《材料成型工程綜合試驗(yàn)》第三章焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)ppt課件

1、 第三章 焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn). 第一節(jié) 焊接工藝評(píng)定的概念及其目的一、焊接工藝評(píng)定的概念 根據(jù)JB4708-2000： 定義：為驗(yàn)證所擬訂的焊件的焊接工藝的正確性而進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)過程及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)，稱為焊接工藝評(píng)定。二、焊接工藝評(píng)定的目的1、驗(yàn)證施焊單位擬訂的焊接工藝能否正確。2、評(píng)價(jià)施工單位能否焊出符合有關(guān)要求的焊接接頭。待評(píng)的焊接工藝由施工單位擬訂。試件要由施工本單位技藝熟練的焊接人員施焊。試件要利用施工本單位的焊接設(shè)備施焊。.三、焊接工藝評(píng)定的根據(jù) 主要根據(jù)是有關(guān)的技術(shù)規(guī)范 國外規(guī)范舉例：美國ASME中的第卷“焊接及釬焊評(píng)定；日本JISB8285-1993；英國BS4870；德國勞埃德船建

2、法規(guī)中關(guān)于船體構(gòu)造焊接工藝評(píng)定的規(guī)定等。 我國國內(nèi)規(guī)范舉例：JB4708-2000；JB4420-1989；JB/T6963-1993；JB/T6315-1992等。.第二節(jié) 焊接工藝評(píng)定的規(guī)那么 制定焊接工藝評(píng)定規(guī)那么的目的：防止漏評(píng)；盡量減少不用要的評(píng)定。 以鋼制壓力容器為例，在規(guī)范中作了以下規(guī)定： 一、對(duì)須評(píng)焊縫的規(guī)定 鋼制壓力容器中有五種焊縫必需評(píng)定： 1、受壓元件焊縫； 受壓元件包括：封頭或端蓋、筒體、人孔蓋、 人孔法蘭、人孔接納、開孔補(bǔ)強(qiáng)圈、球罐的球殼板等。 2、與受壓元件相焊的焊縫； 3、熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫 4、受壓元件母材外表的堆焊、 補(bǔ)焊； 5、上述焊縫的返修焊縫。 .

3、 二、對(duì)母材之間替代關(guān)系的規(guī)定 按照化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接性能的相近程度進(jìn)展分類分組，比較相近的歸為一類，更為相近的歸為一組。 表3-1 鋼號(hào)分類組表類別號(hào)組別號(hào)鋼號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)II-1Q235-AFGB/T912,GB/T3274Q235-AGB/T912,GB/T3274Q235-BGB/T912,GB/T3274Q235-CGB/T912,GB/T327410GB3087,GB6479,GB/T8163,GB994820GB3087,GB/T8163,GB9948,JB472620GGB5310,GB647920gGB71320RGB6654.類別號(hào)組別號(hào)鋼號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)IIII-116M

4、nGB6479,JB472616MnRGB6654II-215MnNbRGB665415MnVRGB665420MnMoJB472610MoWVNbGB6479IIIIII-113MnNiMoNbRGB665418MnMoNbRGB665420MnMoNbJB4726III-207MnCrMoVRGB150IVIV-112CrMoGB6479,GB994812CrMoGGB531015CrMoGB6479,GB9948,JB472615CrMoRGB665415CrMoGGB531014Cr1MoJB4726. 類別號(hào)組別號(hào)鋼號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)IVIV-114Cr1MoRGB15012Cr1MoVJ

5、B472612Cr1MoVGGB5310IV-212Cr2MoGB647912Cr2Mo1JB472612Cr2Mo1RGB15012Cr2MoGGB5310VV-11Cr5MoGB6479,JB4726VIVI-109MnDGB15009MnNiDJB472709MnNiDRGB3531VI-216MnDJB472716MnDRGB353115MnNiDRGB3531. 1、組別評(píng)定規(guī)那么在同類同組的母材中，只需其中一種評(píng)定合格，該工藝適用于同組別號(hào)的其它母材。在同類別號(hào)中、高組別號(hào)母材的評(píng)定適用于該組別號(hào)母材與低組別號(hào)母材所組成的焊接接頭。組別號(hào)為 VI-2母材的評(píng)定適用于組別號(hào)為II-1

6、的母材。2、類別評(píng)定規(guī)那么類別號(hào)為II或組別號(hào)為VI-1、VI-2的同鋼號(hào)母材的評(píng)定適用于該類別號(hào)或該組別號(hào)母材與類別號(hào)為I的母材所組成的焊接接頭。. 三、對(duì)試件厚度有效適用范圍的規(guī)定 1.試件母材為IV-2組 和b下限植大于540MPa級(jí)的低合金鋼，按表3-2和表3-3中的規(guī)定。 表3-2 試件厚度適用于焊件厚度有效范圍 試件母材厚度T適用于焊件母材厚度的有效范圍最小值最大值T1.5T2T1.5T81.52T，且不大于12T80.75T1.5T試件焊縫金屬厚度t適用于焊件焊縫金屬厚度的有效范圍最小值最大值t1.5不限2t1.5t8不限2t，且不大于12t8不限1.5t注：t指同一種焊接方法（

7、或焊接工藝）在試件上所熔敷的焊縫金屬厚度。表33試件焊縫厚度適用于焊件焊縫厚度的有效范圍.2.其它母材，按表3-4、3-5的規(guī)定 表3-4 試件厚度適用于焊件厚度的有效范圍橫彎 表3-5 試件厚度試用于焊件厚度的有效范圍(縱彎試件母材厚度T適用于焊件母材厚度的有效范圍適用于焊件焊縫金屬厚度的有效范圍最小值最大值最小值最大值T1.5T2T不限2t1.5T101.52T不限2t10T3852T不限2t385200*不限2t（t20）385200*不限200*（t20）*限用于焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊的多道焊。試件母材厚度T適用于焊件母材厚度的有效范圍適用于焊件焊縫金屬厚

8、度的有效范圍最小值最大值最小值最大值1.5T2T不限2t1.5T101.52T不限2t1052T不限2t.四、對(duì)焊接工藝要素的分類及分析1、焊接工藝要素的分類 1重要要素：影響焊接接頭抗拉強(qiáng)度和彎曲性能的焊接工藝要素，例如，焊接方法、焊接資料等。 2補(bǔ)加要素：影響焊接接頭沖擊韌度的焊接工藝要素，如熱輸入，電流種類等。 3次要要素：對(duì)要求測定的力學(xué)性能無明顯影響的焊接工藝要素，如坡口方式 、坡口根部間隙等。2、對(duì)各種工藝要素的分析 1焊接方法 改動(dòng)焊接方法需重新評(píng)定； 當(dāng)同一條焊縫運(yùn)用兩種或兩種以上焊接方法或焊接工藝時(shí)，可采用組合評(píng)定和分別評(píng)定兩種方法。.例如，有一焊件、材質(zhì)為16MnR，焊接接

9、頭有沖擊韌度要求，用三種焊接方法焊成，如何評(píng)定？ 第一種方法：組合評(píng)定法 表3-6 適用于焊件厚度的有效范圍 母 材焊 縫 金 屬最小值最大值最小值最大值埋弧焊1540不限20焊條電弧焊1540不限12氬弧焊1540不限8.第二種方法：分別評(píng)定法見以下圖： 表3-7 適用于焊件厚度的有效范圍 母 材焊 縫 金 屬最小值最大值最小值最大值埋弧焊1540不限40焊條電弧焊1540不限20氬弧焊1540不限10.2焊縫方式 焊接接頭方式包括：對(duì)接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、鎖底接頭、端接接頭等。 焊縫方式有：對(duì)接焊縫、角焊縫、端接焊縫等。 對(duì)接接頭 T形接頭 角接接頭 鎖底接頭 角

10、接接頭 T形接頭 搭接接頭 對(duì)接接頭 對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫 角焊縫 角焊縫 角焊縫 角焊縫 由于任何接頭都是由焊縫銜接而成，同一種焊縫可以銜接不同的接頭,因此，焊接工藝評(píng)定時(shí)調(diào)查的對(duì)象是“焊縫，而不是焊接接頭。.規(guī)定：對(duì)接焊縫的試件評(píng)定合格的工藝亦適用于焊件角焊縫；板材對(duì)接焊縫試件評(píng)定合格的工藝亦適用于管材的對(duì)接焊縫，反之亦可。管與板角焊縫評(píng)定合格的工藝亦適用于板材的角焊縫，反之亦可。坡口方式、坡口根部間隙等普通為次要要素。 板材對(duì)接焊縫試件 管材對(duì)接焊縫試件 板材角焊縫試件 管與 板角焊縫試件 上圖為對(duì)接焊縫試件 上圖為角焊縫試件 . 3填充資料 包括：焊條、焊絲、焊劑和附

11、加的填充金屬等。均是重要要素。4焊接位置 包括：平焊、橫焊、立焊、仰焊等，通常情況下都是次要要素。只需將位置改動(dòng)為向上立焊時(shí)，為補(bǔ)加要素。5預(yù)熱 包括：預(yù)熱和不預(yù)熱.由預(yù)熱改動(dòng)為不預(yù)熱，或預(yù)熱溫度降低50攝氏度以上時(shí)，需求重新評(píng)定。6氣體 包括：可燃?xì)怏w例如乙炔、丙烷等和維護(hù)氣體例如CO2，氬氣等均為重要要素。. 7焊后熱處置 包括：不進(jìn)展熱處置和焊后進(jìn)展熱處置例如正火、高溫回火、固溶處置等，改動(dòng)熱處置方式或改為不進(jìn)展熱處置，均需求重新評(píng)定。8電特性 包括：熱輸入、電源種類、極性、鎢極種類或直徑等。熱輸入E=36UgIg/VJ/CM 熱輸入、電源種類和極性能影響焊接接頭的韌性， 因此是補(bǔ)加要素

12、； 鎢極種類或直徑為次要 要素。 9技術(shù)措施 包括：焊絲擺動(dòng)幅度，多道焊與單道焊，焊接方向，層間清理方法等，普通多為補(bǔ)加要素或次要要素。.第三節(jié) 焊接工藝評(píng)定的普通程序 一、編制焊接工藝指點(diǎn)書 焊接工藝指點(diǎn)書是焊接工藝評(píng)定的原始根據(jù)和評(píng)定對(duì)象，應(yīng)將待評(píng)定的焊接工藝內(nèi)容全部反映出來。 包括：焊接接頭自然情況，母材種類、焊接方法、焊接資料、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度等。 焊接工藝指點(diǎn)書通常采用規(guī)范中引薦的格式，也可以本人設(shè)計(jì)格式。. 表3-8 焊接工藝指點(diǎn)書 單位名稱_焊接工藝指導(dǎo)書編號(hào)_日期_焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)_焊接方法_ 機(jī)械化程度（手工、半自動(dòng)、自動(dòng)）_焊接接頭： 簡圖：（接頭

13、形式、坡口形式與尺寸、焊層、焊道布制及順序） 坡口形式：_襯墊（材料及規(guī)格）_其他_ 母材：類別號(hào)_組別號(hào)_與類別號(hào)_組別號(hào)_相焊及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)_鋼 號(hào)_與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)_鋼 號(hào)_相焊厚度范圍：母材：對(duì)接焊縫_角焊縫_管子直徑、壁厚范圍：對(duì)接焊縫_角焊縫_焊縫金屬厚度范圍：對(duì)接焊縫_角焊縫_其他_焊接材料：焊材類型焊材標(biāo)準(zhǔn)填充金屬尺寸焊材型號(hào)焊材牌號(hào)（鋼號(hào)）其他. 耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他：焊接位置： 對(duì)接焊接的位置_ 焊接方向：（向上、向下）_ 角焊縫位置_ 焊接方向：（向上、向下）_焊后熱處理： 溫度范圍（ ）_ 保溫時(shí)間（ h )_預(yù)熱： 預(yù)熱溫度（ ）(允許最

14、低值)_ 層間溫度（ ）(允許最高值)_ 保持預(yù)熱時(shí)間_ 加熱方式_氣體： 氣體種類 混合比 流量（L/min）保 護(hù) 氣 _ _ _尾部保護(hù)氣 _ _ _背面保護(hù)氣 _ _ _電特性電流種類：_ 極性：_焊接電流范圍（A）_ 電弧電壓（V）：_(按所焊位置和厚度，分別列出電流和電壓范圍，記入下焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電流電弧電壓（V）焊接速度(cm/min）線能量（kJ/cm)牌號(hào)直徑極性電流（A）鎢極類型及直徑_ 噴嘴直徑(mm):_熔滴過渡形式_ 焊絲送進(jìn)速度(cm/min):_. 二、施焊條件按照規(guī)范規(guī)定預(yù)備試件； 由本單位技藝熟練的焊接人員運(yùn)用本單位的焊接設(shè)備焊接試件； 采用的

15、焊接工藝條件應(yīng)嚴(yán)厲遵守焊接工藝指點(diǎn)書；三、理化實(shí)驗(yàn)按照有關(guān)規(guī)范確定實(shí)驗(yàn)工程；按照有關(guān)規(guī)范制備各種性能試樣；按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)展各種性能實(shí)驗(yàn)；填寫各個(gè)實(shí)驗(yàn)工程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告焊接工藝評(píng)定報(bào)告是對(duì)焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)的全面總結(jié)，因此應(yīng)對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展匯總，同時(shí)給出最后的結(jié)論。焊接工藝評(píng)定報(bào)告的作用：作為制定焊接工藝規(guī)程的根據(jù)，具有指點(diǎn)作用。焊接工藝評(píng)定報(bào)告通常采用規(guī)范中引薦的格式。. 表3-9 焊接工藝評(píng)定報(bào)告 單位名稱：_焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)：_焊接工藝指導(dǎo)書編號(hào)：_焊接方法：_機(jī)械化程度（手工、半自動(dòng)、自動(dòng)）_街頭簡圖：（坡口形式、尺寸、襯墊、每種焊接方法或焊接工藝、焊縫金

16、屬厚度）母材：材料標(biāo)準(zhǔn)：_鋼號(hào)：_類、組別號(hào)：_與類、組別號(hào)_相焊厚度：_直徑：_其他：_焊后熱處理：熱處理溫度（）：_保溫時(shí)間（h）：_氣體 ： 氣體種類 混合比 流量（L/min）保 護(hù) 氣 _ _ _尾部保護(hù)氣 _ _ _背面保護(hù)氣 _ _ _填充金屬：焊材標(biāo)準(zhǔn)：_焊材牌號(hào)：_焊材規(guī)格：_焊縫金屬厚度：_其他：_電特性：電流種類：_極性：_鎢極尺寸：_焊接電流(A):_電弧電壓(V):_焊接位置：對(duì)接焊縫位置：_方向：（向上、向下）角焊縫位置：_方向：（向上、向下）技術(shù)措施： 焊接速度（cm/min）：_ 擺動(dòng)或不擺動(dòng)：_ 擺動(dòng)參數(shù)：_ 多道焊或單道焊（每面）：_ 多絲焊或單絲焊：_ 其

17、他：_預(yù)熱： 余熱溫度（）:_ 層間溫度（）:_ 其他：_.第四節(jié) 焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法 焊件上不同的焊縫采用不同的焊縫試件，不同的焊縫試件有不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。一、對(duì)接焊縫試件 1、適用對(duì)象：焊縫是對(duì)接焊縫和受壓角焊縫的焊件接頭。 2、試件制備： 有兩種： 板材對(duì)接焊縫試件 管材對(duì)接焊縫試件 以板材對(duì)接焊縫試件為例：厚度：應(yīng)充分思索其適 用于焊件的有效范圍；寬度：應(yīng)250毫米；長度：應(yīng)足以切取所需 試樣；施焊：按焊接工藝指點(diǎn) 書中給出的工藝。 .3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法1外觀檢查實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z查接頭外表有無裂紋等缺陷。實(shí)驗(yàn)方法：有肉眼察看試件接頭的外表。合格目的：沒有裂紋。2無損檢測實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

18、：檢查接頭內(nèi)部有無裂紋等缺陷。實(shí)驗(yàn)方法；采用射線檢測和超聲波檢測法 當(dāng)試件厚度小于或等于38毫米時(shí)，采用100%射線檢測； 當(dāng)試件厚度大于20毫米，抗拉強(qiáng)度大于540兆帕?xí)r，除采用100%射線檢測，還應(yīng)采用部分超聲波檢測。 當(dāng)試件厚度大于38毫米時(shí)，除采用100%射線檢測，還應(yīng)采用部分超聲波檢測。合格目的：沒有裂紋。.3力學(xué)性能和彎曲實(shí)驗(yàn) 表3-10 實(shí)驗(yàn)工程和試件的數(shù)量 1 拉伸實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定接頭的強(qiáng)度。 試樣方式： 緊湊型板接頭帶肩板形試 樣，見右圖： . 緊湊型管接頭帶肩板形試樣型式I，見以下圖： 緊湊型管接頭帶肩板形試樣方式II，見以下圖： 管接頭全截面試樣，見右圖： . 實(shí)驗(yàn)方法：按GB/T228-1987規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法在拉力機(jī)上進(jìn)展。合格目的：試樣母材為同種鋼號(hào)時(shí)，每個(gè)試樣b不應(yīng)低于母材鋼號(hào)規(guī)范 規(guī)定的下限值； 試樣母材為兩種鋼號(hào)時(shí)，每個(gè)試樣的b不應(yīng)低于兩種鋼號(hào)標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定值下限的較低值。 2彎曲實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定接頭的塑性，提示接頭內(nèi)部的缺陷，以及焊縫的致密性。試樣的方式：有面彎、背彎、縱向面彎、縱向背彎和橫向側(cè)彎等五種。其 中板材合和管材的面彎試樣如以下圖所示； . 實(shí)驗(yàn)方法：按GB/T232-1988中的規(guī)定在拉力機(jī)上進(jìn)展。合格目的：試樣彎曲到180度以后，其拉伸面上沿任何方向不得有單條長度大于3mm的裂紋或缺陷。3沖擊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定接頭的沖