第6讲-2H310000机电工程技术(四)(2011年新版).doc

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2H311040焊接技术
2H311041掌握焊接工艺的选择与评定
一、焊接工艺评定的目的及标准选用原则
(一)焊接工艺评定的目的
验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性和评定施焊单位的能力。
(二)标准选用原则
国内相关的国家和行业技术标准规范对焊接工艺评定都做出了明确的规定和要求。
常用的标准有：
《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708)；
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236)；
《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81)；
《焊接工艺评定规程》(DL/T868)；
《石油天然气金属管道焊接工艺评定》(SY/T0452)等。
应用实例：
——标准选用
长距离原油管道焊接工艺评定选用的标准为《石油天然气金属管道焊接工艺评定》(SY/T0452)；
压力容器焊接工艺评定的通用标准是《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708)，该标准主要以焊接工艺因素、对焊接接头的力学性能影响程度作为是否需要进行重新评定焊接工艺的依据，并规定出焊接工艺评定规则、替代范围、试验和检验方法以及合格指标等，是我国压力容器设计、制造必须遵守的强制性技术规程。
二、焊接工艺评定要求
(一)一般要求
1．焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在工程施焊之前完成。
什么情况下不需要做焊接工艺评定？
对于焊接性已经被充分了解、有明确的指导性焊接工艺参数，并已经实践中长期使用的国内、外生产的成熟钢种，一般不需要由施工企业进行焊接性试验。
什么情况下需要做焊接工艺评定？
对于国内新开发生产的钢种，或者由国外进口未经使用过的钢种，应由钢厂提供焊接性试验评定资料。否则施工企业应收集相关资料，并进行焊接性试验，以作为确定焊接工艺评定参数的依据。
2．焊接工艺评定的一般程序
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．焊接工艺评定所用的设备、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。
4．主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。
5．完成评定后资料应汇总，由焊接工程师确认评定结果。
6．经审查批准后的评定资料可在同一质量管理体系内通用。
——焊接的设备、仪表、施焊人员及结果评定有特定要求
牢记压力容器的焊接工艺评定要求：
1）对压力容器焊接工艺评定的基本要求有：从焊缝处的部位来讲，受压壳体上的纵、环焊缝，法兰、接管、管板上的焊缝和受压元件上的点固焊、吊装焊、组装焊点及耐蚀堆焊层等均要求进行焊接工艺评定；
2）评定时分别按对接焊缝、角焊缝和堆焊焊缝三种方式制备试板。其中对接焊缝试板要进行外观检查；耐蚀堆焊层试板要进行渗透探伤、弯曲试验和化学成分分析。

(二)评定规则
1． 改变焊接方法必须重新评定
2．任一钢号母材评定合格的，可以用于同组别号的其他钢号母材；同类别号中，高组别号母材评定合格的，也适用于该组别号与低组别号的母材组成的焊接接头。
3．改变焊后热处理类别，须重新进行焊接工艺评定。
4．首次使用的国外钢材，必须进行工艺评定。
5．常用焊接方法中焊接材料、保护气体等条件改变时，需重新进行工艺评定的规定见表2H311041。
1、3、4、5条要重新进行工艺评定
(三)评定资料管理
1．评定的所有原始资料应全部收集、进行系统整理、建档、作为技术资料保存。
2．企业应明确各项评定的适用范围。
3．评定资料应用部门根据已批准的评定报告，结合施焊工程或焊工培训需要，按工程或培训项目，分项编制《焊接工艺(作业)指导书》，也可以根据多份评定报告编制一份《焊接工艺(作业)指导书》。
4．《焊接工艺(作业)指导书》的编制，必须由应用部门焊接专业工程师主持进行。
5．《焊接工艺(作业)指导书》应在工程施焊或焊工培训考核之前发给焊工，并进行详细技术交底。

23110042熟悉焊接的质量检测方法
一、焊前检验
(一)原材料检查
原材料检查包括对母材、焊条(焊丝)、焊剂、保护气体、电极等进行检查；
检查是否与合格证及国家标准相符合，包装是否破损、过期等。
(二)技术文件检查
对焊接结构设计及施焊技术文件的检查包括：
——要审查焊件结构是否设计合理、便于施焊、易保证焊接质量；
——检查工艺文件中工艺要求是否齐全、表达清楚；
——新材料、新产品、新工艺施焊前应检查是否进行了焊接工艺试验。
(三)焊接设备检查
焊接设备质量检查包括：
——焊接设备型号、电源极性是否符合工艺要求；焊炬、电缆、气管和焊接辅助工具；安全防护等是否齐全。
(四)工件装配质量检查
主要检查：
装配质量是否符合图样要求；坡口表面是否清洁、装夹具及点固焊是否合理；装配间隙和错边是否符合要求；是否要考虑焊接收缩量。
(五)焊工资格检查
检查焊工资格是否在有效期限内，考试项目是否与实际焊接相适应。
牢记：
焊工合格证(合格项目)有效期为3年。
(六)焊接环境检查
对焊接场所可能遭遇的环境因素：温度、湿度、风、雨等不利条件，检查是否采取可靠防护措施。
牢记：
出现下列情况之一时，如没采取适当的防护措施时，应立即停止焊接工作：
1．采用电弧焊焊接时，风速等于或大于8M/s；
2．气体保护焊接时，风速等于或大于2m/s；○
3．相对湿度大于90%；
4．下雨或下雪；
5．管子焊接时应垫牢，不得将管子悬空或处于外力作用下焊接；在条件允许的情况下,尽可能采用转动焊接，以利于提高焊接质量和焊接速度。

二、焊接中检验
(一)焊接工艺
焊接中是否执行了焊接工艺要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接规范(电流、电压、线能量)、焊接顺序、焊接变形及温度控制。
(二)焊接缺陷
多层焊层间是否存在裂纹、气孔、夹渣等缺陷，缺陷是否已清除。
(三)焊接设备
焊接设备运行是否正常，包括焊接电源、送丝机构、滚轮架、焊剂托架、冷却装置、行走机构等。
应用实例：
对大型石油储罐边板与边板对接缝焊接时，为了减少对接缝焊接的底板表面变形，焊接中检验尤其重要。焊接时应按以下程序进行焊接中检验。
1．先进行焊道局部处理，若发现由于焊接变形产生的应力使对接焊道根部产生裂纹，应用碳弧气刨或磨光机进行彻底处理，并进行PT检验，合格后才可进行下一步工作安排，该项检查工作对于大型储罐尤其重要。
2．点焊：在以上焊接工作结束后，边板对接口处会不同程度的产生翘曲变形，使本来接合严密的边板与垫板之间产生间隙，在点焊之前必须进行检查处理。
3．焊接：全部边板对接缝点焊后，再进行焊接。
三、焊后检验
——重点检验三项：外观检验、致密性检验、强度检验
(一)外观检验
1．利用低倍放大镜或肉眼观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷。
2．用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等。
3．检验焊件是否变形。
牢记：
大型立式圆柱形储罐焊接外观检验要求，对接焊缝的咬边深度，不得大于0.5mm；咬边的连续长度，不得大于100mm；焊缝两侧咬边的总长度，不得超过该焊缝长度的10%；咬边深度的检查，必须将焊缝检验尺与焊道一侧母材靠紧。
(二)致密性试验
1．液体盛装试漏：不承压设备，直接盛装些液体，试验焊缝致密性。
2．气密性试验：用压缩空气通入容器或管道内，外部焊缝涂肥皂水检查是否有鼓泡渗漏。
3．氨气试验：焊缝一侧通入氨气，另一侧焊缝贴上浸过酚酞一酒精、水溶液的试纸，若有渗漏，试纸上呈红色。
4．煤油试漏：在焊缝一侧涂刷白垩粉水，另一侧浸煤油。如有渗漏，煤油会在白垩上留下油渍。
5．氦气试验：通过氦气检漏仪来测定焊缝致密性。
6．真空箱试验：在焊缝上涂肥皂水，用真空箱抽真空，若有渗漏，会有气泡产生。适用于焊缝另一侧被封闭的场所，如储罐罐底焊缝。
(三)强度试验
1．液压强度试验常用水进行，试验压力为设计压力的1.25一1.5倍。
2．气压强度试验用气体为介质进行强度试验，试验压力为设计压力的1.l5一l.20倍。
(四)常用焊缝无损检测方法
——射线探伤方法(RT) 、超声波探伤(UT)、渗透探伤(PT) 、磁性探伤(MT)。
1．射线探伤方法(RT)
目前应用较广泛的射线探伤方法是利用(X、γ)射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光，焊缝中的缺陷影像便显示在经过处理后的射线照相底片上。
主要用于发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。
2．超声波探伤(UT)
利用压电换能器件，通过瞬间电激发产生脉冲振动，借助于声耦合介质传人金属中形成超声波，超声波在传播时遇到缺陷就会反射并返回到换能器，再把声脉冲转换成电脉冲，测量该信号的幅度及传播时间就可评定工件中缺陷的位置及严重程度。
超声波比射线探伤灵敏度高，灵活方便，周期短、成本低、效率高、对人体无害，但显示缺陷不直观，对缺陷判断不精确，受探伤人员经验和技术熟练程度影响较大。
3．渗透探伤(PT)
当含有颜料或荧光粉剂的渗透液喷洒或涂敷在被检焊缝表面上时，利用液体的毛细作用，使其渗入表面开口的缺陷中，然后清洗去除表面上多余的渗透液，干燥后施加显像剂，将缺陷中的渗透液吸附到焊缝表面上来，从而观察到缺陷的显示痕迹。
液体渗透探伤主要用于：检查坡口表面、碳弧气刨清根后或焊缝缺陷清除后的刨槽表面、工卡具铲除的表面以及不便磁粉探伤部位的表面开口缺陷。
4．磁性探伤(MT)
利用铁磁性材料表面与近表面缺陷会引起磁率发生变化，磁化时在表面上产生漏磁场，并采用磁粉、磁带或其他磁场测量方法来记录与显示缺陷的一种方法。
磁性探伤主要用于：检查表面及近表面缺陷。该方法与渗透探伤方法比较，不但探伤灵敏度高、速度快，而且能探查表面一定深度下缺陷。
5．其他检测方法包括
大型工件金相分析；铁素体含量检验；光谱分析；手提硬度试验；声发射试验等。
牢记实例：
——对压力容器焊接接头质量检测方法的选择要求有：
(1)压力容器壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测，由于结构等原因，不能采用射线检测时，允许采用可记录的超声检测。
(2)容器壁厚大于38mm(或小于38mm，但大于20mm，且材料抗拉强度规定值下限大于等于50MPa)时，其对接接头如采用射线检测，则每条焊缝还应附加局部超声检测，局部检测比例为原检测比例的20%，附加检测应包括所有焊缝交叉部位。
(3)对有无损检测要求的角接接头、T形接头，不能进行射线或超声检测时，应做100%表面检测。
(4)铁磁性材料压力容器的表面检测应优先选用磁粉检测。
(5)有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。

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