)損檢測(cè)合格后出具檢測(cè)報(bào)告，然后從試板上截取力學(xué)性能試 件，進(jìn)行焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)（包括拉伸、沖擊、彎曲、宏觀斷面、硬度試 驗(yàn)等），力學(xué)性能試驗(yàn)合格后出具力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告。 5.焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)報(bào)告的整理 將焊接試驗(yàn)過(guò)程記錄、試驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行匯總，編制焊接工藝評(píng)定拭驗(yàn)報(bào)告。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,焊接設(shè)備的使用 一、焊接設(shè)備的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 新購(gòu)入的焊接設(shè)備在使用前，應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的主要內(nèi)容進(jìn) 行驗(yàn)收，常用的焊接設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)有： GB/T 8118—2010電弧焊機(jī)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(jī),,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,二、焊接設(shè)備驗(yàn)收步驟和內(nèi)容 焊接設(shè)備按下列步驟進(jìn)行驗(yàn)收: 1.外觀檢查 開箱后按裝箱單進(jìn)行箱內(nèi)物品數(shù)量核實(shí)。然后檢查焊接設(shè)備的緊固螺栓是否 旋緊，標(biāo)牌指示是否明顯，儀表有無(wú)壞損，焊機(jī)調(diào)節(jié)手柄是否轉(zhuǎn)動(dòng)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(píng)定與焊接設(shè)備,2.文件檢查 開箱后檢查隨機(jī)文件：設(shè)備使用說(shuō)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(jī)的產(chǎn)品型號(hào)、出廠統(tǒng)一編號(hào)一致。 3.絕緣性能檢查 檢查焊機(jī)或控制設(shè)備中的電源輸入回路與焊機(jī)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(píng)定與焊接設(shè)備,4.調(diào)試 按設(shè)備說(shuō)明書進(jìn)行焊機(jī)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(yàn) 通過(guò)焊接試驗(yàn)，測(cè)試該焊機(jī)引弧的可靠性、焊接過(guò)程中電弧燃燒的穩(wěn)定性、 焊接電流變化的情況，以及焊機(jī)的工作噪聲等。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,三、埋弧焊機(jī)的驗(yàn)收與維修 埋弧焊機(jī)常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)表8-15。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,四、鎢極氬弧焊機(jī)的驗(yàn)收與維修 鎢極氬弧焊機(jī)常見(jiàn)故障與排除維修方法，見(jiàn)表8-16。,,,,工藝評(píng)定與焊接設(shè)備,五、CO2氣體保護(hù)焊驗(yàn)收與維修 CO2氣體保護(hù)焊常見(jiàn)故障及排除方法見(jiàn)表8-17。,,,,Thank You,36,,,,Thank You,37,