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      首 页 > 技术咨询 > 焊接工艺评定

      焊接工艺评定

       

      焊接工艺评定简介:焊接工艺评定(Welding Procedure Qualification Record,简称WPQR) 为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性或进行焊工能力考核而进行的试验过程及结果评价。

       

      焊接工艺评定目的:

      1.评定施焊单位是否有能力焊出符合相关国家或行业标准、技术规范所要求的焊接接头。

      2.验证施焊单位所拟订的焊接工艺指导书是否正确。

      3.为制定正式的焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的技术依据。

      4.考核焊工能力。

       

      焊接工艺评定应用范围:

      1、适用于锅炉,压力容器,压力管道,桥梁,船舶,航空航天,核能以及承重钢结构等钢制设备的制造、安装、检修工作。

      2、适用于气焊,焊条电弧焊,钨极氩弧焊,熔化极气体保护焊,埋弧焊,等离子弧焊,电渣焊等焊接方法。

       

      评定过程:

      1、拟定预备焊接工艺指导书 (Preliminary Welding Procedure Specification,简称PWPS)

      2、施焊试件和制取试样

      3、检验试件和试样

      4、测定焊接接头是否满足标准所要求的使用性能

      5、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

       

      工艺评定相关标准

      评定参考标准:

       

      工艺评定的标准国内标准

      SY∕T4103-1995 (相当于API 1104)

      NB/T47014-2011 《承压设备用焊接工艺评定》

      SY∕T0452-2002 《石油输气管道焊接工艺评定方法》(注:供石油,化工工艺评定)

      JGJ81-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》(注:公路桥梁工艺评定可参照执行)

      GB50236-98 《现场设备,工业管道焊接工程施工及压力管道工艺评定》

      《蒸汽锅炉安全技术监察规程(1996)》注:起重行业工艺评定借用此标准

       

      欧洲标准

      ISO15614-1 钢的电弧焊和气焊∕镍和镍合金的电弧焊

      ISO15614-2 铝和铝合金的电弧焊

      ISO15614-3 铸铁电弧

      ISO15614-4 铸铝的修补焊

      ISO15614-5 钛和钛合金的电弧焊∕锆和锆合金的电弧焊

      ISO15614-6 铜和铜合金的电弧焊

      ISO15614-7 堆焊

      ISO15614-8 管接头和管板接头的焊接

      EN 288 或ISO 15607 - ISO 15614系列标准

       

      美国标准

      AWS

      D1.3-98 薄板钢结构焊接规程

      D1.6:1999 不锈钢焊接

      D1.1∕D1.1M:2005 钢结构焊接规程

      D1.2∕D1.2M:2003 铝结构焊接规程

      D1.5∕D1.5M:2002 桥梁焊接

      D14.3∕D14.3M:2005 起重机械焊接规程

       

       

      外观检测 无损探伤 拉伸测试 表面裂纹检测 弯曲测试 冲击测试 硬度测试 低倍金相测试
      • 测试范围:

        全焊透的对接焊缝、T型接头、支接管、角焊缝等。

         

        详述的试验不提供接头力学性能方面的信息。这些性能与应用有关时,应进行附加的的评定,如对接焊缝评定(焊缝及热影响区表面无裂纹、未融合、夹渣、弧坑、气孔,焊缝咬边深度不应超过0.5mm等等)。

         

        外观检测

      • X射线检验

        测试范围:

        全焊透的对接焊缝、T型接头、支接管等。

         

        射线检验是检验焊缝内部缺陷准确而可靠的方法之一,它可以显示出缺陷在焊缝内部的形状,位臵和大小。 X射线检验的原理:它是利用X射线高能射线程度不同地透过不透明物体,使照相底片得以感光,从而进行焊接检验。 焊缝在射线检查之前,必须进行表面检查,表面上的不规则程度应不妨碍对底片上缺陷的辨认,否则应加以休整。

         

        超声波检测技术

        测试范围:

        全焊透的对接焊缝、T型接头、支接管等。

         

        超声检测技术等级分为A、B、C三个检测级别。超声检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规范、标准及设计图样规定。

         

        不同检测技术等级的要求

        1.A级检测 A级检测技术适用于与承压设备有关的支承件和结构件焊接接头检测。

        2.B级检测 B级检测技术适用于一般承压设备对接焊接接头的检测。

        3.C级检测 C级检测技术适用于重要承压设备对接焊接接头检测。采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平。

         

        母材检测的要点如下:

        检测方法:接触式脉冲反射法,采用频率2MHz~5MHz的直探头,晶片直径10mm~25mm。

         

        检测灵敏度:将无缺陷处第二次底波调节为显示屏满刻度的100%。

         

        凡缺陷信号幅度超过显示屏满刻度20%的部位,应在工件表面作出标记,并予以记录。

         

        无损探伤

        双孔测定探头前沿及K值的示意图

         

         

        缺陷位置的测定

        水平定位法:

        当仪器按水平1:n调节扫描速度时,应采用水平定位法来确定缺陷的位置。若仪器按水平1:1调节扫描速度时,那么显示屏上缺陷波前沿(模拟机)所对应的水平刻度值就是缺陷的水平距离。

         

        深度定位法当仪器按深度1:n调节扫描速度时,应采用深度定位法来确定缺陷的位置。若仪器按深度1:1调节扫描速度时,那么显示屏上缺陷波前沿(模拟机)所对应的水平刻度值就是缺陷的深度。

         

      • 测试范围:

        全焊透的对接焊缝。

         

        对接接头横向拉伸试验的试样和试验应符合GB/T2651规定。

         

        对于外径大于50mm的管子,应去除两面多余的焊缝金属,使得试样厚度与管壁厚度相同。

         

        对于外径小于或等于50mm的管子,采用较小管子的整个截面时,允许保管管子内表面的焊缝余高。

         

        除非试验之前另有规定,试样的拉伸强度一般不低于母材的下限值。

         

        对于异种母材的接头,拉伸强度一般不得低于较低强度母材的下限值。

         

        拉伸测试

      • 测试范围:

        全焊透的对接焊缝、T型接头、支接管、角焊缝等。

         

        表面裂纹的定义:

        缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。

         

        裂纹的分类

        根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。

         

        表面裂纹检测方法:

        1.渗透法

        渗透法是一种简单而有效的工作表面无损检测方法。它主要用于检测工件表面的细致缺陷。

        荧光检测是将工件浸入一种附着力强、表面张力小的荧光液中,然后把工件从中取出,并将工件表面荧光液洗净,接着在上面喷涂一层显示剂,目的是将深入缺陷中的荧光液吸出。经过上述处理,把工件置于紫外线的辐射作用下,便能使深入缺陷的荧光液发光,缺陷被发现。

        着色检测是利用物理学中的毛细、渗透、吸附现象,利用显示剂呈现工件表面缺陷的方法。它是使用一种不含荧光物质而带色的渗透液,一般为深红色,方法同荧光法,此法不需要紫外光源,可以在明亮的可见光中进行。

         

        2.磁粉法

        磁粉法使通过对被检工件施加磁场使其磁化,在工件的表面或近表面缺陷处将有磁力线逸出工件表面而形成漏磁场,有磁极的存在就能吸附附加在工件表面的磁粉形成聚集磁痕,从而显示出缺陷的存在。

         

        表面裂纹检测

      • 测试范围:

        全焊透的对接焊缝。

         

        对接接头弯曲试验的试样和试验应符合GB/T2653规定。

         

        厚度小于12mm时,应做两个正弯和两个背弯试验,当厚度大于或等于12mm时,建议用四个侧弯代替两个正弯和两个背弯试验。

         

        对于板子的异种钢或异种成分对接接头,可以采用一个纵向背弯或一个纵向正弯试样代替四个横向弯曲试验。

         

        弯头的直径应为试样厚度的四倍,延伸率大于(或等于)20%的母材,弯曲角度应为180°。

         

        弯曲测试

      • 测试范围:

        全焊透的对接焊缝。

         

        冲击试样和试验应符合相关标准(GB/T2650)的要求。

         

        冲击试验一般采用V型缺口试样,缺口可以开在焊缝金属或热影响区上。

         

        VWT型试样表示缺口开在焊缝金属,VHT型试样表示缺口开在热影响区。

         

        试样应在母材表面2mm以下沿焊缝垂直截取。每个规定部位,各截取一组(3个)试样。

         

        热影响区缺口应距离融合线1~2mm,焊缝金属缺口则开在焊缝中心线上。

         

        厚度大于50mm时,应取两组附加试样,一组取自焊缝金属,一组取自恰好位于中间厚度的热影响区或焊缝根部。

         

        除非应用标准另有要求,冲击功一般应符合对应的母材标准,每组三个试样的平均值应满足规定的要求,单个值可以低于规定的最低平均值,但不得低于该数值的70%。

         

        对于异种刚接头,应采用每侧母材热影响区的试样进行冲击试样。

         

        用一个试件评定多个焊接方法时,冲击试样应取自每个焊接的焊缝金属和热影响区。

         

        冲击测试

      • 全焊透的对接焊缝、T型接头、支接管、角焊缝等。

         

        硬度试样应按有关标准进行。为了测量和记录焊接接头的硬度分布,压痕应打在焊缝、热影响区和母材上。厚度小于5mm的材料,应在表面2mm处打一排 压痕。厚度超过5mm的材料,应在焊接接头的上下表面2mm处各打一排压痕。双面焊缝、角焊缝和T型接头对接焊缝。可在根部区域增加一排压痕。

         

        每排压痕应至少包裹三个下列区域的硬度测试点:

        1.焊缝

        2.热影响区

        3.母材

         

        最大硬度值对应表

        允许的最大硬度值对应表

      • 测试范围:

        全焊透的对接焊缝、T型接头、支接管等。

         

        金属材料焊接成型的过程中,焊接接头的各区域经受了不同的热循环过程, 因而所获得的组织也有很大的差异,从而导致机械性能的变化。对焊接接头进行金相分析,是对接头性能进行分析和鉴定的一个重要手段,它在科研和生产中已得到 了广泛的应用。焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两方面。

         

        焊接接头

        焊接接头的宏观照片

         

        显微分析是借助于光学显微镜或电子显微镜(>100×)进行观察、分析焊缝的结晶形态、焊接热影响区的组织、分布特点以及微观缺陷等。

         

        管线钢的焊接接头组织分析

        管线钢主要是指用于焊接输送石油、天然气的大口径钢管用热轧卷板或宽厚板。现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢,是高技术含量和高附加值的产品。

        由于管线钢的低碳或超低碳微合金化,它的焊接接头的组织变化仍然属于前面讨论的范畴,同样存在熔合区、过热区、正火区和不完全重结晶区。

         

        熔合区

        熔合区

         

        过热区

        过热区

         

        正火区

        正火区

         

        不完全重结晶区

        不完全重结晶区

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