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A2+598--CC+89段施工方案,施工組織設(shè)計(jì),施工工藝A2+598--CC+89段施工方案,施工組織設(shè)計(jì),施工工藝第PAGE第PAGE47A2+598--CC+89段施工方案,施工組織設(shè)計(jì),施工工藝第PAGE專題講座:如何編制焊接工程施工方案焊接工程作為安裝工程中的一個(gè)分部(分項(xiàng))工程,根據(jù)焊接工程量大小、焊接工作難易程度和重要性的不同,要求獨(dú)立編制焊接工程施工方案(或措施),或作為安裝工程施工方案中的一個(gè)章節(jié)。焊接工程施工方案的編制模式1工程概述1.1焊接工程基本情況概述:根據(jù)設(shè)計(jì)文件(圖紙)和工程合同,明確承建項(xiàng)目(單位工程或分部工程)中焊接結(jié)構(gòu)的下列基本情況:(1)焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)和作用,焊接接頭的型式和特點(diǎn);(2)組成焊接接頭的母材(材質(zhì))、規(guī)格、實(shí)物工程量(焊縫延長(zhǎng)米、管道焊口數(shù)(或DB數(shù)));(3)構(gòu)件的設(shè)計(jì)工況條件(工作介質(zhì)、設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力等);(4)設(shè)計(jì)文件、合同文件、業(yè)主或自身提出的焊接工程技術(shù)質(zhì)量目標(biāo)總要求和使用要求(如:所要達(dá)到的焊縫質(zhì)量最低等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、使用性能指標(biāo)、創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)、焊接一次合格率等)。1.2焊接特點(diǎn)分析:1.2.1材料的焊接性能分析分析并提出本焊接工程用母材(尤其是特殊材料)的可焊性程度、焊接接頭的使用性能特點(diǎn)、可能存在的焊接缺陷以及應(yīng)關(guān)注的主要問(wèn)題等,為以后章節(jié)制定焊接工藝和管理措施提供分析根據(jù)。提示:無(wú)論是編制本方案,還是進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,其前提條件是必須分析和掌握該材料的焊接性能特點(diǎn)。可通過(guò)下列手段獲取材料的焊接性能數(shù)據(jù):(1)查閱相關(guān)材料的焊接資料、鋼廠的新材料焊接性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)單位提供的材料焊接性能數(shù)據(jù)資料。(2)針對(duì)本焊接接頭的類型和特點(diǎn)開(kāi)展材料的焊接性試驗(yàn)。材料的焊接性可以通過(guò)焊接性試驗(yàn)來(lái)確定。GB/T3375《焊接名詞術(shù)語(yǔ)》將焊接裂紋試驗(yàn)、接頭力學(xué)性能和腐蝕試驗(yàn)等均納入焊接性試驗(yàn)。常用的焊接性試驗(yàn)方法主要有:(1)參數(shù)公式計(jì)算法:碳當(dāng)量法(CE);冷裂紋敏感性組成或根部裂紋碳當(dāng)量(Pcm)為比較各種合金元素對(duì)鋼材的硬化程度,根據(jù)鋼材本向的化學(xué)成分,使用碳當(dāng)量公式可初步估計(jì)鋼材的焊接性。對(duì)于已積累大量實(shí)驗(yàn)資料和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)材料,如碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼可以采用此方法,★注意:國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和一些研究機(jī)構(gòu)均提出過(guò)碳當(dāng)量計(jì)算公式,但某種碳當(dāng)量公式并不適用于所有鋼種,應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意公式的使用范圍。不能對(duì)任何種類、任何強(qiáng)度的鋼材都以同一公式,作同樣要求。對(duì)于某些材料,碳當(dāng)量公式的計(jì)算結(jié)果可能偏差較大,且與多種焊接性實(shí)際焊接試驗(yàn)不符。(2)焊接試驗(yàn)法(直接試驗(yàn)法):模擬產(chǎn)品接頭形式、拘束度和相應(yīng)的工藝條件進(jìn)行的試驗(yàn),如:最高硬度法;小鐵研試驗(yàn)(斜Y坡口、直Y坡口);十字接頭試驗(yàn);窗形拘束試驗(yàn)等。(3)焊接熱模擬試驗(yàn)法(間接試驗(yàn)法):采用熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行焊接熱影響區(qū)的熱模擬試驗(yàn)。1.2.2焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析:(1)焊接結(jié)構(gòu)的使用特點(diǎn)分析(工況條件分析):分析焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭是否承受高溫、低溫、高壓、耐腐蝕等特殊工況環(huán)境,是否承受沖擊載荷等。(2)焊接結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)分析:根據(jù)設(shè)計(jì)文件規(guī)定的工況條件、焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)和接頭型式,分析焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭的受力狀態(tài),是否存在較大的焊接應(yīng)力(焊接應(yīng)力集中)和焊接變形,進(jìn)一步分析可能的焊接應(yīng)力水平和焊接變形程度對(duì)焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭的影響程度。如:較大的焊接應(yīng)力集中的存在是否影響到結(jié)構(gòu)的低溫性能或造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂;焊接應(yīng)力和變形是否降低結(jié)構(gòu)的承載能力;焊接組裝附加應(yīng)力對(duì)臨近的物體(設(shè)備、管道等)是否構(gòu)成影響(如與機(jī)器連接的管道焊接時(shí))。1.2.3焊接操作特點(diǎn)分析:(1)焊接技能分析:分析本焊接結(jié)構(gòu)是否存在焊接位置障礙,分析本單位焊工的技能水平是否存在與本焊接工程不相適應(yīng)的問(wèn)題。(2)安全作業(yè)條件分析:是否存在封閉環(huán)境(如容器內(nèi))下的焊接作業(yè);是否由于高空作業(yè)帶來(lái)焊接操作難度和安全防護(hù)問(wèn)題。(3)施焊季節(jié)性分析:是否存在冬、雨季施焊,是否需要對(duì)焊接環(huán)境(溫度、濕度、風(fēng)速)提出特別防護(hù)要求。1.3分析綜述:根據(jù)以上對(duì)材料的焊接性能分析、焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析和焊接操作特點(diǎn)分析的結(jié)果,找出本焊接工程施工的技術(shù)難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和存在的主要問(wèn)題,提出應(yīng)重點(diǎn)控制的內(nèi)容和目標(biāo),為本方案制定焊接工藝和管理措施提供重要線索。如:對(duì)焊工技能的特殊要求;對(duì)焊接環(huán)境的特殊要求;對(duì)抗腐蝕性能、低溫沖擊性能的要求;對(duì)焊接應(yīng)力和變形的控制目標(biāo);對(duì)焊縫咬邊、未焊透、管道內(nèi)表面焊瘤等缺陷的控制標(biāo)準(zhǔn);對(duì)焊縫余高、角焊縫焊角尺寸的限制要求;對(duì)焊接接頭型式和焊縫布置的合理性要求;對(duì)焊接安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的提高等。2編制依據(jù)明確焊接施工應(yīng)執(zhí)行的設(shè)計(jì)文件、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、合同文件等。3焊接施工程序規(guī)定本焊接工程的焊接施工程序(流程)。焊接施工程序的安排要綜合考慮到焊接結(jié)構(gòu)類型、焊接應(yīng)力和變形、施工方法(組裝方法和順序)、焊接管理因素等方面。焊接施工程序要細(xì)化到各結(jié)構(gòu)部件(部位)的焊接施工順序。4焊接工藝及技術(shù)措施4.1焊接方法根據(jù)設(shè)計(jì)文件,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際(作業(yè)環(huán)境、工程進(jìn)度、焊接質(zhì)量要求)和本單位的技術(shù)裝備能力,分別提出本焊接工程各結(jié)構(gòu)部件(部位)和各種材料的焊接方法。如:公稱直徑大于50mm的管道焊接采用氬電聯(lián)焊(手工鎢極氬弧焊打底,手工電弧焊填充蓋面)或手工電弧焊方法。公稱直徑小于等于50mm的所有材質(zhì)管道均采用手工鎢極氬弧焊方法。對(duì)于公稱直徑大于等于4.2焊接材料對(duì)本焊接工程所涉及的所有母材牌號(hào),分別提出焊材(焊條、焊絲、焊劑)的型號(hào)和牌號(hào)。提示:●選購(gòu)焊接材料的依據(jù)依次為:(1)設(shè)計(jì)文件;(2)焊接材料標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)及施工規(guī)范;(3)相關(guān)焊接性能試驗(yàn)及研究成果;(3)焊接工藝評(píng)定報(bào)告;(4)使用經(jīng)驗(yàn)(來(lái)自外部的使用經(jīng)驗(yàn)介紹、自行使用經(jīng)驗(yàn));(5)焊材廠家的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)(對(duì)焊材力學(xué)性能、工藝性能和使用特點(diǎn)的介紹);(6)焊材工藝性能試驗(yàn)結(jié)果。與此同時(shí),可借助于相關(guān)焊接參考書(shū)籍(如焊接手冊(cè)、焊接材料選用手冊(cè)等),但應(yīng)注意:焊接參考書(shū)籍不是焊材選用的依據(jù),僅為參考資料?!襁x購(gòu)焊接材料的一般步驟:(1)審查設(shè)計(jì)文件對(duì)焊接材料有無(wú)規(guī)定;(2)若設(shè)計(jì)文件無(wú)明確規(guī)定,查閱設(shè)計(jì)文件規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)焊接材料的選擇是如何規(guī)定的。

若該標(biāo)準(zhǔn)有明確規(guī)定(指“應(yīng)符合XXX規(guī)定”),則按此規(guī)定執(zhí)行。

若該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“推薦采用、可按XXX選用、或資料性附錄(推薦表)”,除參考本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外,還應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)使用條件、其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和使用經(jīng)驗(yàn),自選焊材的型號(hào)和牌號(hào)。(4)調(diào)查焊材廠家,了解焊材產(chǎn)品的力學(xué)性能指標(biāo)、工藝性能和使用特點(diǎn),并進(jìn)行分析比較,選擇最佳品牌。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行焊材工藝性能試驗(yàn)。(5)施工單位自選的焊材最終仍應(yīng)報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)同意。(6)自選的焊接材料經(jīng)焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證后方可正式使用?!锾貏e提醒:先有正確的焊條選擇,然后才有焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證(僅是常規(guī)性能驗(yàn)證)。所有焊條選擇是否合理,不完全由焊接工藝評(píng)定所決定。理由:①焊接工藝評(píng)定之前進(jìn)行的母材焊接性(試驗(yàn))研究包括焊接方法和焊接材料相匹配的合理性。②焊接工藝評(píng)定之前焊條必須確定。焊接工藝評(píng)定可驗(yàn)證焊條的基本使用性能(如工藝性能、力學(xué)性能、晶間腐蝕性能等)。但工藝評(píng)定不能全面地考慮設(shè)計(jì)工況條件,如設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)和使用環(huán)境下的高溫使用性能、疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕等?!窈覆倪x購(gòu)確認(rèn)總體原則:(1)要求在滿足設(shè)計(jì)使用要求和保證焊材工藝性能良好的前提下,綜合考慮焊工對(duì)焊材的適應(yīng)能力、經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)采購(gòu)渠道。(2)焊接材料最終應(yīng)通過(guò)焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證。經(jīng)焊接技術(shù)人員編制的焊接材料使用計(jì)劃和評(píng)定合格的焊接工藝評(píng)定報(bào)告才能作為焊材采購(gòu)的重要依據(jù)。(3)被選購(gòu)的產(chǎn)品還應(yīng)進(jìn)行焊材工藝性能試驗(yàn),確認(rèn)焊接工藝性能良好的焊材牌號(hào)(廠家品牌)才能正式使用于本焊接工程?!襁x擇焊條的基本要點(diǎn):1)考慮焊件材料的力學(xué)性能、化學(xué)成分和物理性能:(1)按等強(qiáng)度的原則,選擇滿足接頭力學(xué)性能要求的焊條。◎舉例:Q235,按等強(qiáng)度的原則應(yīng)選用J42×焊條,而不應(yīng)選用J50×焊條?!锾厥馇闆r:根據(jù)母材的焊接性,選用不等強(qiáng)度(高強(qiáng)度匹配或低強(qiáng)度匹配)、而韌性好的焊條,但需通過(guò)改變焊縫結(jié)構(gòu)形式,以滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗疲勞和剛度的要求。(2)使熔敷金屬的合金成分符合或接近母材?!蚺e例:15CrMo(1Cr-0.5Mo)必須選用R307焊條(1Cr-0.5Mo),而不能選用R207焊條(0.5Cr-0.5Mo)。(3)當(dāng)母材化學(xué)成分中碳或硫、磷等有害雜質(zhì)較高時(shí),應(yīng)選擇抗裂性和抗氣孔能力較強(qiáng)的焊條。如低氫型焊條等。(4)對(duì)于異種鋼焊接,尤其是奧氏體與鐵素體異種鋼焊接時(shí)的焊條選用,應(yīng)考慮材料的線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率等熱物理性能的差異。異種鋼選用焊條的原則是:

當(dāng)兩側(cè)母材均為非奧氏體鋼或均為奧氏體鋼時(shí),可根據(jù)合金含量較低一側(cè)母材或介于兩者之間選用焊條。

當(dāng)兩側(cè)母材之一為奧氏體鋼時(shí),應(yīng)選用25Cr-13Ni型(A302、A307)、25Cr-20Ni型(A402、A407)焊條,或含鎳量更高的焊條,或鎳基焊條?!镒⒁猓汉附訕?gòu)件對(duì)力學(xué)性能和化學(xué)成分的要求并不是均衡的:☆有的焊件可能偏重于強(qiáng)度、韌性等方面的要求,而對(duì)化學(xué)成分不一定要求與母材一致。如選用結(jié)構(gòu)鋼焊條時(shí),首先應(yīng)側(cè)重考慮焊縫金屬與母材間的等強(qiáng)度,或焊縫金屬的高韌性;☆有的焊件可能偏重于化學(xué)成分方面的要求,如對(duì)于耐熱鋼、不銹鋼焊條的選擇,通常側(cè)重于考慮焊縫金屬與母材化學(xué)成分的一致;☆有的也可能對(duì)兩者都有嚴(yán)格的要求。如異種鋼焊條的選擇。因此在選擇焊條時(shí)應(yīng)分清主次,綜合考慮。2)考慮焊件的工作條件和使用性能:(1)焊件在承受動(dòng)載荷和沖擊載荷情況下,除了要求保證抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度外,對(duì)沖擊韌性、塑性均有較高的要求。此時(shí)應(yīng)選用低氫型、鈦鈣型或氧化鐵型焊條。◎舉例:16Mn鋼用于非重要結(jié)構(gòu)時(shí)可選用J502、J503等酸性焊條;而當(dāng)用于重要結(jié)構(gòu)時(shí),則應(yīng)選用J506、J507等堿性焊條。(2)焊件在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí),必須分清介質(zhì)種類、濃度、工作溫度以及腐蝕類型(一般腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等),從而選擇合適的不銹鋼焊條?!蚺e例:焊接1Cr18Ni9不銹鋼時(shí),為了滿足焊縫與母材金屬成分相同的要求,對(duì)于在腐蝕要求不高的條件下工作的焊件,可選用A102、A107焊條;而對(duì)于工作溫度低于300℃而耐腐蝕要求較高的焊件,則應(yīng)選用A132、A137或A002(3)焊件在受磨損條件下工作時(shí),須區(qū)分是一般磨損還是沖擊磨損,是金屬間磨損還是磨料磨損,是在常溫下磨損還是在高溫下磨損等。還應(yīng)考慮是否在腐蝕介質(zhì)中工作,以選擇合適的堆焊焊條。(4)處在低溫或高溫下工作的焊件,應(yīng)選擇能保證低溫或高溫力學(xué)性能的焊條。◎舉例:12CrMo在400℃下工作,焊接應(yīng)選R207,而不能選J50716MnDR在-40℃下工作,焊接應(yīng)選J507RH(-40℃),而不能用J507、J507Mo、J507H等焊條(-303)考慮焊件的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接接頭型式等:(1)形狀復(fù)雜或大厚度的焊件,由于其焊縫金屬在冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大,容易產(chǎn)生裂紋。因此,必須采用抗裂性好的焊條,如低氫型焊條、和高韌性焊條焊條。(2)對(duì)于某些坡口較小的接頭,或?qū)Ω亢竿缚刂茋?yán)格的接頭,應(yīng)選用具有較大熔深或熔透能力的焊條?!蚺e例:長(zhǎng)輸管線用鋼X42焊接,為保證根部焊透又不至于有過(guò)大的焊瘤,常采用纖維素型焊條E6010進(jìn)行向下立焊操作。(3)因受條件限制而使某些焊接部位難以清理干凈時(shí),就應(yīng)考慮選用氧化性強(qiáng),容易脫渣,對(duì)鐵銹、氧化皮和油污反應(yīng)不敏感的酸性焊條,以免產(chǎn)生氣孔等缺陷。4)考慮焊縫的空間位置:有的焊條只適用于某一位置的焊接,其它位置焊接時(shí)效果較差,有的焊條則是各種位置均能焊接的全位置焊條,選用時(shí)要考慮焊接位置的特點(diǎn):(1)對(duì)于仰焊、立焊縫較多的焊件,應(yīng)選用鈦鈣型、鈦型、低氫型或鈦鐵礦型的全位置焊條。(2)焊接部位所處的位置不能翻轉(zhuǎn)時(shí),必須選擇能進(jìn)行全位置焊接的焊條。5)考慮施焊工作條件:(1)沒(méi)有直流焊機(jī)的場(chǎng)合,應(yīng)選用交直流兩用的焊條。(2)某些鋼材(如珠光體耐熱鋼)需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理,但受設(shè)備條件限制或本身結(jié)構(gòu)限制而不能進(jìn)行時(shí),應(yīng)選用與母材金屬化學(xué)成分不同的焊條(如奧氏體不銹鋼焊條A302等),可以免進(jìn)行焊后熱處理。(3)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件,如野外操作、焊接工作環(huán)境等來(lái)合理選用焊條。6)考慮改善焊接操作環(huán)境和保證工人身體健康:(1)盡量選用發(fā)塵量小、產(chǎn)生有害氣體少的焊條。(2)在酸性焊條和堿性焊條都可以滿足的地方,鑒于堿性焊條對(duì)操作技術(shù)及施工準(zhǔn)備要求高,故應(yīng)盡量采用酸性焊條。(3)對(duì)于在密閉容器內(nèi)或通風(fēng)不良場(chǎng)所焊接時(shí),應(yīng)盡量采用低塵低毒焊條或酸性焊條。7)考慮焊接的經(jīng)濟(jì)性:(1)在保證使用性能的前提下,盡量選用價(jià)格低廉的焊條。根據(jù)我國(guó)的礦藏資源,應(yīng)大力推廣鈦鐵礦型焊條(×××3型)。(2)對(duì)性能有不同要求的主次焊縫,可采用不同焊條,不要片面追求焊條的全面性能。(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作條件,合理選用焊條的合金系統(tǒng)。如:對(duì)在常溫下工作,用于一般腐蝕條件的不銹鋼,就不必選用含鈮的不銹鋼焊條。8)考慮焊接效率:(1)對(duì)焊接工作量大的結(jié)構(gòu),有條件時(shí)應(yīng)盡量采用高效率焊條,如:鐵粉焊條、高效率不銹鋼焊條、重力焊條、底層焊條、立向下焊條之類的專用焊條。(2)水平位置焊接時(shí)采用鐵粉焊條,垂直位置焊接時(shí)采用下向焊條等,均可大大提高生產(chǎn)率和降低成本。9)考慮焊條的工藝性能:焊條工藝性能的好壞是焊條使用的前提。工藝性能不好的焊條會(huì)產(chǎn)生各種焊接缺陷。(1)對(duì)于同一牌號(hào)(型號(hào))的焊條,不同的生產(chǎn)廠家,其工藝性能差別很大,需要我們?cè)诓少?gòu)時(shí)認(rèn)真分析。(2)采購(gòu)不同廠家同一牌號(hào)的焊條時(shí),還應(yīng)考慮焊工的習(xí)慣問(wèn)題和對(duì)該焊條工藝性能的適用性。4.3焊接坡口的設(shè)計(jì)、加工和組對(duì)4.3.1焊接坡口的設(shè)計(jì)當(dāng)設(shè)計(jì)文件對(duì)坡口的形式和尺寸(坡口角度、純邊、組對(duì)間隙)有明確規(guī)定時(shí),在方案中應(yīng)注明“坡口的形式和尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定”。當(dāng)設(shè)計(jì)文件未明確規(guī)定坡口形式和尺寸時(shí),應(yīng)根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(結(jié)構(gòu)剛性、接頭型式、材質(zhì)、厚度、焊接位置)、使用條件、焊接方法及工藝要求,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件選用標(biāo)準(zhǔn)的坡口形式和尺寸(即相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范推薦的坡口形式和尺寸),也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)坡口。坡口形式和尺寸由本方案或焊接工藝規(guī)程給出(畫(huà)出坡口圖)。當(dāng)設(shè)計(jì)文件規(guī)定的坡口形式和尺寸不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件時(shí),也可修改坡口形式和尺寸,但必須報(bào)設(shè)計(jì)認(rèn)可。當(dāng)有焊接襯墊要求時(shí),應(yīng)規(guī)定焊接襯墊的形式、材質(zhì)和規(guī)格尺寸。必要時(shí)應(yīng)提出襯墊的加工或采購(gòu)技術(shù)要求。當(dāng)有非金屬或非熔化的焊接熔池金屬成形塊(或焊縫背面成形塊)要求時(shí),應(yīng)規(guī)定其型式、材質(zhì)和規(guī)格尺寸。必要時(shí)應(yīng)提出成形塊的加工或采購(gòu)技術(shù)要求。提示:坡口設(shè)計(jì)應(yīng)注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)焊接坡口的根本目的是確保接頭根部的焊透,并使兩側(cè)的坡口面熔合良好。坡口設(shè)計(jì)對(duì)焊接質(zhì)量有重要影響。常用的坡口形式有:I形、V形、X形、U形、雙U形、J形、雙J形、半V形、K形等,其中V形、X形、U形及雙U形坡口又包括有鈍邊和無(wú)鈍邊兩種。有的坡口還有加墊板的形式。設(shè)計(jì)坡口應(yīng)注意以下事項(xiàng):(1)考慮母材的焊接性。如鎳及鎳合金焊接時(shí),溶池金屬的流動(dòng)性差,焊接時(shí)的熔透深度一般只有碳鋼的50%左右,為使熔合良好且有一定熔深,坡口設(shè)計(jì)應(yīng)與鐵素體鋼有所區(qū)別,坡口角度應(yīng)適當(dāng)增大,根部鈍邊應(yīng)適當(dāng)減小。(2)焊縫填充金屬盡量少。U形坡口焊縫填充金屬少,根部應(yīng)力集中小且有利于根部焊道的成形。帶鈍邊的U形坡口還便于部件的組裝,缺點(diǎn)是加工復(fù)雜。(3)減少焊接殘余應(yīng)力和變形。坡口設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視焊縫的對(duì)稱性,對(duì)稱的X坡口具有角變形量小和應(yīng)力集中系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn),在中厚板對(duì)接時(shí)得到廣泛應(yīng)用。但實(shí)際生產(chǎn)中(特別是較厚的板)若設(shè)計(jì)成對(duì)稱的X坡口,先焊?jìng)?cè)焊后要在背面清根,清根后使原對(duì)稱的坡口變成不對(duì)稱。即使不清根,先焊?jìng)?cè)產(chǎn)生的角變形大,對(duì)稱坡口的后焊?jìng)?cè)因剛性增加,不可能具有先焊?jìng)?cè)的角變形,最后仍有殘余角變形。若選擇幾何尺寸適當(dāng)?shù)牟粚?duì)稱X坡口,最終可獲得較好的對(duì)稱焊縫和較小的角變形。不對(duì)稱的X坡口在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用,其坡口角度一般在60-70度。但隨著板厚的增加,先焊?jìng)?cè)坡口的角度相應(yīng)的減?。ㄆ驴诘纳疃葢?yīng)增大),從而減少焊縫填充量,減少角變形和焊接殘余應(yīng)力。(4)減少異種金屬焊縫的稀釋率(如復(fù)合板、奧氏體不銹鋼與珠光體鋼焊接)。(5)有利于焊接防護(hù)。(6)避免產(chǎn)生缺陷。設(shè)計(jì)坡口應(yīng)排除的最大隱患是根部未焊透和側(cè)壁未熔合。因此,應(yīng)合理選用坡口角度、間隙和鈍邊。(7)使焊工操作方便。4.3.2坡口加工:明確坡口的加工方法、加工技術(shù)條件和質(zhì)量要求。坡口加工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。提示:(1)坡口加工方法包括熱加工(氣焊火焰切割、等離子切割等)和冷加工(機(jī)械加工、砂輪機(jī)打磨等)。所有材料均首選機(jī)械方法加工坡口。(2)碳鋼、低合金鋼、低溫碳鋼和鉻鉬珠光體耐熱鋼管道也可采用氧--乙炔火焰切割加工坡口。采用氧--乙炔火焰切割加工時(shí),應(yīng)用砂輪機(jī)打磨的方法除去坡口表面氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層,并應(yīng)將凹凸不平處打磨平整。(3)不銹鋼管道也可采用等離子弧切割坡口,但應(yīng)打磨至金屬光澤。(4)奧氏體不銹鋼、鎳基合金及鈦管采用砂輪修磨時(shí),應(yīng)使用專用砂輪片。(5)管道的支管與主管焊接連接時(shí),在主管上開(kāi)孔首選機(jī)械方法(鉆孔或砂輪切割)。當(dāng)采用氧乙炔火焰或等離子切割開(kāi)孔時(shí),應(yīng)防止熔渣等雜物落入主管內(nèi)。應(yīng)及時(shí)清除管端和管內(nèi)的熔渣,加工出符合設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)或焊接工藝規(guī)程要求的坡口尺寸。不銹鋼和有色金屬管嚴(yán)禁采用氧乙炔焰、電焊條和碳弧氣刨方法切割開(kāi)孔。4.3.3焊縫設(shè)置與坡口組對(duì)(1)明確焊縫設(shè)置的原則(焊縫間的距離、丁字縫、十字縫等)、組對(duì)方法、組對(duì)尺寸要求(組對(duì)間隙、錯(cuò)邊量、角變形(棱角度)允差等)、不等厚焊件的削薄處理方法等要求。(2)對(duì)焊件和坡口組對(duì)用的工裝卡具提出要求。應(yīng)規(guī)定工卡具的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)型式和尺寸、安裝和拆卸方法、焊接要求、使用注意事項(xiàng)等。提示:●焊縫設(shè)置和坡口組對(duì)注意事項(xiàng)(1)焊縫的設(shè)置應(yīng)避開(kāi)應(yīng)力集中區(qū),便于焊接和熱處理。這樣可防止焊縫區(qū)應(yīng)力迭加,減少造成焊縫破壞的隱患,并避免因環(huán)境障礙而影響焊工操作技能的發(fā)揮和熱處理工作的進(jìn)行。(2)在焊縫上開(kāi)孔會(huì)使焊縫應(yīng)力狀態(tài)惡化,所以多數(shù)規(guī)范規(guī)定不宜在焊縫及其邊緣上開(kāi)孔。當(dāng)無(wú)法避免在焊縫上開(kāi)孔或開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)時(shí),應(yīng)對(duì)以開(kāi)孔中心為中心、1.5倍開(kāi)孔直徑或補(bǔ)強(qiáng)板直徑范圍內(nèi)的焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),檢測(cè)合格后方可進(jìn)行開(kāi)孔。被補(bǔ)強(qiáng)板覆蓋的焊縫應(yīng)磨平。(3)應(yīng)通過(guò)焊接構(gòu)件的工廠化預(yù)制,盡可能地采用平焊位置和轉(zhuǎn)動(dòng)焊位置,減少固定焊位置?,F(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)應(yīng)保證固定焊位置設(shè)在易于操作和安全的位置,并應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離設(shè)備接口。(4)焊件組對(duì)時(shí)應(yīng)墊牢固,并應(yīng)采取措施防止焊接和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形。盡量避免強(qiáng)力組對(duì)(除冷拉伸或冷壓縮管道外)。如:管道支管與主管的連接接頭及補(bǔ)強(qiáng)圈組對(duì)焊接時(shí),應(yīng)注意控制支管與主管的角度,采取措施防止出現(xiàn)塌腰收縮變形。(5)組對(duì)錯(cuò)邊量焊件組對(duì)錯(cuò)邊量的大小直接影響到根部焊道質(zhì)量,削弱接頭強(qiáng)度。尤其是單面焊焊縫,如局部錯(cuò)邊量過(guò)大,易導(dǎo)致焊縫根部產(chǎn)生未熔合缺陷和造成應(yīng)力集中。有些管道還會(huì)因錯(cuò)邊產(chǎn)生沖刷腐蝕。一般施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)錯(cuò)邊量的規(guī)定主要是從能否保證焊接質(zhì)量來(lái)考慮,同時(shí)也考慮了管材制造本身允許的壁厚誤差,對(duì)不等厚焊件組對(duì)時(shí)錯(cuò)邊量的處理要求,既從保證焊接質(zhì)量出發(fā),又考慮了工況條件、應(yīng)力集中因素和焊件的外觀質(zhì)量?!蚺e例:管道焊接的錯(cuò)邊量:GB50236-98規(guī)定:等厚管子及管件組對(duì)時(shí),內(nèi)壁應(yīng)齊平,內(nèi)壁錯(cuò)邊量按不同材質(zhì)分別提出了不同的控制指標(biāo)。不等厚管子及管件組對(duì)時(shí),薄件端面應(yīng)位于厚件端面之內(nèi),其內(nèi)壁錯(cuò)邊量要求與等厚的管子或管件組對(duì)時(shí)相同。當(dāng)其內(nèi)壁錯(cuò)邊量超過(guò)規(guī)定或外壁錯(cuò)邊量大于3mmGB50236-98對(duì)管道組對(duì)內(nèi)壁錯(cuò)邊量的規(guī)定管道材質(zhì)內(nèi)壁錯(cuò)邊量碳素鋼及合金鋼不宜超過(guò)壁厚的10%,且不大于2鋁及鋁合金壁厚≤5不大于0.5壁厚>5不超過(guò)壁厚的10%,且不大于2銅及銅合金不超過(guò)壁厚的10%,且不大于2工業(yè)純鈦不超過(guò)壁厚的10%,且不大于1鎳及鎳合金不大于0.5特別提醒:對(duì)于帶頸對(duì)焊法蘭和承插焊法蘭,現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到與管子的對(duì)口錯(cuò)邊問(wèn)題,原因在于有些設(shè)計(jì)人員在選配法蘭時(shí)沒(méi)有考慮所接鋼管的壁厚。當(dāng)所接鋼管的實(shí)際壁厚與標(biāo)準(zhǔn)有較大差異時(shí),現(xiàn)場(chǎng)不得不為避免內(nèi)壁錯(cuò)邊而進(jìn)行修整,自然增加了現(xiàn)場(chǎng)工作量。為解決類似問(wèn)題,需要現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員經(jīng)常與設(shè)計(jì)人員溝通,從源頭得到妥善的處理。(6)焊件組對(duì)間隙:應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和經(jīng)驗(yàn)在焊接工藝指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定。(8)奧氏體不銹鋼焊縫組對(duì)時(shí),禁止使用碳鋼工具,也不得在不銹鋼管上用碳鋼卡具進(jìn)行定位焊?!衿驴诮M對(duì)工裝夾具要求由于工夾具焊縫短,受熱影響硬而脆,容易產(chǎn)生焊接缺陷,所以除通過(guò)組裝方法和工夾具設(shè)計(jì)的改進(jìn)使得工夾具焊點(diǎn)數(shù)最少外,還應(yīng)符合以下規(guī)定:(1)工夾具材質(zhì)宜與母材相同或同一類別號(hào)。(2)工夾具焊接(焊材和工藝)應(yīng)與正式焊接相同。焊件組對(duì)一般使用組對(duì)卡具,若使用需焊接在焊件上的組對(duì)卡具時(shí),卡具與焊件接觸部分的材質(zhì)應(yīng)與管材成分相同或同一類別號(hào)。工卡具焊接用的焊材和焊接工藝應(yīng)與正式焊接相同(采用手工焊)。卡具的拆除應(yīng)用砂輪,不得用敲打、掰扭的方法。拆除工夾具不應(yīng)損傷母材,焊疤應(yīng)打磨修整。自動(dòng)焊時(shí)引弧板和熄弧板的設(shè)置宜與母材相同或同一類別號(hào)。需預(yù)拉伸或預(yù)壓縮的管道焊縫組對(duì)時(shí)的附加應(yīng)力由工夾具所承受,為防止該附加應(yīng)力在工夾具拆除后迭加到焊縫上,在焊完及熱處理完畢焊縫已達(dá)到足夠的強(qiáng)度和塑性,并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可拆除。4.3.4定位焊明確定位焊的要求:(1)應(yīng)規(guī)定定位焊縫由合格焊工施焊;(2)應(yīng)規(guī)定采用與正式焊縫相同的焊接材料、預(yù)熱條件和焊接工藝,可列出焊接方法、預(yù)熱方法和具體的定位焊接工藝要求;(3)應(yīng)規(guī)定定位焊縫的長(zhǎng)度、厚度、間距和焊點(diǎn)數(shù)。(4)應(yīng)規(guī)定正式焊縫焊接前對(duì)定位焊縫的檢查要求和缺陷處理方法。提示:對(duì)“定位焊縫”的要求(1)定位焊縫即使要求在打底焊前或背面清根時(shí)被清除,但由于其焊接熱循環(huán)仍然對(duì)母材焊接坡口熱影響區(qū)造成一定影響。如對(duì)合金鋼的焊接坡口熱影響區(qū)可能產(chǎn)生氫致裂紋。而且受焊工責(zé)任心的影響,定位焊縫仍會(huì)有一部分殘留于正式焊縫內(nèi)。所以對(duì)定位焊縫的焊接要求與正式焊縫同樣對(duì)待:①由合格焊工施焊;相同焊材、預(yù)熱條件和焊接工藝)。②采用的焊材和焊接工藝應(yīng)與根部焊道相同(自動(dòng)焊時(shí)用手工焊進(jìn)行定位焊)。(2)定位焊縫承受組對(duì)應(yīng)力。所以定位焊縫尺寸(長(zhǎng)度、厚度、間距或焊點(diǎn)數(shù))應(yīng)能保證焊縫在正式焊接過(guò)程中不致開(kāi)裂。(3)用氬弧焊進(jìn)行定位焊時(shí),高合金鉻鉬耐熱鋼、奧氏體不銹鋼耐熱耐蝕高合金鋼和鎳合金的焊縫背面應(yīng)進(jìn)行充氬保護(hù)。(4)為保證底層焊道成型良好,減少應(yīng)力集中,定位焊縫應(yīng)平緩過(guò)渡到母材上,且應(yīng)將焊縫兩端磨削成斜坡。正式焊接時(shí),起焊點(diǎn)應(yīng)在兩定位焊縫之間。(5)定位焊縫過(guò)短、過(guò)薄、易撕裂,存在缺陷的可能性大。這些缺陷在焊接過(guò)程中常常不能全部熔化,而保留在新的焊道中,形成根部缺陷。因此應(yīng)保證定位焊縫焊透及熔合良好,且無(wú)氣孔、夾渣等缺陷,并及時(shí)對(duì)定位焊縫應(yīng)進(jìn)行清理檢查,對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行打磨處理和修整。4.4焊前預(yù)熱和后熱(1)根據(jù)第一章所述的材料焊接性和焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析結(jié)果,確定各種焊接結(jié)構(gòu)部件(或部位)是否進(jìn)行焊前預(yù)熱或確定預(yù)熱條件。(2)如果需要預(yù)熱,應(yīng)明確預(yù)熱溫度、加熱方法、加熱范圍和測(cè)量方法,對(duì)預(yù)熱提出具體的技術(shù)要求和控制措施。(3)應(yīng)明確層間溫度的控制范圍、技術(shù)要求及控制措施。(4)根據(jù)材料和結(jié)構(gòu)部件的焊接特點(diǎn),提出是否后熱的要求。若需要后熱,則應(yīng)明確后熱溫度和保持時(shí)間(或焊后及時(shí)保溫緩冷的措施)、后熱的加熱方法、加熱范圍和測(cè)量方法,對(duì)后熱提出具體的技術(shù)要求及控制措施。提示一:焊前預(yù)熱及層間溫度控制●焊前預(yù)熱的作用:(1)降低焊接接頭的冷卻速度,延長(zhǎng)奧氏體的轉(zhuǎn)變時(shí)間(t8/5),降低鋼材的淬硬程度。(2)有利于焊縫金屬擴(kuò)散氫的逸出。(3)在一定程度上還可以調(diào)整或減輕焊接殘余應(yīng)力,改善應(yīng)力條件。因此,預(yù)熱被作為防止低合金高強(qiáng)鋼、Cr-Mo鋼,特別是大厚度構(gòu)件焊接裂紋的重要措施?!耦A(yù)熱溫度的影響因素:鋼材焊接是否一定需要預(yù)熱,亦即在什么情況下要進(jìn)行預(yù)熱,以及預(yù)熱溫度的高低如何確定,受到下列因素的影響:(1)環(huán)境溫度和濕度的影響:環(huán)境溫度低,濕度大,預(yù)熱溫度須提高。板厚越小,氣溫影響越明顯;大厚板時(shí),氣溫影響就不明顯了。(2)板厚的影響:板厚增大,導(dǎo)熱加快,所以需較高預(yù)熱溫度。(3)鋼的強(qiáng)度的影響:鋼的強(qiáng)度級(jí)別越高,冷裂傾向越大,預(yù)熱溫度也應(yīng)相應(yīng)地有所提高。如果焊縫強(qiáng)度較母材有所降低,預(yù)熱溫度則可適當(dāng)降低。(4)鋼的成分的影響:鋼的成分影響鋼的淬硬傾向,可用碳當(dāng)量來(lái)比較其影響。預(yù)熱溫度應(yīng)隨碳當(dāng)量的提高而提高。常用HAZ最高硬度來(lái)比較。用HV≤350為判據(jù)來(lái)衡量C-Mn鋼冷裂傾向:認(rèn)為HV≤350,即使采用非低氫的焊接方法、不預(yù)熱也可避免冷裂紋。熱影響區(qū)最高硬度越高,預(yù)熱溫度越需要提高。但僅用最高硬度來(lái)確定預(yù)熱溫度有時(shí)還是不夠充分的,HV>350以后,與拘束度關(guān)系很大。(5)鋼的熱處理狀態(tài)的影響:同一鋼號(hào)因熱處理狀態(tài)不同,預(yù)熱的溫度也可能不一樣。如采用焊條電弧焊焊接正火狀態(tài)鋼材,預(yù)熱溫度可高些;而采用氣電焊或埋弧焊焊接調(diào)質(zhì)鋼時(shí),既要防止焊接接頭淬硬造成開(kāi)裂,又要避免接頭過(guò)熱造成“軟化”,則預(yù)熱溫度又不宜過(guò)高。(5)拘束度的影響:拘束度增大,預(yù)熱溫度必須增大。通常采用斜Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法、窗型拘束焊接裂紋試驗(yàn)方法、剛性固定法裂紋試驗(yàn)方法、焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)方法等來(lái)確定預(yù)熱與否和預(yù)熱溫度。(6)焊接材料類型的影響:主要?dú)w結(jié)為含氫量和焊縫強(qiáng)度級(jí)別的影響,兩者提高,預(yù)熱溫度也應(yīng)隨之有所提高。如Cr5Mo鋼選用奧氏體焊條A307時(shí)的預(yù)熱溫度可以降低。(7)焊接線能量的影響:提高焊接線能量,預(yù)熱溫度可以降低。(8)焊接方法的影響:如鎢極氬弧焊打底時(shí)的預(yù)熱溫度比手弧焊可適當(dāng)降低(約低50℃左右)。(9)后熱的影響:雖然后熱的主要作用是消氫處理,但后熱延緩了焊接接頭的冷卻速度。所以采取后熱措施時(shí),預(yù)熱溫度可適當(dāng)降低,甚至也可能不必預(yù)熱。綜上所述,確定預(yù)熱溫度應(yīng)綜合考慮鋼材的淬硬性(強(qiáng)度和成分)、焊件厚度、結(jié)構(gòu)剛性(拘束度)、焊接方法、線能量、焊接材料和環(huán)境溫度等因素?!锾貏e提醒:

大部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所推薦的預(yù)熱溫度是材料的最低預(yù)熱溫度值要求,只考慮了材質(zhì)和厚度兩個(gè)因素。實(shí)際上,預(yù)熱不僅要考慮材料的淬硬性和焊件厚度,還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛性、焊接方法和環(huán)境溫度等因素,當(dāng)遇有拘束度較大或環(huán)境溫度低等情況時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加預(yù)熱溫度。

提高預(yù)熱溫度常常會(huì)惡化勞動(dòng)條件,使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化。過(guò)高的預(yù)熱和層間溫度還會(huì)降低接頭韌性(特別是低溫鋼和調(diào)質(zhì)鋼)。無(wú)謂的提高預(yù)熱溫度也加大了施工成本。因此焊前是否需要預(yù)熱和預(yù)熱溫度如何確定要認(rèn)真考慮。

實(shí)際預(yù)熱溫度不能照搬焊接工藝評(píng)定資料中的預(yù)熱溫度值。比如說(shuō):如果焊接工藝評(píng)定中未規(guī)定預(yù)熱溫度,而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際焊接時(shí)可能需要采取一定的預(yù)熱措施,這時(shí)的原焊接工藝評(píng)定仍然有效。●確定預(yù)熱溫度的基本原則:(1)為防止鋼材焊接時(shí)產(chǎn)生冷裂紋,須確定最低預(yù)熱溫度。實(shí)際預(yù)熱溫度只要不低于所確定的最低預(yù)熱溫度即可。(2)最低預(yù)熱溫度可根據(jù)抗裂性試驗(yàn)結(jié)果確定。(3)預(yù)熱溫度并非越高越好,不適當(dāng)?shù)靥岣哳A(yù)熱溫度會(huì)損及焊縫強(qiáng)度,同時(shí)還會(huì)增大熔合比而致增大母材成分對(duì)焊縫的影響。(4)規(guī)范規(guī)定的層間溫度應(yīng)視為預(yù)熱溫度的上限。(5)在進(jìn)行焊接工藝評(píng)定和制定焊接工藝規(guī)程時(shí),應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,參考有關(guān)研究成果資料和來(lái)自內(nèi)外部的使用經(jīng)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體條件,確定預(yù)熱溫度,并符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。(6)當(dāng)鋼焊件溫度低于0℃時(shí),為防止起弧處焊縫和熱影響區(qū)的低韌性和氫致裂紋,規(guī)范規(guī)定所有鋼材焊縫應(yīng)在始焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱至15(7)非奧氏體異種鋼焊接時(shí),按焊接性較差的一側(cè)鋼材選定預(yù)熱溫度,即可滿足兩側(cè)鋼材對(duì)預(yù)熱溫度的要求。●預(yù)熱的加熱方法、加熱范圍和測(cè)量方法(1)一般采用電加熱或火焰加熱方法進(jìn)行加熱。(2)預(yù)熱區(qū)域范圍并非僅是焊縫和熱影響區(qū),還要考慮焊件的散熱問(wèn)題,以保證焊件焊接時(shí)的焊縫和熱影響區(qū)溫度(含壁厚方向的溫度梯度)符合要求。而焊件的散熱程度與焊件材質(zhì)和尺寸(表面積和壁厚)有關(guān)。實(shí)際預(yù)熱的加熱范圍要結(jié)合焊件的實(shí)際情況確定。GB50236-98規(guī)定鋼的焊前預(yù)熱的加熱范圍應(yīng)以焊縫中心為基準(zhǔn),每側(cè)不應(yīng)小于焊件厚度的3倍。(3)測(cè)量方法:用測(cè)溫筆或測(cè)溫儀表測(cè)量,測(cè)溫筆或觸點(diǎn)式溫度計(jì)應(yīng)放在距對(duì)口中心50-100mm處測(cè)量。測(cè)溫儀表應(yīng)經(jīng)計(jì)量檢定合格。★注意事項(xiàng):

定位焊縫和工卡具焊接應(yīng)考慮預(yù)熱要求。

局部預(yù)熱時(shí),應(yīng)防止局部應(yīng)力過(guò)大。●層間溫度多層焊時(shí),施焊后續(xù)焊道之前,相鄰焊道各層之間所應(yīng)保持的最低溫度稱為層間溫度(也稱道間溫度)??刂茖娱g溫度實(shí)際上是維持多層焊道間的預(yù)熱工藝,其作用與預(yù)熱相同?!艨刂茖娱g溫度的目的:(1)一方面維持一定的層間溫度(一般不低于預(yù)熱溫度),以防止焊接接頭產(chǎn)生淬硬組織。如果層間溫度不足,就相當(dāng)于預(yù)熱溫度偏低而達(dá)不到預(yù)熱的目的。(2)另一方面限制層間溫度不能太高,以提高接頭沖擊性能和耐腐蝕性能。若層間溫度過(guò)高,說(shuō)明層間的預(yù)熱溫度過(guò)高,無(wú)形中增大了焊接線能量,易引起過(guò)熱或產(chǎn)生接頭塑性和沖擊功的下降。層間溫度過(guò)高也會(huì)惡化焊工的操作條件。

對(duì)于低溫鋼和調(diào)質(zhì)鋼,將導(dǎo)致焊縫塑性和韌性降低。

對(duì)鉻鉬合金鋼還可能在熱影響區(qū)形成“軟化區(qū)”,導(dǎo)致熱強(qiáng)性明顯下降。

對(duì)于奧氏體不銹鋼、耐熱耐蝕高合金鋼、鎳基合金等,將導(dǎo)致接頭過(guò)熱,抗腐蝕性能下降。◆對(duì)層間溫度的要求:(1)層間溫度應(yīng)符合焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的規(guī)定。(2)對(duì)要求焊前預(yù)熱的焊件,其層間溫度應(yīng)在規(guī)定的預(yù)熱溫度范圍內(nèi)。(3)多數(shù)規(guī)范規(guī)定:對(duì)層間溫度有明確規(guī)定的焊縫,應(yīng)測(cè)量層間溫度。(4)低溫鋼、奧氏體不銹鋼、耐熱耐蝕高合金鋼及鎳基合金材質(zhì)的焊縫其層間溫度應(yīng)控制在100℃提示(二):后熱后熱是指焊接坡口(一側(cè)或兩側(cè))填滿后,立即(務(wù)必立即)對(duì)焊接區(qū)域加熱或保溫冷卻的工藝措施。它不等同于焊后熱處理?!窈鬅岬淖饔茫海?)后熱的主要作用是降低焊縫結(jié)晶后接頭的冷卻速度,有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫逸出,所以又稱消氫處理。它是防止高強(qiáng)鋼出現(xiàn)延遲裂紋的有效措施。(2)后熱對(duì)于容易產(chǎn)生冷裂紋而又不能立即進(jìn)行焊后熱處理的焊件更為現(xiàn)實(shí)有效。焊后若不能及時(shí)熱處理,則應(yīng)立即進(jìn)行后熱,既可防止氫致裂紋,又可騰出時(shí)間在熱處理前對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷及時(shí)返修,防止熱處理后因返修而重復(fù)進(jìn)行熱處理。(3)對(duì)于需限制預(yù)熱和層間溫度的高強(qiáng)鋼或鉻鉬鋼,采用預(yù)熱加后熱的工藝,不僅防裂效果顯著,而且因預(yù)熱溫度降低,改善焊工的操作條件,有利于保證焊接質(zhì)量。(4)后熱處理不僅能大幅度降低防止冷裂紋的預(yù)熱溫度,而且可以有效地防止再熱裂紋的產(chǎn)生。(20世紀(jì)80-90年代,合肥通用機(jī)械研究所采用小鐵研試驗(yàn)分別研究18MnMoNb、14MnMoNbB等材料的焊接性獲得的結(jié)果)(5)后熱對(duì)焊接殘余應(yīng)力的松弛效果:用16MnR的里海拘束試驗(yàn),焊后分別進(jìn)行200℃、300℃和●后熱工藝的確定:(1)確定鋼材的后熱規(guī)范應(yīng)考慮鋼材成分、強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)剛性等。對(duì)不同鋼種和不同級(jí)別的高強(qiáng)鋼應(yīng)區(qū)別對(duì)待,有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提出的后熱溫度范圍是200-350℃工程實(shí)踐表明:對(duì)強(qiáng)度較低的C-Mn鋼(如16MnR等),若采取后熱,可選擇200-250℃(2)后熱保溫時(shí)間與焊縫厚度有關(guān),厚度越大,保溫時(shí)間越長(zhǎng)。多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定后熱的保溫時(shí)間為0.5小時(shí)以上。(3)后熱可有效地防止冷裂紋和再熱裂紋,但其溫度并非越高越好,對(duì)于某些鋼種,后熱溫度太高會(huì)引起脆化。如:14MnMoNbB在350-500℃區(qū)間有脆性區(qū),從300-350℃鋼材的塑性就開(kāi)始下降(特別是350℃4.5焊接技術(shù)措施對(duì)施焊全過(guò)程提出相應(yīng)的焊接技術(shù)措施(含工藝操作要點(diǎn))。主要內(nèi)容包括:4.5.1電特性(焊接工藝參數(shù))(1)規(guī)定焊接電源、電流種類或極性。對(duì)于鎢極氣體保護(hù)焊,還應(yīng)明確有無(wú)脈沖電流。(2)參考焊材說(shuō)明書(shū),結(jié)合焊接結(jié)構(gòu)和材料類型以及施焊經(jīng)驗(yàn),提出焊接電流、電弧電壓、焊接速度等焊接參數(shù),作為焊接工藝評(píng)定和制定焊接工藝規(guī)程的依據(jù)。(3)對(duì)焊接線能量有要求(如有沖擊性能要求)時(shí),應(yīng)規(guī)定焊接線能量的范圍。(4)對(duì)于鎢極氣體保護(hù)焊,應(yīng)明確鎢極種類和直徑。(5)對(duì)于熔化極氣體保護(hù)焊,應(yīng)明確電弧過(guò)渡方式(噴射弧、熔滴弧、脈沖弧或短路?。?。提示:焊接線能量(焊接熱輸入)焊接熱輸入是焊接工藝中的重要參數(shù),它是指熔焊時(shí),焊接電弧供給單位長(zhǎng)度焊縫的熱能量。對(duì)于電弧焊,常用“線能量”的概念來(lái)衡量焊接熱源的熱作用。每單位長(zhǎng)度焊縫從移動(dòng)熱源輸入的能量數(shù)量即為線能量。實(shí)踐表明,線能量是一個(gè)極為重要的焊接參數(shù),在焊接施工中有著很重要的作用。但線能量這一參數(shù)不宜用來(lái)在不同焊接方法之間進(jìn)行比較。如:兩條焊道,所用線能量基本相同,埋弧焊的線能量為18000J/cm,手弧焊為19500J/cm,但焊道尺寸相差很大,特別是熔深的差別。埋弧焊線能量比手弧焊小一些,但熔深大得多,焊道尺寸也顯然很大。對(duì)某些材料的焊接,為保證其焊接質(zhì)量,除應(yīng)正確選擇焊接方法和焊接材料外,執(zhí)行焊接工藝的一個(gè)共同特點(diǎn)就是控制焊接線能量?!窬€能量對(duì)焊接接頭性能的影響:◆不同的材料對(duì)焊接線能量控制的目的和要求不一樣:(1)多數(shù)鋼材焊接時(shí)都須限制焊接線能量的上限,以免發(fā)生過(guò)熱軟化或脆化。(2)而對(duì)于最廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)鋼還須限制其下限,否則易于產(chǎn)生冷裂紋?!蚺e例說(shuō)明:(1)焊接低合金高強(qiáng)鋼時(shí),為防止冷裂紋傾向,應(yīng)限定焊接線能量的最低值;為保證接頭沖擊性能,應(yīng)規(guī)定焊接線能量的上限值。(2)焊接低溫鋼時(shí),為防止因焊縫過(guò)熱出現(xiàn)粗大的鐵素體或粗大的馬氏體組織,保證接頭的低溫沖擊性能,焊接線能量應(yīng)控制為較小值。(3)焊接奧氏體不銹鋼時(shí),為防止合金元素?zé)龘p,降低焊接應(yīng)力,減少熔池在敏化溫度區(qū)的停留時(shí)間,避免晶間腐蝕,應(yīng)采用較小的焊接線能量。(4)焊接耐熱耐蝕高合金鋼時(shí),為減少合金元素?zé)龘p,避免焊接熔池過(guò)熱而形成粗晶組織降低高溫塑性和疲勞強(qiáng)度,防止熱裂紋,獲得較好“等強(qiáng)度”的接頭,應(yīng)采用較小的焊接線能量。(5)珠光體鋼與奧氏體鋼異種鋼焊接時(shí),應(yīng)采用較小的線能量以降低熔合比,避免接頭珠光體鋼一側(cè)產(chǎn)生淬硬組織,防止擴(kuò)散層。如果珠光體鋼淬硬傾向較大,則焊前應(yīng)預(yù)熱,預(yù)熱事實(shí)上是提高了焊接熱輸入。(6)鋁及鋁合金焊接時(shí),為防止氣孔,應(yīng)采用大的焊接電流配合較高的焊接速度應(yīng)是焊接工藝參數(shù)的最佳匹配,即采用適中的焊接線能量。(7)工業(yè)純鈦焊接時(shí),為保證接頭既不過(guò)熱,又不產(chǎn)生淬硬組織,應(yīng)采用小電流、快焊速,即采用較小的焊接線能量。(8)鎳及鎳合金焊接時(shí),為防止熱裂紋,應(yīng)采用小線能量?!窈附泳€能量最佳范圍的確定方法◆焊接試驗(yàn)測(cè)定:

步驟一:焊接線能量的上、下限取決于冷卻速度t8/5的上、下限。所以計(jì)算焊接線能量前必須先確定t8/5的上、下限,主要有兩種方法:(1)實(shí)測(cè)法:通過(guò)抗裂試驗(yàn)求得不產(chǎn)生冷裂紋的最小臨界冷卻速度t8/5;通過(guò)實(shí)際焊接試板,變化線能量,測(cè)定沖擊值,按某一判據(jù)確定t8/5的上限。實(shí)測(cè)時(shí)只采用一種板厚(常用20mm)即可。(2)CCT圖法:即利用具體鋼種的CCT圖估計(jì)t8/5的上、下限。

步驟二:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)暫先確定一個(gè)預(yù)熱溫度,待求得線能量之后,再按照已求得的線能量值來(lái)校核預(yù)熱溫度,然后進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整?!艄こ虒?shí)際應(yīng)用:

步驟一:在焊接工藝評(píng)定前的制定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)過(guò)程中,主要根據(jù)材料的焊接性能試驗(yàn)結(jié)果或參考有關(guān)現(xiàn)成的試驗(yàn)研究成果,確定焊接線能量的上、下限。

步驟二:通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)驗(yàn)證所選定的線能量最佳范圍對(duì)焊接工藝條件的適應(yīng)性。需強(qiáng)調(diào)的是,對(duì)于整個(gè)焊接接頭而言,焊接線能量最佳范圍的確定不僅要考慮母材的特性,還要考慮焊接材料的匹配問(wèn)題。對(duì)于某種母材,選用不同的焊接材料,應(yīng)有相應(yīng)的焊接工藝參數(shù)和焊接線能量,方可使焊接接頭獲得最佳的強(qiáng)韌性配合。實(shí)踐中采取必要的試驗(yàn),如通過(guò)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)相結(jié)合,來(lái)判定焊縫金屬在所選定的最佳焊接工藝條件下的適應(yīng)性。●焊接線能量的控制方法:是否有焊接線能量要求,需要設(shè)計(jì)文件提出相應(yīng)的性能指標(biāo)(如沖擊韌性、耐腐蝕性能等),以便焊接工藝人員按照設(shè)計(jì)文件要求考慮焊接線能量、焊接層數(shù)、每層厚度和層間溫度的控制要求。當(dāng)設(shè)計(jì)文件、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出的性能指標(biāo)如沖擊韌性、耐腐蝕性能等對(duì)線能量及其相關(guān)的焊接層數(shù)、每層厚度、層間溫度有嚴(yán)格要求時(shí),應(yīng)在焊接工藝規(guī)程中規(guī)定焊接線能量、焊接層數(shù)、每層厚度和層間溫度的控制要求,施焊中通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的記錄來(lái)檢查和證實(shí)焊接線能量及其相關(guān)的焊接層數(shù)、每層厚度、層間溫度的要求是否得到滿足?!艉附庸に囋u(píng)定對(duì)線能量的控制要求:(1)當(dāng)有沖擊性能要求時(shí),為了減少焊接工藝評(píng)定的數(shù)量,宜在焊接工藝評(píng)定時(shí)選擇實(shí)際焊接中可能出現(xiàn)的最大線能量。(2)焊接線能量最大值的計(jì)算方法是選擇焊接電流、電弧電壓的最大值,而焊接速度則選擇最小值。(3)最大線能量評(píng)定合格后,實(shí)際焊接中選用較小的線能量就無(wú)需重新評(píng)定。因?yàn)榫€能量增大則韌性較差,評(píng)定時(shí)按韌性較差的條件以保證焊件焊接時(shí)有足夠的韌性?!艉附泳€能量的計(jì)算公式:通常焊接線能量采用下列公式進(jìn)行計(jì)算(適用于單電弧焊接方法,針對(duì)于每條焊道,并且不考慮累積):線能量Q=60IV/v(J/mm)式中:A--焊接電流(A);V--電弧電壓(V);v--焊接速度(電弧行走速度)(mm/min)。由于電弧能量并不能全部用于加熱焊件,總是有所損失,有效線能量應(yīng)為Qη。η為熱效率,與焊接方法有關(guān):電弧焊的加熱熱效率(焊接結(jié)構(gòu)鋼)焊接方法SMAWSAWGMAWGTAW熱效率η0.75-0.850.95-1.00.8-0.90.3-0.5當(dāng)焊接電流、電弧電壓最大而焊接速度最小時(shí),線能量最大。反之,線能量最小。可見(jiàn),直接決定焊接線能量的因素是焊接電流、電弧電壓和焊接速度?!衄F(xiàn)場(chǎng)施焊時(shí)線能量的測(cè)量方法:(1)由電流表、電壓表讀數(shù)和測(cè)量單位時(shí)間熔敷焊道的長(zhǎng)度(焊接速度)計(jì)算線能量。該方法對(duì)電流表和電壓表有精度要求,焊工也不便于直接觀察,且焊接電纜過(guò)長(zhǎng)或電力網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)都會(huì)影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。(2)由規(guī)定的線能量極限值推算出每根焊條的燃燒時(shí)間極限值和每根焊條的熔敷長(zhǎng)度極限值。焊接時(shí)測(cè)量每根焊條的燃燒時(shí)間和每根焊條的熔敷長(zhǎng)度,檢查其是否在極限范圍內(nèi)。這種方法能克服前一種方法的缺點(diǎn),值得推廣。(3)事前用焊接工藝評(píng)定報(bào)告中最大線能量焊出幾條焊道(以每根焊條為準(zhǔn)),測(cè)量各條焊道的長(zhǎng)度,求出平均值,得到相應(yīng)于該線能量的焊道長(zhǎng)度,以后在施焊產(chǎn)品時(shí),控制焊道長(zhǎng)度不短于規(guī)定長(zhǎng)度,則也控制了線能量。●焊接線能量與相關(guān)變素的關(guān)系:焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中提出的“焊接工藝因素”中,與焊接線能量有關(guān)的變素包括:預(yù)熱溫度、層間溫度、焊接層次(含焊道尺寸)、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、電流種類與極性、焊接位置和焊條直徑等。(1)直接決定焊接線能量的因素是焊接電流、電弧電壓和焊接速度。(2)焊接層數(shù)和層厚取決于焊接電流、電弧電壓和焊接速度的大小,當(dāng)認(rèn)為控制焊接線能量有必要時(shí),焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)一般對(duì)焊接層數(shù)和層厚都作規(guī)定。(3)預(yù)熱溫度與焊接線能量的影響是相同的,在保持焊縫和熱影響區(qū)冷卻速度不變的情況下,若提高預(yù)熱溫度,則必須減小焊接線能量。(4)間接影響線能量的因素。如:

層間溫度:層間溫度高了,無(wú)形中增加了線能量;

焊接位置:所有不同的焊接位置中,以立向上焊位置的焊接線能量最大;

焊條直徑:焊條直徑增大,相應(yīng)地要增大焊接電流。4.5.2焊接用氣體:(1)對(duì)于氣焊,應(yīng)規(guī)定可燃?xì)怏w的種類和質(zhì)量指標(biāo)。(2)對(duì)于氣體保護(hù)焊,應(yīng)規(guī)定:保護(hù)氣體的種類(Ar、CO2等或混合保護(hù)氣體);保護(hù)氣體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和干燥、篩選措施;保護(hù)氣體的成分(配比)、流量;氣體保護(hù)的區(qū)域范圍(焊接熔池、焊縫背面或焊縫尾部);焊縫背面或尾部氣體保護(hù)的方法(保護(hù)裝置及安裝方法);氣體保護(hù)的操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)。提示(一):焊接用氣體的選用標(biāo)準(zhǔn)(1)氬弧焊所用的氬氣純度:碳素鋼和合金鋼焊接時(shí)不應(yīng)低于99.96%,有色金屬焊接時(shí)不應(yīng)低于99.99%,露點(diǎn)不應(yīng)高于-50℃(2)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊所用的CO2氣體純度不應(yīng)低于99.5%,含水量不應(yīng)超過(guò)0.005%,使用前應(yīng)預(yù)熱和干燥。當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓力低于0.98MPa時(shí)應(yīng)停止使用。(3)氧乙炔焊所用的氧氣純度不應(yīng)低于98.5%,乙炔氣的純度和氣瓶中剩余壓力應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熔解乙炔》GB6819的規(guī)定。(4)焊縫背面充氮保護(hù)時(shí),氮?dú)獾募兌葢?yīng)大于99.5%,含水量小于50mg/l,管內(nèi)氮?dú)鉂舛葢?yīng)大于99.9%,充氣流量不宜過(guò)大,以保證氣體有流動(dòng)狀態(tài)為佳。提示(二):氣體保護(hù)焊的氣體保護(hù)范圍●合金鋼材質(zhì)氬弧焊時(shí)的背面充氣保護(hù)合金鋼宜采用氬弧焊打底焊。對(duì)合金元素含量較多的鋼種,在氬弧焊打底時(shí)焊縫內(nèi)側(cè)必須充保護(hù)氣體加以保護(hù),否則焊縫內(nèi)表面將會(huì)被嚴(yán)重氧化,甚至形成疏松組織而無(wú)法成形,嚴(yán)重影響焊縫質(zhì)量。對(duì)含鉻量大于或等于3%或合金元素總含量大于5%的焊件,氬弧焊打底焊接時(shí),焊縫內(nèi)側(cè)應(yīng)充氬氣或其他保護(hù)氣體,或采取其他防止內(nèi)側(cè)焊縫金屬被氧化的措施。國(guó)外及國(guó)內(nèi)一些單位采用氮?dú)饣驓鍤?氫氣等其他氣體作為背面保護(hù)氣體已取得了成功經(jīng)驗(yàn)?!耠p面同步氬弧焊:(1)直徑大于等于600mm的奧氏體不銹鋼管道和奧氏體不銹鋼設(shè)備的根部焊接采用雙面同步氬弧焊工藝,具有焊縫背面充氣保護(hù)的效果和實(shí)現(xiàn)良好的焊縫背面成型。(2)鋁及鋁合金設(shè)備和大口徑管道的根部焊接采用雙面同步氬弧焊工藝,具有以下特點(diǎn):

可較充分地利用電弧熱量從而降低能源;

熔池始終處于Ar保護(hù)之下,兩側(cè)電弧對(duì)熔池都有攪拌作用,有利于夾雜物氣體的逸出,焊縫質(zhì)量高。

焊縫背面成型良好,焊后不用清根,生產(chǎn)效率高,焊件變形小。●鈦材氬弧焊時(shí)的充氣保護(hù)范圍:有色金屬鈦是一種活性極強(qiáng)的金屬,鈦在焊接過(guò)程中極易吸收氧、氬、氮等,致使其塑性下降,因此焊縫保護(hù)是鈦焊接的重要措施。鈦材的焊接保護(hù)區(qū)域包括處于400℃(1)利用焊炬噴嘴,保護(hù)焊接溫度高于400℃(2)利用焊炬后拖罩,保護(hù)焊接溫度高于400℃(3)利用管內(nèi)局部充氬。保護(hù)焊縫和熱影響區(qū)的內(nèi)表面。充氣保護(hù)效果檢查方法:一般對(duì)焊縫背面(鈦焊縫應(yīng)對(duì)正反兩側(cè)表面)進(jìn)行外觀成形檢查、色澤檢查、焊接試件檢查或射線照相檢驗(yàn),來(lái)發(fā)現(xiàn)焊縫表面有無(wú)被氧化的痕跡。4.5.3焊前清理和層間清理方法(1)規(guī)定焊前坡口及其附近母材表面的清理方法、清理范圍及質(zhì)量要求。(2)規(guī)定焊前對(duì)焊絲和噴嘴的清理方法和保護(hù)要求。(3)規(guī)定焊縫各焊層(道)間的熔渣、飛濺、不規(guī)則形狀的清理方法。提示:坡口的清理方法和清理范圍焊件坡口及其內(nèi)外側(cè)表面的油、漆、銹、毛刺、鍍鋅層等污物和有色金屬表面的氧化膜的存在,對(duì)焊接質(zhì)量影響很大。盡管組對(duì)前對(duì)其進(jìn)行過(guò)清理,但由于焊件組對(duì)過(guò)程或組對(duì)清理后的待焊過(guò)程中,坡口表面仍可能被氧化或被污染。焊絲也會(huì)由于其表面的油污、銹蝕等對(duì)焊接質(zhì)量造成不良影響。所以不僅在組對(duì)前應(yīng)對(duì)坡口及坡口兩側(cè)內(nèi)外表面進(jìn)行清理,而且在施焊開(kāi)始之前還應(yīng)對(duì)坡口及坡口兩側(cè)和焊絲進(jìn)行清理和檢查。由于不同材料的焊接特性不同,所以坡口兩側(cè)的清理對(duì)象、清理范圍和清理方法等要求也不同。(1)清理方法:①鋼材坡口及兩側(cè)內(nèi)外表面的油、漆、垢、銹、毛剌、鍍鋅層及裂紋、夾層的清理,采用鋼絲刷、砂輪片等手工或機(jī)械方法。焊絲采用丙酮除油、砂紙除銹等清理方法。奧氏體不銹鋼的清理應(yīng)采用不銹鋼絲刷和專用砂輪片進(jìn)行。②鋁、銅、鈦、鎳等母材坡口及兩側(cè)內(nèi)外表面和焊絲,油污采用有機(jī)溶劑清除;氧化膜采用機(jī)械和/或化學(xué)方法除去。鋁的氧化膜清理后應(yīng)及時(shí)施焊,放置時(shí)間不宜超過(guò)4小時(shí)。(2)清理范圍及表面質(zhì)量:應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件、焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定。GB50236-98規(guī)定的坡口及其兩側(cè)內(nèi)外表面的清理要求:管道材質(zhì)清理范圍(mm)清理物清理方法碳素鋼、不銹鋼、合金鋼≥10油、漆、銹、毛刺等污物手工或機(jī)械等鋁及鋁合金≥50油污、氧化膜等有機(jī)溶劑除凈油污,化學(xué)或機(jī)械法除凈氧化膜銅及銅合金≥20工業(yè)純鈦≥50鎳及鎳合金≥504.5.4焊接防護(hù)措施應(yīng)提出焊接時(shí)對(duì)焊接構(gòu)件、母材表面和焊縫的保護(hù)措施。示例:管道焊接防護(hù)措施(1)平焊法蘭面?zhèn)鹊慕呛缚p焊接時(shí),應(yīng)保護(hù)好法蘭密封面,避免飛濺或電弧擦傷法蘭密封面。(2)對(duì)焊接連接的閥門(mén)施焊時(shí),所采用的焊接順序、工藝以及焊后熱處理,均應(yīng)保證閥座的密封性能不受影響。(3)內(nèi)部清潔要求較高且焊接后不易清理的管道、機(jī)器入口管道及設(shè)計(jì)規(guī)定的其他管道,對(duì)于其單面焊焊縫,應(yīng)采用氬弧焊進(jìn)行根部焊道焊接。(4)不得在焊件表面引弧或試驗(yàn)電流,并應(yīng)防止電弧擦傷母材。對(duì)于設(shè)計(jì)溫度不大于-20℃(5)管道焊接時(shí)應(yīng)防止管內(nèi)穿堂風(fēng)。(6)不銹鋼管道坡口兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)在施焊前應(yīng)采取防止焊接飛濺物沾污焊件表面的措施(如涂白堊粉,防飛濺劑或?qū)⑹d置于坡口兩側(cè)等)。4.5.5焊接操作方法:(1)對(duì)于氣焊,應(yīng)規(guī)定:火焰的類型(氧化焰或還原焰);操作方法(左焊法或右焊法)。(2)應(yīng)明確不擺動(dòng)焊或擺動(dòng)焊(明確擺動(dòng)方式)。(3)機(jī)械焊或自動(dòng)焊時(shí),應(yīng)規(guī)定電極(焊絲、鎢極)的擺動(dòng)幅度、頻率和兩端停留時(shí)間;單絲焊或多絲焊;電極(焊絲、鎢極)間距等。(4)氣體保護(hù)焊時(shí),應(yīng)規(guī)定導(dǎo)電嘴至工件的距離、噴嘴尺寸。(5)其他的焊接操作要領(lǐng)及注意事項(xiàng)。4.5.6其他技術(shù)措施:(1)應(yīng)規(guī)定每面單道焊或多層(道)焊。對(duì)于每面多層(道)焊,應(yīng)規(guī)定焊接層(道)數(shù)、每層厚度和焊道寬度。(2)當(dāng)要求焊縫背面清根處理時(shí),應(yīng)規(guī)定背面清根方法(碳弧氣刨或砂輪打磨)。當(dāng)采用碳弧氣刨時(shí),應(yīng)提出氣刨的工藝參數(shù)。(3)當(dāng)對(duì)焊縫有錘擊要求時(shí),應(yīng)規(guī)定錘擊的部位和不宜錘擊的部位,并明確錘擊方法。(4)規(guī)定焊接應(yīng)力和變形的防止措施。如:采取對(duì)稱焊、分段焊、退步焊、調(diào)整不同部件之間的組焊順序等措施減少焊接應(yīng)力和變形。(5)規(guī)定合理的焊接順序和方法,以滿足接頭的使用性能要求。如:與腐蝕介質(zhì)接觸的焊道(如復(fù)合鋼板的復(fù)層焊縫、鋼板卷管的封底焊、法蘭的里口焊等)應(yīng)最后焊接。(5)對(duì)于自動(dòng)焊,應(yīng)規(guī)定引弧板和引出板的材質(zhì)和安裝拆除要求。(6)對(duì)引弧和熄弧方法提出要求。(7)對(duì)因故中斷焊接提出控制措施。(8)對(duì)于奧氏體不銹鋼,當(dāng)設(shè)計(jì)文件提出對(duì)焊縫及其附近表面進(jìn)行酸洗、鈍化要求時(shí),應(yīng)規(guī)定酸洗鈍化方法、配方、操作工藝要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。(9)其他。提示:焊接層數(shù)、每層厚度和焊道寬度焊接層數(shù)、每層厚度和焊道寬度與焊接線能量有直接的影響關(guān)系。它們均取決于焊接位置以及焊接電流、電弧電壓和焊接速度的大小。當(dāng)認(rèn)為控制焊接線能量有必要時(shí),焊接工藝規(guī)程對(duì)焊接層數(shù)、每層厚度和焊道寬度都應(yīng)進(jìn)行明確規(guī)定。一般要求:(1)管道打底層(通常采用氬弧焊)的焊層厚度不小于3mm。(2)填充和蓋面層(指焊條電弧焊)的每層焊道厚度不大于所用焊條直徑加2mm,單焊道寬度不超過(guò)焊條直徑的3~4倍。但對(duì)于低溫鋼、奧氏體不銹鋼、耐熱耐蝕高合金鋼和鎳基合金的單層焊道厚度不應(yīng)超過(guò)焊條直徑,單焊道寬度(焊條擺動(dòng)幅度)控制在焊條直徑的3倍以內(nèi)。5焊接缺陷預(yù)防及焊縫返修措施(1)分析焊接構(gòu)件可能存在的焊接缺陷,以及缺陷可能產(chǎn)生的原因,提出缺陷防止措施。(2)規(guī)定焊縫返修的程序、返修工藝和質(zhì)量要求。(3)規(guī)定超次返修的工藝措施和管理要求。提示:●焊縫返修的一般程序和要求(1)返修前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量分析,根據(jù)缺陷性質(zhì)、尺寸和位置確定返修措施,以保證缺陷準(zhǔn)確尋找和消除,并采取措施預(yù)防焊接修補(bǔ)時(shí)可能產(chǎn)生新的缺陷。(2)缺陷返修前應(yīng)采用無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行缺陷準(zhǔn)確定位。缺陷消除采用砂輪打磨方法,磨槽需修整成適合補(bǔ)焊的形狀,并經(jīng)檢查或無(wú)損檢測(cè)確認(rèn)缺陷已被清除后方可補(bǔ)焊。磨槽應(yīng)寬度均勻、表面平整、便于施焊,且兩端有一定坡度。(3)對(duì)電弧擦傷處的弧坑應(yīng)進(jìn)行修磨,修磨深度超過(guò)規(guī)范不允許的深度時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。(4)補(bǔ)焊工藝應(yīng)與原焊縫施焊工藝相同,并嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。但考慮到焊縫返修時(shí)的特定條件(如施焊環(huán)境、焊接方法、焊接位置、坡口型式等)與初始焊接時(shí)可能存在一定的差別,根據(jù)評(píng)定合格的焊接工藝和返修特定條件專門(mén)制定補(bǔ)焊工藝也是十分必要的。

補(bǔ)焊方法采用手工鎢極氬弧焊或手工電弧焊。

預(yù)熱溫度比正式焊接時(shí)的預(yù)熱溫度高30-50℃(5)缺陷消除及補(bǔ)焊后,返修部位應(yīng)用原規(guī)定的無(wú)損檢測(cè)方法和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行檢測(cè),直至合格。(6)對(duì)有焊后熱處理要求的焊縫,返修工作應(yīng)在熱處理前完成,否則返修后應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。(7)應(yīng)在設(shè)備排版圖或管道單線圖上和返修記錄中標(biāo)注焊縫返修位置、返修次數(shù)和返修結(jié)果?!癯畏敌薜奶幚硪庖?jiàn):多數(shù)規(guī)范規(guī)定:同一部位的返修次數(shù)不宜超過(guò)兩次。當(dāng)同一部位的返修次數(shù)超過(guò)兩次時(shí),應(yīng)制定超次返修措施,經(jīng)施工單位焊接技術(shù)負(fù)責(zé)人審批后方可進(jìn)行返修。焊接施工中超過(guò)兩次返修的焊縫還是不斷存在的。實(shí)踐已證明,只要在焊縫返修時(shí)措施得當(dāng),超過(guò)兩次返修的焊縫其使用性能不會(huì)受到影響。若措施不當(dāng),只會(huì)使新老缺陷問(wèn)題更加嚴(yán)重。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提出限制返修次數(shù)主要是從焊接質(zhì)量管理角度考慮的。返修二次仍不合格,說(shuō)明這位焊工連續(xù)三次都不能焊好,應(yīng)該采取管理措施,如:更換焊工;及時(shí)、準(zhǔn)確地分析缺陷產(chǎn)生的原因;重新制定返修措施防止缺陷的進(jìn)一步擴(kuò)大、采取獎(jiǎng)懲手段、加強(qiáng)質(zhì)量控制等等,這些都要通過(guò)施焊單位技術(shù)負(fù)責(zé)人采取組織手段來(lái)完成。6焊后熱處理對(duì)于小型結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、小批量的焊縫焊后熱處理工作,其熱處理工藝可直接列入焊接專項(xiàng)施工方案的一個(gè)章節(jié)來(lái)編制。而對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)、大型結(jié)構(gòu)、大批量的焊后熱處理工作,應(yīng)單獨(dú)編制熱處理專項(xiàng)施工方案。6.1概述(1)簡(jiǎn)述焊后熱處理焊件的材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量,設(shè)計(jì)對(duì)焊后熱處理的相關(guān)要求。(2)分別從材料的熱處理特性、焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境等方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱處理?xiàng)l件進(jìn)行分析,找出熱處理施工的技術(shù)難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)和存在的問(wèn)題,為制定熱處理工藝和保證措施提供分析依據(jù)。6.2熱處理方法提出熱處理方法(爐內(nèi)整體熱處理、爐外整體熱處理或局部熱處理方法,電加熱、燃油加熱或燃?xì)饧訜岱ǖ龋#?)對(duì)熱處理加熱設(shè)備、溫控設(shè)備和測(cè)量?jī)x表提出要求。(2)熱處理計(jì)算:若采用電加熱法,應(yīng)對(duì)熱處理用電負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算,提出用電計(jì)劃以及熱處理加熱和溫控設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。若采用燃油或燃?xì)饧訜岱ǎ瑧?yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算,求出熱處理過(guò)程中的燃料消耗、空氣消耗及其他材料消耗等,以及選擇和配備供油系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)等所需要的材料和設(shè)備。(3)應(yīng)對(duì)熱處理加熱設(shè)備的布置、安裝提出要求。(4)規(guī)定熱處理溫度的控制和測(cè)量方法:熱電偶的數(shù)量、布置、固定方法,溫控方式,測(cè)量技術(shù)及精度要求。(5)對(duì)熱處理的加熱范圍和保溫范圍、保溫材料、保溫方法、保溫厚度提出要求,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算。6.3熱處理工藝參數(shù)根據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR)和相關(guān)規(guī)范提出焊后熱處理規(guī)范參數(shù)(熱處理溫度、恒溫時(shí)間、升溫速度、降溫速度)。6.4熱處理工藝控制和操作(1)規(guī)定熱處理操作的程序(步驟)和要領(lǐng)。(2)對(duì)熱處理前的準(zhǔn)備工作提出要求。(3)對(duì)熱處理過(guò)程中的溫度控制提出要求(包括應(yīng)注意的事項(xiàng))。(4)對(duì)熱處理溫度——時(shí)間曲線和自動(dòng)記錄提出要求。6.5其他技術(shù)保證措施(1)應(yīng)根據(jù)不同焊接構(gòu)件的實(shí)際情況,采取相應(yīng)措施保證整個(gè)熱處理過(guò)程中構(gòu)件的穩(wěn)定和防止附加應(yīng)力和變形的產(chǎn)生。如:對(duì)于球罐整體熱處理,應(yīng)考慮設(shè)計(jì)熱處理過(guò)程中球罐柱腿的移動(dòng)裝置,計(jì)算熱膨脹量和移動(dòng)距離、移動(dòng)頻次,提出移動(dòng)方法及注意事項(xiàng)。對(duì)于立式設(shè)備環(huán)縫局部熱處理,應(yīng)計(jì)算并采取相應(yīng)的加固措施。對(duì)于臥式設(shè)備熱處理,應(yīng)計(jì)算和采取必要的支撐措施。(2)對(duì)天氣等環(huán)境因素提出要求,并提出相應(yīng)的防護(hù)措施。(3)提出防止用電故障、供氣故障的相應(yīng)技術(shù)和管理措施。(4)重新熱處理時(shí)的技術(shù)要求和管理措施。(5)其他。7焊接質(zhì)量保證措施7.1質(zhì)量管理目標(biāo):明確焊接一次合格率指標(biāo)??煞纸獾讲煌馁|(zhì)和結(jié)構(gòu)部件(部位)的焊接。7.2焊接質(zhì)量管理體系:(1)為確保焊接工程施工質(zhì)量,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)建立焊接質(zhì)量管理體系。本節(jié)應(yīng)提出焊接質(zhì)量管理體系建立的原則,由焊接責(zé)任工程師負(fù)責(zé)對(duì)焊接施工進(jìn)行全方位的技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量跟蹤、監(jiān)督檢查?,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備焊接技術(shù)員、焊接專職檢查員、焊材管理員、焊接質(zhì)量統(tǒng)計(jì)員等相應(yīng)焊接管理人員,在焊接責(zé)任工程師的領(lǐng)導(dǎo)下開(kāi)展工作,并明確各責(zé)任人員及姓名。(2)應(yīng)明確焊接質(zhì)量管理制度(含已有的和待制定的)?,F(xiàn)場(chǎng)焊接工程除執(zhí)行業(yè)主的有關(guān)管理制度和本公司的有關(guān)焊接管理程序(如Q/HSG11.07-2007《焊接材料管理規(guī)程》、Q/HSG07.14-2007《焊接質(zhì)量控制程序》、Q/HSG07.18-2007《熱處理質(zhì)量控制程序》等)外,還應(yīng)結(jié)合本項(xiàng)目的焊接工程實(shí)際,補(bǔ)充相應(yīng)的焊接專項(xiàng)管理制度。示例:

焊工培訓(xùn)、考核管理制度:以加強(qiáng)對(duì)焊工上崗前的培訓(xùn)和資格認(rèn)可管理,保證焊工100%的持證上崗率和高素質(zhì)水平;加強(qiáng)對(duì)焊接質(zhì)量獎(jiǎng)勵(lì)和責(zé)任追究方面的管理,保證焊接工藝紀(jì)律嚴(yán)格遵守,提高焊接一次合格率水平。

焊材采購(gòu)、驗(yàn)收保管、烘烤、發(fā)放、使用和回收管理制度:以保證焊材庫(kù)的條件符合干燥、通風(fēng)、無(wú)腐蝕性污染等規(guī)定,保證合格焊材入庫(kù)并實(shí)現(xiàn)分區(qū)管理,明牌標(biāo)識(shí),保證焊材烘烤工藝正確、焊材使用部位準(zhǔn)確,防止焊材錯(cuò)用、引起焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定等問(wèn)題。

焊接工藝評(píng)定管理制度:以保證在工程焊接前,按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和設(shè)計(jì)文件要求準(zhǔn)備和進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,保證現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝評(píng)定的覆蓋率為100%。

焊接技術(shù)文件和記錄審查認(rèn)可制度:通過(guò)對(duì)焊接專項(xiàng)方案和焊接工藝指導(dǎo)書(shū)按程序?qū)彶?,保證焊接工藝文件的正確性和可操作性;通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程的檢查和記錄,并按程序?qū)徍税殃P(guān),保證焊接過(guò)程受控,焊接資料內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

焊接及熱處理設(shè)備管理制度:保證焊接及熱處理設(shè)備使用前的檢查、評(píng)定、認(rèn)可,確保性能可靠、計(jì)量準(zhǔn)確;并對(duì)焊接設(shè)備的使用環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控,保證焊接過(guò)程中設(shè)備完好。

焊接過(guò)程控制相關(guān)的管理制度或管理措施,內(nèi)容包括:①焊接環(huán)境的控制:制定現(xiàn)場(chǎng)焊接作業(yè)的防風(fēng)、防雨、防潮濕措施并嚴(yán)格實(shí)施,保證焊接環(huán)境條件符合焊接要求;②焊前工序控制:坡口加工、坡口及焊件清理、焊口組對(duì)質(zhì)量、工卡具和定位焊縫質(zhì)量;③焊接工藝執(zhí)行紀(jì)律:建立焊接質(zhì)量管理獎(jiǎng)懲制度,保證焊工施焊嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝指導(dǎo)書(shū);④焊縫返修工藝措施,實(shí)施無(wú)損檢測(cè)定位缺陷指導(dǎo)返修;⑤焊接工藝控制措施:包括合理的施焊方法和施焊順序;坡口形式和尺寸的設(shè)計(jì);坡口清理工藝;焊接防護(hù)措施;特殊材料的充氬保護(hù)措施;焊前預(yù)熱及層間溫度、焊接線能量控制;奧氏體不銹鋼焊縫及其附近表面的酸洗、鈍化處理等質(zhì)量控制。

焊前預(yù)熱及焊后熱處理管理制度:包括預(yù)熱和熱處理操作管理;保存熱處理記錄;按規(guī)定進(jìn)行熱處理后的效果檢查和分析等。7.3焊接質(zhì)量控制檢查點(diǎn)明確焊前、焊中、焊后各階段焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的相關(guān)項(xiàng)目、檢驗(yàn)級(jí)別(自檢C、專檢B、第三方檢驗(yàn)A)、檢驗(yàn)方法和手段、檢驗(yàn)記錄、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)級(jí)別檢查方法和手段檢驗(yàn)記錄檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)第三方檢驗(yàn)專檢自檢7.4焊接質(zhì)量控制程序和管理要求7.4.1焊接工藝評(píng)定(1)明確焊接工藝評(píng)定的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。(2)列出需進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的明細(xì)表(如下表,包括公司已有的和尚需評(píng)定的)。內(nèi)容至少包括項(xiàng)目上所涉及的材質(zhì)、規(guī)格(直徑和厚度范圍)、焊接方法、焊接材料、預(yù)熱條件、焊后熱處理與否、附加檢驗(yàn)項(xiàng)目(除射線、拉力、彎曲以外的其他檢驗(yàn)項(xiàng)目,如沖擊、晶間腐蝕試驗(yàn)、硬度、化學(xué)成分分析等),作為向公司提交焊接工藝評(píng)定委托單和檢查統(tǒng)計(jì)焊接工藝評(píng)定覆蓋率的根據(jù)。序號(hào)材質(zhì)規(guī)格范圍接頭形式焊接方法焊接材料焊接位置預(yù)熱要求焊后熱處理要求附加檢驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)備注(3)明確焊前應(yīng)檢查并保證焊接工藝評(píng)定覆蓋率為100%及相關(guān)管理要求。提示:●焊接工藝評(píng)定的目的:(1)驗(yàn)證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性(2)評(píng)定施焊單位焊制焊接接頭的使用性能符合設(shè)計(jì)要求的能力。焊接工藝評(píng)定可以作為施焊單位技術(shù)儲(chǔ)備的標(biāo)志之一?!窈附庸に囋u(píng)定的基本條件:(1)確認(rèn)了材料的焊接性(有焊接性資料支撐)。(2)焊接工藝評(píng)定應(yīng)在一個(gè)單位所建立的質(zhì)量管理體系內(nèi)完成。(3)評(píng)定試件由本單位技能熟練的焊工施焊。既可證明施工單位的焊接技術(shù)能力和水平,又能排除焊工技能因素的影響。(4)不允許“照抄”或“輸入”外單位的焊接工藝評(píng)定。(5)焊接工藝(指導(dǎo)書(shū))應(yīng)由具有一定專業(yè)知識(shí)和相當(dāng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的焊接工藝人員來(lái)擬定?!窆こ毯附映S玫暮附庸に囋u(píng)定標(biāo)準(zhǔn):

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勞部發(fā)1996[276]號(hào)《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》附錄I

JGJ81-2002《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》第5章

GB50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》附錄A“T型接頭角焊縫試件制備和檢驗(yàn)”ASME第IX卷《焊接與釬焊》●焊接工藝評(píng)定程序(1)焊接工藝評(píng)定立項(xiàng)——在施工方案中明確該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要的評(píng)定項(xiàng)目。(2)焊接工藝評(píng)定委托——委托單位填寫(xiě)評(píng)定委托單,工程技術(shù)開(kāi)發(fā)部審核后,從公司焊接工藝評(píng)定庫(kù)中抽調(diào)已有的焊接工藝評(píng)定文件向委托單位提供。如果公司焊接工藝評(píng)定庫(kù)中沒(méi)有符合條件的焊接工藝評(píng)定文件,則必須現(xiàn)做焊接工藝評(píng)定,工程技術(shù)開(kāi)發(fā)部及時(shí)通知委托單位,委托單位及時(shí)供應(yīng)評(píng)定用母材和焊材,同時(shí)提供材料質(zhì)量證明書(shū)。否則母材和焊材應(yīng)復(fù)驗(yàn)合格后才能用于評(píng)定。(3)編制焊接工藝指導(dǎo)書(shū)(WPI)——由公司檢測(cè)中心焊接工程師編制,公司焊接主任責(zé)任師審核、總工程師批準(zhǔn)。(4)評(píng)定試板的焊接——由檢測(cè)中心技能熟練的焊工按焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的要求焊接。(5)評(píng)定試板的檢驗(yàn)——包括外觀檢查、無(wú)損檢測(cè)、拉力、彎曲、沖擊試驗(yàn)、硬度、金相、晶間腐蝕試驗(yàn)、化學(xué)成分分析等。并保存底片和試樣。焊接工藝評(píng)定失敗,重新修改焊接工藝指導(dǎo)書(shū),重復(fù)進(jìn)行上述程序。(6)編寫(xiě)焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR)——由檢測(cè)中心焊接工程師編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告,公司焊接主任責(zé)任師審核,總工程師批準(zhǔn)?!窈附庸に囋u(píng)定文件的使用與管理(1)焊接工藝評(píng)定文件應(yīng)進(jìn)行受控登記。(2)焊接工藝評(píng)定文件應(yīng)為有效版本,否則應(yīng)進(jìn)行換版轉(zhuǎn)換或按作廢文件處理。(3)公司每季度編制焊接工藝評(píng)定文件的有效版本目錄。(4)應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)工程和產(chǎn)品的焊接工藝評(píng)定覆蓋率為100%。(5)焊接工藝評(píng)定文件作為公司的一項(xiàng)焊接技術(shù)儲(chǔ)備,屬于公司重要技術(shù)機(jī)密文件,應(yīng)妥善保管?!蚝附庸に囋u(píng)定委托單的填寫(xiě)要求(范例)●焊接工藝評(píng)定的主要變素:(1)試件形式(2)母材類別(3)焊接方法(4)焊接工藝因素(5)焊后熱處理種類及參數(shù)(6)母材厚度(7)焊縫熔敷金屬厚度◆焊接工藝因素:(1)按照相關(guān)焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(如JB4708-2000、GB50236-98)規(guī)定的重新評(píng)定焊接工藝判斷準(zhǔn)則,將焊接工藝因素分為重要因素、補(bǔ)加因素和次要因素:①重要因素——是指影響焊接接頭抗拉強(qiáng)度和彎曲性能的焊接工藝因素。當(dāng)變更任何一個(gè)重要因素時(shí)均應(yīng)重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。②補(bǔ)加因素——是指影響焊接接頭沖擊性能的焊接工藝因素。當(dāng)規(guī)定進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí),需增加補(bǔ)加因素。當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)沖擊性能有要求時(shí),補(bǔ)加因素當(dāng)作重要因素對(duì)待。增加及變更任何一個(gè)補(bǔ)加因素,應(yīng)按增加或變更的補(bǔ)加因素焊制沖擊性能試件進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)不規(guī)定沖擊試驗(yàn)時(shí),它們是次要因素。③次要因素——是指對(duì)要求測(cè)定的力學(xué)性能無(wú)明顯影響的焊接工藝因素。當(dāng)變更次要因素時(shí),可不重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,但應(yīng)重新編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。(2)不同焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接工藝因素的規(guī)定不相同?!附庸に囋u(píng)定在什么情況下應(yīng)考慮沖擊試驗(yàn)問(wèn)題?JB4708-2000的標(biāo)準(zhǔn)釋義中對(duì)壓力容器產(chǎn)品是這樣規(guī)定的:(1)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB150《鋼制壓力容器》、壓力容器產(chǎn)品專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要做沖擊韌性試驗(yàn)的;(2)壓力容器產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定要做沖擊韌性試驗(yàn)的;(3)按壓力容器產(chǎn)品所選用的材料,其材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要做沖擊韌性試驗(yàn)的?!袢绾伍喿x焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制焊接工藝規(guī)程前,應(yīng)對(duì)焊接工藝評(píng)定資料(至少包括焊接工藝評(píng)定報(bào)告和焊接工藝指導(dǎo)書(shū))進(jìn)行認(rèn)真閱讀,不僅要審查確認(rèn)PQR是否符合要求,而且在讀懂PQR的前提下才能用于和編制焊接工藝規(guī)程。(1)檢查所引用的焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR)是否能完全覆蓋本焊接工程。(2)檢查焊接工藝評(píng)定報(bào)告的內(nèi)容(包括各項(xiàng)工藝因素、檢驗(yàn)項(xiàng)目和結(jié)果)。(3)必要時(shí)檢查焊接工藝評(píng)定試件。試件反映工藝評(píng)定的真實(shí)性和與PQR的一致性。(4)詳細(xì)閱讀焊接工藝評(píng)定報(bào)告和焊接工藝指導(dǎo)書(shū)中提出的各項(xiàng)重要因素、補(bǔ)加重要因素和次要因素,為制定焊接工藝規(guī)程提煉素材?!蜷喿x范例及說(shuō)明7.4.2焊接工藝規(guī)程(1)明確焊前應(yīng)根據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR),結(jié)合工程實(shí)際編制焊接工藝規(guī)程。列出焊接工藝規(guī)程的編制明細(xì)表。序號(hào)構(gòu)件名稱接頭部位接頭形式材質(zhì)規(guī)格范圍焊接位置規(guī)程份數(shù)備注(2)明確焊接工藝規(guī)程應(yīng)經(jīng)過(guò)審批,并下發(fā)到焊工和焊接檢查員手中。(3)明確嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝紀(jì)律(焊接工藝規(guī)程)的有關(guān)管理措施。提示:如何編制焊接工藝規(guī)程●焊接工藝規(guī)程的作用(1)焊接工藝規(guī)程是一種經(jīng)評(píng)定合格的書(shū)面焊接工藝文件,以指導(dǎo)按法規(guī)的要求焊制產(chǎn)品焊縫。(2)焊接工藝規(guī)程是指導(dǎo)焊工和熱處理工按相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)要求焊制產(chǎn)品的重要工藝文件。(3)焊接工藝規(guī)程是證明一個(gè)企業(yè)具有按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)制造合格產(chǎn)品能力的主要文件之一。(4)焊接工藝規(guī)程是企業(yè)質(zhì)量保證體系和產(chǎn)品質(zhì)量計(jì)劃中最重要的質(zhì)量文件之一。(5)焊接工藝規(guī)程是參與工程焊接管理的各方和政府檢查焊接工藝紀(jì)律執(zhí)行情況的重要檢查依據(jù)?!窈附庸に囈?guī)程的基本要求(1)焊接工藝規(guī)程必須由生產(chǎn)該焊件的企業(yè)自行編制,不得沿用其它企業(yè)的焊接工藝規(guī)程,也不得委托其它單位編制用以指導(dǎo)本企業(yè)焊接生產(chǎn)的焊接工藝規(guī)程。(2)焊接工藝規(guī)程(WPS)不能完全等同于“焊接工藝指導(dǎo)書(shū)”(WPI)。即使現(xiàn)場(chǎng)的焊接工藝因素(重要因素、補(bǔ)加重要因素和次要因素)未超出WPI所適用的范圍,現(xiàn)場(chǎng)也必須另行編制焊接工藝規(guī)程(WPS)。(3)當(dāng)某個(gè)焊接工藝因素(重要因素、補(bǔ)加重要因素和次要因素中的任何一個(gè)因素)的變化超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評(píng)定范圍時(shí),需重新編制焊接工藝規(guī)程,并應(yīng)有相對(duì)應(yīng)的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)和焊接工藝評(píng)定報(bào)告作為支持性文件。(4)現(xiàn)場(chǎng)編制焊接工藝規(guī)程時(shí),應(yīng)以焊接工藝評(píng)定報(bào)告和焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)為依據(jù),并結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)、施工工藝條件和管理情況來(lái)制定?!粋€(gè)焊接工藝規(guī)程可依據(jù)一個(gè)或多個(gè)焊接工藝評(píng)定報(bào)告進(jìn)行編制?!蚺e例:手工鎢極氬弧焊+手工電弧焊的組合焊接工藝規(guī)程,可分別依據(jù)手工鎢極氬弧焊方法的焊接工藝評(píng)定報(bào)告和手工電弧焊方法的焊接工藝評(píng)定報(bào)告進(jìn)行編制。▲一個(gè)焊接工藝評(píng)定報(bào)告可用于編制多個(gè)焊接工藝規(guī)程?!蚺e例:己知立向上焊位置的焊接工藝評(píng)定報(bào)告,可用于編制平焊、立焊、橫焊、仰焊等各種不同位置的焊接工藝規(guī)程。(5)焊接工藝規(guī)程的編制數(shù)量:

不同的焊接接頭型式應(yīng)分別編制焊接工藝規(guī)程;

不同的母材組合應(yīng)分別編制焊接工藝規(guī)程;

不同的焊接位置應(yīng)分別編制焊接工藝規(guī)程;

不同的焊縫(或部位),由于某一焊接工藝因素的不同,應(yīng)分別編制焊接工藝規(guī)程。

同一焊縫(或部位),由于某一焊接工藝因素的改變,應(yīng)重新編制焊接工藝規(guī)程。(6)焊接工藝規(guī)程應(yīng)由具有一定專業(yè)知識(shí)和相當(dāng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的焊接工藝人員(專業(yè)公司技術(shù)人員)編制,現(xiàn)場(chǎng)焊接責(zé)任工程師審核,分公司(項(xiàng)目經(jīng)理部)項(xiàng)目總工批準(zhǔn)。只有經(jīng)批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)程才可用于指導(dǎo)焊工施焊和焊后熱處理工作。(7)焊接工藝規(guī)程應(yīng)下發(fā)到焊工和檢查員手中?!窬幹坪附庸に囈?guī)程應(yīng)遵循的原則(1)一份完整的焊接工藝規(guī)程應(yīng)當(dāng)列出為完成符合質(zhì)量要求的焊縫所必需的全部焊接工藝參數(shù)(工藝因素),除了規(guī)定直接影響焊縫力學(xué)性能的重要工藝參數(shù)(重要因素和補(bǔ)加重要因素)以外,也應(yīng)規(guī)定可能影響

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