《焊接工艺规程（通用5篇）》

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焊接工艺规程 篇1

关键词 焊接工艺评定；焊接质量缺陷；影响要素；控制措施

中图分类号：TG42 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00

核岛小容器包括压缩空气储罐、废液回收水箱、冷凝水回收箱、工艺疏水箱、含氧废水疏水罐、冷凝水贮存罐和各种除盐器等容器设备组成。质保等级为核Q2、3级。焊接是核设备制造的重要加工手段，焊接过程是一种特殊工艺过程，焊缝质量在焊接过程中形成。核岛小容器设备的焊接，通常以传统焊接工艺为主，即氩弧焊（TIG）或氩-电联合焊接（TIG+SMAW）。焊接工艺评定就是为了避免焊接常见缺陷的产生，使焊接接头的力学性能、弯曲性能或堆焊层的化学成分符合图纸设计规定，是对焊接工艺规程（WPS）进行验证性试验和结果评价的过程。焊接过程中由于受人员、设备、材料、标准文件和环境等多方面因素影响，会导致气孔、未熔合、未焊透、夹杂等缺陷出现。设备焊接制造中必须遵循焊接工艺评定进行焊接制造，如果焊接工艺评定无法满足设计要求将无法保证焊接质量。

1 核电小容器设备焊接前焊接工艺评定及焊接质量控制

1.1 焊接工艺评定过程的检查

产品施焊前，应检查WPS清单中所有焊接工艺是否都有焊接工艺评定支持，检查设备图纸中所示的所有焊缝是否都已编制WPS，并在WPS清单中列出。

1）检查制造商焊接工艺规程WPS中是否列出了焊接工艺评定报告（PQR），检查焊接工艺评定报告（PQR）中评定的可变参数有效范围能否覆盖产品的焊接变素，检查评定记录和报告是否符合相关规范标准和技术条件。

2）检查焊接工艺评定任务书规定的检验项目、数量、有效范围和验收标准是否符合规范标准和评定技术条件的要求。

3）评定条件检查内容：①确认评定现场已具备所需文件，施焊人员为熟练合格焊工或焊接操作工，且已熟悉评定文件。②验证评定用焊接设备、测量仪器已经鉴定合格并在有效期内。③验证评定试板的制备（试板尺寸、坡口形式、坡口制备方法、钝边的形式和厚度，锻轧方向等）符合规定要求。

4）评定试件焊接过程的检查内容：①评定试板组装：按照PWPS控制错边量、坡口间隙等、采取防变形措施（必要时）。②按PWPS要求对评定试板进行预热，控制预热温度大于规定预热温度的下限。③按PWPS要求开始焊接，控制层间温度、焊接电流、焊接电压、焊接速度等参数。④焊接完毕后按PWPS要求对评定试板进行热处理（如需要）。

5）无损检验的检查：检查评定试件是否已按照产品要求的无损检验项目进行了检验，RCC-M规定工艺评定试件的无损检验应满足1级焊缝的检验标准要求。

6）取样过程的检查：应在试件经过整体热处理和按评定文件规定的无损检验以后取样。力学性能试样应取在无损检验显示的质量最好区域中；宏观检验和（或）微观检验的金相试样应取在无损检验认为合格的缺陷显示部位。

1.2 焊接过程的质量控制

1.2.1 施焊前准备的检查

1）检查操作环境条件是否符合规定要求，不满足时，必须采取适当措施，消除其影响，否则严禁施焊。2）确认施焊用焊机状态完好，检测仪表经鉴定合格并在有效期内，电流表、电压表指示正常。3）确认施焊焊工考试合格项目与产品焊接各变素的符合性，并在3个月内无中断焊接操作，且连续中断考试合格项目对应的焊接工作不得超过六个月。4）检查焊材复验报告，确认复验的检验项目是否齐全，结果是否满足要求；确认所用焊材的牌号、规格等参数是否与焊接工艺要求一致，是否按要求进行了验收、烘培，是否有完整的发放、领用和回收记录。5）确认所采用的焊接工艺已进行了焊接工艺评定。6）检查焊接工艺规程是否已经得到批准，并摆放在施焊现场便于施焊者得到。7）组装前检查内容如下：①母材和焊接材料的标识。②待焊件坡口形状和尺寸：坡口角度、钝边、装配间隙和错边等。③焊接坡口及两侧已完全除油、除锈、除氧化皮，并按要求进行了表面无损检验；8）组装后检查待焊件尺寸检查，定位焊后，检查坡口尺寸公差、间隙公差、对口错边量是否符合焊接工艺要求。

1.2.2 焊接过程的检查

1）预热和层间温度的检查：检查预热温度不能超过焊接工艺规定的最小值，层间温度不能高于规定的最大值，预热宽度必须满足工艺要求，施焊现场应放置测温仪器。2）检查焊工是否严格按焊接工艺给定的参数实施焊接，包括对以下焊接参数的检查：焊接线能量、焊接电流、焊接电压、焊接速度、气体流量、焊道宽度等。3）如有根部保护要求，应检查根部保护气体流量、气体种类、保持的最小厚度等是否满足技术要求。4）焊接期间对焊道外观和尺寸进行检查，确保焊道分布符合技术要求，焊道表面不产生气孔、未熔合、未焊透、夹杂等缺陷。为此，应检查焊道和焊根的清理是否彻底，发现弧坑是否去除并进行了表面检验。5）检查焊工不得在设备表面上起弧，在第一层和最终焊缝上不得进行锤击；6）对于有后热要求的冷裂纹敏感材料，检查焊后是否及时进行了后热和焊后去应力热处理。7）检查焊工施焊过程中除正常打磨外，不得随意进行挖补焊接。8）检查焊工或质检人员是否按照程序要求进了焊接记录，记录是否规范，记录内容是否真实全面。

2.2.3 焊后外观检查

1）焊接完成后，确认是否清除了焊缝表面及邻近表面区域的焊渣、氧化皮和油脂等可能妨碍无损检验的物质。2）按照检验验收准则对焊缝尺寸和表面缺陷进行检查。

2.2.4 焊缝返修的检查

焊缝经无损检验发现超标缺陷时，应进行返修，焊缝返修的检查内容如下：1）焊缝返修应按经评定的返修工艺进行。2）根据返修工件的材质、缺陷部位和大小等，可分别采取机械加工、手工铲磨、碳弧气刨等方法清除缺陷。3）同一位置焊缝的返修不应超过两次。4）返修前应编制一份返修工艺或作业指导书。5）返修完毕外观检验合格后，应在补焊区冷却到室温一定时间后再对返修焊缝进行无损检测。

2.2.5 见证件检查

设置焊接见证件的目的主要是为了验证产品焊缝的质量，其焊接符合产品焊接工艺评定确定的操作要求，在对见证件进行检查时也应重点检查见证件与产品的符合性。

3 产品制造中出现的常见焊接质量事故分析

质量事故一：产品进行焊接产品见证件试板后，在试件与筒体的焊缝作PT无损检查时发现，焊缝出现纵向裂纹。

原因分析：产品在施焊前未按焊接工艺要求进行焊前预热处理，焊接过程中未按工艺要求进行加热保温处理，焊后温降速度过快。

质量事故二：在进行焊接工作巡检中，发现焊工未按照工艺规程WPS要求的焊接参数（电流、电压）及焊接速度要求进行焊接，存放焊条保温筒未进行接通电源进行保温加热，后进行UT无损探伤时发现夹杂和气孔缺陷。

原因分析：焊工违反WPS规定，只考虑尽快完成焊接工作，在焊接参数不符、焊条未保温情况下进行焊接工作。

质量事故三：在进行设备筒体与封头的组合环封焊接焊后检查中，采用RT探伤，在RT报告显示局部未焊透；

原因分析：由于筒体与封头规格偏差，组焊时，环缝内部出现局部焊缝错口问题，未得到焊工重视，焊后RT探伤出现为焊透的质量事故。

4 结论

焊接过程中由于受人员、设备、材料、标准文件和环境等多方面因素影响，会导致气孔、未熔合、未焊透、夹杂等缺陷出现。设备焊接制造中必须遵循焊接工艺评定进行焊接制造，如果焊接工艺评定无法满足设计要求将无法保证焊接质量。监造人员要对制造厂人员、设备、材料、标准文件和环境等方面加强焊接管理，有针对性地采取严格控制措施，对设备制造中出现的焊接质量问题进行分析研究，并进行有效的解决。以达到焊接质量的预防和有效控制，避免类似质量缺陷再次出现。

参考文献

[1]法国压水堆核岛机械设备设计和建造规则。2000版+2002 年补遗。

[2]美国 ASME 第Ⅸ卷焊接和钎接评定。2004.

[3]NB/T 47014-2011承压设备焊接工艺评定。

焊接工艺规程 篇2

关键词：锅炉；压力容器；焊接工艺

中图分类号：TH49 文献标识码：A

引言

在锅炉、压力容器这些产品的制造的过程之中，通常使用到焊接工艺文件（WPS）。在国内外焊接制造过程中，都要求企业应该做焊接工艺的评定来验证企业焊制，是否符合标准接头的最基本的能力。在一般情况下，焊接工艺评定是由企业的技术部门来编制的，可以依据产品的需求，依照相关的标准，比如说西方发达国家的 ASME 第Ⅸ篇；或者是我国的NB/T47014-2011这些标准来执行，依照标准的每种重要参数的改变，比如说的焊接方法；母材的类别；预热温度；热处理温度；焊接热输入超出规定的范围，都应该进行焊接工艺的评定试验。

一、WPS

WPS这是使用焊工或者焊机操作工序规范要求制造产品提供指导的书面文件。它们则是应该依照规范的规定来进行评定，或是规范允许的AWS的标准焊接工艺规程来直接指导焊接工作指令性的文件，任何的焊接工作只有按照的WPS的规定条件来进行，如此才可以保证工程、产品的焊接质量。

前文所述都是施工所用的 WPS，它是直接指向产品施工而编制的，在这之中主要包含有所有焊接要素应该包含一定的宽容度。有两种 WPS则是特例，其中一种则是进行焊接工艺评定前编Preliminary Welding Procedure specification 简称是SWPS，属于认可试验计划中的内容，而另外的一种则是在焊接认可试验的焊接现场记录的 WPS，这个WPS的内容则是PQR 文件中的一部分，可以检验员或者监理审核的认可。

二、压力容器的重点

压力容器投入运行之前，必须经过设计、制造、检验、安装、运行监督以及维修这些诸多的环节，在这之中最为重要的环节则是设计一个实用的规范以及标准，则是根据我国标准化法来规定的，标准可以划分为国家、行业、地方和企业的标准。为了有效适应制造、设计和检验种种方面的发展压力容器的标准以及规范，应该定期对其进行审查以及修订。

三、焊接工艺的评定程序

通常来说完整的焊接工艺评定程序一般可以分为五个步骤：第一、提出工艺评定的项目，第二、编制工艺评定任务书以及焊接规程，第三、应该进行的工艺评定试验，第四、注意编写工艺评定的报告，第五、编制焊接规程来指导生产。

四、焊接工艺规程

1、 焊接工艺规程的根据

编制焊接工艺规程同时确保它的正确性这是焊接工程师的职责， 这样的要求应该同时也应该是完全可以做到的。允许使用压力容器建造的材料多达数百种，虽然它们的焊接难易程度不同， 甚至有的材料焊接性相当差， 但都有成熟的解决办法， 当然， 有些技术措施可能很复杂， 需要特殊装备才能实现。同样， 压力容器建造允许使用的焊接方法种类比较繁多， 其原理也各异， 所实现的不同方法所需设备也千差万别， 但是每一种方法都已经得到了相当广泛的使用。

2、 焊接工艺规程的编制

压力容器焊接工艺规程这是掌握了已知的有关知识基础之而编制出来的。所以，编制焊接工艺规程的正确途径则是在明确任务之后， 第一应该收集同时掌握同之有关的技术资料，在其之后开始编制焊接的工艺规程，基础知识掌握的充分、详细以及深入， 就越能保证编制的焊接工艺规程正确。不能在没有知识准备的情况之下来进行编制或者进行评定实验。

对于不同的材质应该进行不同的焊接工艺。比如说对于双相不锈钢UNS S31803焊条手工电弧焊( SMAW)的编制以及对焊接工艺评定之时，原始资料是制造压力容器的材料为 UNSS31803,其厚度是8 mm 以及10 mm。在资料的准备上应该依据ASME的材料标准SA- 240,UNS S31803是其中的一种ω( C)不大于0. 003% 、ω( Cr) = 22%、ω( Ni) = 5. 5% 、ω( Mo) = 3. 5% 并且含有少量N的双相不锈钢。依据焊接的手册、国内外期刊以及从外国几家钢铁公司可以得到的资料明白，双相不锈钢的组织是奥氏体以及铁素体，其理想的比例是50%,而实际的两相比例则在30% ~ 70% 都是合格的。这种钢强度较高，并且有很强的抗应力腐蚀以及点腐蚀的能力。其缺点则是长期在高温之下停留会发生脆化。奥氏体相或者大部分奥氏体相都是在随后冷却过程之中来铁素体相转变过来的。因为在焊接的过程之中具备非平衡的特点， 以上述转变过程则是不可能有效实现的。为了得到两相比例都符合要求的焊缝组织，可以从控制焊接热输入量、来调节焊接冷却速度和在适时提高焊接填充材料之中奥氏体形成元素Ni的含这两个方面来考虑。这种材料可使用的焊接方法主要有GTAW、GMAW 以及SAME。

在焊接的过程之中热输入量偏小， 在焊接之后冷却较快， 不能得到平衡的组织。其热输入量比较大， 高温停留的时间延长， 使其脆化。通过研究表明，UNS S31803双相钢其允许的热输入量的范围是5~25kJ/ cm,它不需要焊前预热以及做焊后热的处理。

UNSS31803的焊接材料已经被标准化。在欧美各国标准 AWSA5. 4之中， 其标准分类号是E2209-XX。

材料标准以及焊材标准之后总都没有关于双相不锈钢冲击韧性的具体数据。但是ASME 规范之中的第XIII 卷规定， 双相不锈钢则需要对其进行冲击韧性实验，其合格的标准是侧向膨胀量不应该小于0. 38mm。对于厚度不能超过 10mm,其最低设计温度不应该低于- 29。C的容器可以免做冲击实验。另外其他技术资料之中也较多的实验数据，比如说母材以及焊接接头热影响区和用 GTAW 或GMAW 焊接成的焊缝金属冲击功都应该在100 J之上，甚至还会达到200 J。

依据前文所提资料以及分析编制焊接工艺规程如下： SMAW, DCEP, 焊条应该选择E2209- 16( AWS A5. 4) , 规格 a4 mm。焊接电流120~160 A, 电弧电压 22~ 26 V, 焊接的速度是18~ 24 cm/ min。不预热以及不进行焊接之后的处理。

五、焊接工艺规程的要求

在锅炉以及压力容器安装的工程过程之中，焊接施工通常都会因为场地以及环境的限制，通常都会使用气体保护焊或者手工电弧焊，现场来焊接，应该保证它的焊接质量，焊接工艺规程应该下列项目提出相应的控制要求：

1、 焊接接头的控制

《锅炉安全技术监察规程》、《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定下列焊接接头的应具有经评定和各的焊接工艺规程支持。包括的主要内容有，锅炉以及压力容器将会受到压元件或者是压力管道它的对接焊接接头，其锅炉、压力容器受压元件之间或者将会受到压元件同承载非受压元件之间连接的要求全焊透的角接接头或者是T形接头；受压元件母材它表面堆焊以及补焊。

2、选择焊接材料选用

应该合理选择焊接材料使得焊接工艺与之相配合，其焊缝金属的力学性能不应该小于母材所规定的限值，安装单位应该准确把握焊接材料它的焊接性能，所使用的材料必须具备一定的试验基础。

3、控制工艺的参数

工艺的参数一般包括的内容有焊接电源种类以及极性的控制。焊条直径的选择以及焊接电流的控制。选择合适的焊接工艺参数，可以有效的提高焊接质量以及生产效率。焊接工艺参数在焊接之时，有效确保焊接质量进而选择的较多的物理量。

4、焊接环境控制

焊接环境对于焊接的质量有着直接的影响，当遇到极端环境之时，比如说当气体保护焊大于10m/s（气体保护焊则是2m/s),雨雪的环境以及焊接的温度小于零下20℃之时，应该采取有效的措施，如果措施不得当的话，那么应该禁止施焊。

六、结语

因为影响到焊接产品力学性能的工艺参数比较多，诸多的企业积累很多的焊接工艺评定的报告，虽然数据比较齐全，但是在查找上不方便，同时也比较容易丢失，怎样高效使用以及对焊接工艺评定报告进行管理，这就受到了国内外焊接工作者的高度重视，所以诸多的工作者结合先进的技术，经过了多年的研究以及分析来建立种种焊接工艺评定报告系统。我国目前也着手研究焊接工艺评定报告系统，设计比较符合我国企业实际情况的焊接工艺评定管理系统，这也可以有效提高工艺质量和效率，并且避免重复评定有效的手段。

参考文献

[1]邢志海，刘相伟。锅炉压力容器中焊接工艺规程辅助系统的研究使用[J].科技视界，2013,(18)

焊接工艺规程 篇3

【摘要】本文阐述了焊接工艺参数及工艺因素对焊接质量的影响。主要从焊缝形状尺寸与焊接工艺规范参数的关系、焊缝与熔池的关系延伸到焊接工艺各规范参数与焊接质量的关系进行了论述，揭示了焊接质量的关键在于焊接热输入的控制。

【关键词】焊接工艺参数；工艺规程；焊接质量

1. 前言

（1）焊接由于节省大量的材料，生产效率高，是制造业中主要的加工工艺之一，几乎涉及到所有的产品。航空航天元器件及结构的焊接制作，工业产品及厂房的制作安装，民用产品的制造等等。利用现有设备及焊接材料和操作人员的技能情况，制定适合的焊接工艺规程，保证焊接质量，是产品的生产过程中，最为重要的环节。

（2）焊接质量的保证，是在试验的基础上，根据不同材料的物理性能和化学成分，以及所采用的焊接设备、焊接方法和结构特性，制定能保证其加工质量的焊接工艺技术文件。在生产实践过程中，如何确保焊接工艺规程的实施，是钢结构生产及维修部门的重要工作。

（3）由于各企业所加工构件的材料和结构不同，使用的焊接方法不同，在焊接试验和工艺评定方面，所做的内容也不尽相同，制定的焊接规程也有一定的差别。焊接规程做为焊接过程的技术性文件，不论生产何种产品，保证其质量的前提，就是焊接生产全过程完整的执行焊接工艺规程。

（4）焊接工艺规程是在满足产品设计规程要求的前提下，经过焊接工艺评定制定的，是生产过程重要的技术文件之一。焊接工艺规程的完全执行，是控制焊接产品质量行之有效的程序和方法。

2. 在结构材料已知的情况下，焊接工艺规程中，主要的几个参数如焊接材料、接头形式、焊接电流、焊接电压、保护气体流量、气体纯度、焊接层数，而合金钢及有色金属焊接过程，还要考虑层间温度、预热及后热温度。如任一参数的大幅度变动，都可能产生焊缝尺寸超差、成形不好、裂纹、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤、烧穿、焊接变形等缺陷，甚至产品报废

2.1焊接过程是一个不均匀加热和冷却过程。焊缝区及热影响区温度会随着焊条（焊丝）的移动而发生变化。是一个不均匀加热和冷却过程，熔池的冶金反应也是不充分的。焊接电流作为焊接过程重要的工艺参数之一，是决定焊接热输入量的重要参数，即线能量的的大小。当焊接电流增大时，焊接速度也应加快。才能保证线能量基本不变。日常操作中，基本是以提高生产效率为前提，尽可能的采用大的电流参数。大的电流参数，固然提高了生产效率，但对焊接质量和焊缝成形产生了一定的影响。会烧损一部分合金元素，随着合金元素含量的减少，焊缝冷却后的的组织结构发生变化，而且熔滴过渡形式也发生改变。短路过渡变为射流过度，熔滴尺寸变小，体表面积增大，气体带入熔池更多，产生气孔的几率增加。大的焊接电流作业时，熔合区和过热区的的晶粒粗大，冷却速度加快，极易出现脆化相，使焊缝的疲劳强度和冲击韧性降低。特别是淬火倾向大且有低温冲击韧性要求的材质，对其焊接接头的影响最为明显。同时，焊接电流过大，产生的咬边、焊穿、焊瘤、严重焊接变形致使焊接接头应力集中，疲劳强度和承载能力下降，严重时导致焊缝开裂。焊接电流过小易产生气孔、未焊透、夹渣等缺陷，降低接头的致密性，减少承载面积，致使接头强度和冲击强度降低。

（1）焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流而增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就增加。

（2）焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加。

（3）焊接电流增加时，一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加；另一方面是电流增加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变，所以弧长也不变，导致电弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，则就促使熔宽减少。由于两者共同的作用，所以实际上熔宽几乎保持不变。

2.2焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定。

2.2.1电弧长度越大，电弧电压越高，电弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。立焊、仰焊时弧长应比平焊更短些，以利于熔滴过渡，防止熔化金属下滴。碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔。弧长增加，金属飞溅越多，对母材金属的表面损伤严重。特别是对有防腐要求的不锈钢类和钛金属构件焊接过程中，应尽量减少飞溅物。

2.2.2同时，焊接过程中，焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求。如果焊速过快，熔化温度不够，易造成未熔合、焊缝成形不良等缺陷；如果焊速过慢，使高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，力学性降低 www.jiaoxuela.com ，同时使工件变形量增大。当焊接较薄工件时，易形成烧穿。

2.2.3当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，电弧电压增大，严重时引起磁偏吹。这也是使焊缝成型不好，形成气孔、夹渣、未焊透的一个因素。在焊接电源为直流反接时，表现得尤为突出。

2.2.4由此可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素。因此，为得到良好的焊缝形状，即得到符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是互相制约的，即一定的电流要配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。

2.2.5焊速对熔深和熔宽均有明显影响，焊速较小时（例如单丝埋弧焊焊速小于）熔深随焊速增加略有增加，熔宽减小。但焊速达到一定数值以后，熔深和熔宽都随焊速增大而明显减小。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。

2.2.6从焊接生产率考虑，焊接速度愈快愈好。但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度，就得进一步提高焊接电流和电弧电压，所以，这三个工艺参数应该综合在一起进行选用。

2.2.7焊速的这种影响也可以从电弧的热和力作用两方面来加以解释。

⑴焊速较小时，电弧力的作用方向几乎是垂直向下的，随着焊速增大，弧柱后倾有利熔池液体金属在电弧力作用下向尾部流动，使熔池底部暴露，因而有利于熔深的增加。

⑵焊速增加时，从焊缝的热输入和热传导角度来看，焊缝的熔深和熔宽都要减小。

2.2.8以上两方面因素综合的结果，低焊速时前者起主导作用，熔深随焊速增加而略有增加。当焊速超过一定值时，后者起主导作用，熔深就随焊速增加而减小。熔宽及增高则总是随焊速增加而减小的。

2.2.9从焊接生产率角度来考虑，焊速是愈快愈好，因此焊速减慢熔深降低的这一段区间是没有实际意义的。当焊件熔深要求确定时，为提高焊速，就得进一步提高焊接电流和电弧电压，即意味着电弧功率提高，因此，焊接电流和焊速的选取就要考虑综合经济效果。简单的提高功率来提高焊速是有限制的。焊速对熔深和熔宽均有明显影响，焊速较小时（例如单丝埋弧焊焊速小于）熔深随焊速增加略有增加，熔宽减小。但焊速达到一定数值以后，熔深和熔宽都随焊速增大而明显减小。

2.2.10实践证明，提高电弧电压会使熔池保护性能变差，氮气孔倾向增加。提高焊接速度，会使结晶速度增加，气孔倾向也增加。

2.3常用焊接材料包括焊条、焊丝、保护气体、焊剂。焊芯（焊丝）其作用主要是填充金属和传导电流。

2.3.1焊条按用途可分为10大类；按熔渣酸碱度分为酸性和碱性两大类；焊剂有酸性、中性、碱性三大类。焊丝按结构有实芯和药芯两类，按用途有8大类。手弧焊和埋弧焊作业中，焊缝区是通过气渣联合保护的。气保焊和气焊是以气保护为主。碱性焊条由于加入CaF2，影响气体电离，电弧的稳定性变差，一般要求采用直流反接。焊条工艺性能是通过药皮配方来实现的。以电弧稳定性、焊缝脱渣性、再引弧性、飞溅率、熔敷系数、熔敷率、掺合金作用强弱等性能体现的。焊条（焊丝）质量检验有相关的国家标准作为依据。在实际使用中，一般都是定型生产的产品，可根据结构和焊缝金属强度要求，做相应的检验。焊条（焊丝）的选用的基本原则是，确保焊接结构安全使用的前提下，尽量选用工艺性能好和生产率高的焊条（焊丝）和焊剂。根据被焊构件的结构特点、母材性质和工作条件，对焊缝金属提出安全使用的各项要求，所选焊条（焊丝）、焊剂都应使之满足。必要时通过焊接性试验来确定。在生产中主要有同种金属材料焊接和异种金属焊接两种情况，选用焊条（焊丝）焊剂时考虑的因素应有所区别。焊条（焊丝）、焊剂的保管也是焊接质量保证的重要环节之一，是不容忽视的。出现的药皮脱落、焊丝表面锈蚀、药皮（焊剂）含水量增加，均会导致焊缝含氢量过高，气孔增加几率升高，焊缝抗裂性能、韧性下降。有色金属和不锈钢构件防腐性能下降等工艺质量问题。特别是压力容器及特殊钢结构制造中尤为重要。

2.3.2为了保证焊接质量，原材料的质量检验很重要。在生产的起始阶段，就要把好材料关，才能稳定生产，稳定焊接产品的质量。

（1）加强焊接原材料的进厂验收和检验，必要时要对其理化指标和机械性能进行复验。

（2）建立严格的焊接原材料管理制度，防止储备时焊接原材料的污损。

（3）实行在生产中焊接原材料标记运行制度，以实现对焊接原材料质量的追踪控制。

（4）选择信誉比较高、产品质量比较好的焊接原材料供应厂和协作厂进行订货和加工，从根本上防止焊接质量事故的发生。

2.3.3总之，焊接原材料的把关应当以焊接规范和国家标准为依据，及时追踪控制其质量，而不能只管进厂验收，忽视生产过程中的标记和检验。

2.4焊接接头是组成焊接结构的最基本要素。也是焊接结构的薄弱环节。主要有对接、角接、搭接、T形、卷边五种形式。

（1）为使焊缝的厚度达到规定的尺寸不出现焊接缺陷和获得全焊透的焊接接头，焊缝的边缘应按板厚和焊接工艺要求加工成各种形式的坡口。

（2）常用焊接接头坡口形式有V形、X形、U形及双U形。设计和选择坡口焊缝时，应考虑坡口角度、根部间隙、钝边和根部半径。

（3）焊条电弧焊时，为保证焊条能够接近焊接接头根部以及多层焊时侧边熔合良好，坡口角度与根部间隙之间应保持一定的比例关系。当坡口角度减小时，根部间隙必须适当增大。因为根部间隙过小，根部难以熔透，必须采用较小规格的焊条，降低焊接速度；反之如果根部间隙过大，则需要较多的填充金属，提高了焊接成本和增大了焊接变形。

（4）熔化极气体保护焊由于采用的焊丝较细，且使用特殊导电嘴，可以实现厚板（大于200mm）I形坡口的窄间隙对接焊。

（5）开有坡口的焊接接头，一般需要留有钝边来确保焊缝质量。钝边高度以既保证熔透又不致烧穿为佳。焊条电弧焊V形或双面U形坡口取0～3mm，双面V形或双面U形坡口取0～2mm。埋弧焊的熔深比焊条电弧焊大，因此钝边可适当增加，以减少填充金属。

（6）带有钝边的接头，根部间隙主要取决于焊接位置和焊接工艺参数，在保证焊透的前提下，间隙尽可能减小。

（7）坡口加工可以采用机械加工或热切割法。V形坡口和X形坡口可以在机械气割下料时，采用双割据或三割据同时完成坡口的加工。

坡口加工的尺寸公差对于焊件的组装和焊接质量有很大的影响，应严格检查和控制。坡口的尺寸公差一般不超过±0.5mm。

2.5焊接方法。

2.5.1焊接质量对工艺方法的依赖性很强，焊接方法在影响焊接工序质量的诸因素中占有非常突出的地位。工艺方法对焊接质量的影响主要来自两个方面，一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严格性。工艺方法是根据模拟相似的生产条件所作的试验和长期积累的经验以及产品的具体技术要求而编制出来的，是保证焊接质量的重要基础，它有规定性、严肃性、慎重性和连续性的特点。通常由经验比较丰富的焊接技术人员编制，以保证它的正确性与合理性。在此基础上确保贯彻执行工艺方法的严格性，在没有充足根据的情况下不得随意变更工艺参数，即使确需改变，也得履行一定的程序和手续。

2.5.2不合理的焊接工艺不能保证焊出合格的焊缝，但有了经评定验证的正确合理的工艺规程，若不严格贯彻执行，同样也不能焊出合格的焊缝。两者相辅相成，相互依赖，不能忽视或偏废任何一个方面。在焊接质量管理体系中，对影响焊接工艺方法的因素进行有效控制的做法是：

（1）必须按照有关规定或国家标准对焊接工艺进行评定。

（2）选择有经验的焊接技术人员编制所需的工艺文件，工艺文件要完整和连续。

（3）按照焊接工艺规程的规定，加强施焊过程中的现场管理与监督。

（4）在生产前，要按照焊接工艺规程制作焊接产品试板与焊接工艺检验试板，以验证工艺方法的正确性与合理性。

2.5.3还有，就是焊接工艺规程的制定无巨细，对重要的焊接结构要有质量事故的补救预案，把损失降到最低。可根据

表1确定它们之间的关系。

表1焊接工艺方法的重要因素、补加因素与焊接缺陷的关系

在特定环境下，焊接质量对环境的依赖性也是较大的。焊接操作常常在室外露天进行，必然受到外界自然条件（如温度，湿度、风力及雨雪天气）的影响，在其它因素一定的情况下，也有可能单纯因环境因素造成焊接质量问题。所以，也应引起一定的注意。在焊接质量管理体系中，环境因素的控制措施比较简单，当环境条件不符合规定要求时，如风力较大，风速大于四级，或雨雪天气，相对湿度大于90%，可暂时停止焊接工作，或采取防风、防雨雪措施后再进行焊接，在低气温下焊接时，低碳钢不得低于-20℃，普通合金钢不得低于-10℃，如超过这个温度界限，可对工件进行适当的预热。

参考文献

[1]李亚江《焊缝组织性能与质量控制》ISBN 7-5025-6468-3 2005 化学工业出版社。

焊接工艺规程 篇4

关键词 焊接；组合焊接方法；工艺评定

中图分类号：TG4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0152-02

由于在压力容器产品的制造过程中，焊接的焊缝性能较难以有效的进行检测，同时焊接作为在产品生产过程中，属于比较关键的加工工序，其在很大程度上决定着产品的制造质量，因此为了保证焊接的焊缝性能达到相关要求，就必须在焊接的过程中进行有效的控制，从而确保锅炉、压力容器产品的质量。2010年12月1日施行的《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009）中明确规定：压力容器产品施焊前，受压元件焊缝与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺规程支持。2011年7月1日施行的NB/T47014-2011（代替JB/T4708）对于评定的过程和结果的确认进行了多处的修改，因而有些压力容器制造单位，在进行相应的焊接工艺评定时出现不同程度的标准条款引用错误，或是标准理解不清导致工艺评定不符或整体不满足设计要求，下面，笔者就根据标准的相关要求对组合焊接方法评定的过程和要求加以介绍。

1 组合焊接方法焊缝的焊接工艺评定方法

对于现行的标准NB/T47014-2011中，对组合焊接方法焊缝进行评定是有如下的规定的：当同一条焊缝使用两种或两种以上的焊接方法，或重要因素、补加因素不同的焊接工艺时，可按每种焊接方法（或焊接工艺）分别进行评定（简称），亦可使用两种或两种以上焊接方法（或焊接工艺）焊接试件进行组合评定（简称“组合评定”）。现笔者以厚度为36 mm，材质为Q345R，有冲击试验要求，焊接方法采用钨极气体保护焊打底，手工焊条电焊焊填充，埋弧焊盖面的产品为例分别进行“分别评定”和“组合评定”。

1.1 组合评定

在采用“组合评定”方法时，需要特别注意在NB/T47014-2011中的相关规定，焊接工艺评定合格后，在决定其适用于何种焊缝时，应要综合考虑适用母材的厚度与适用焊缝金属的厚度，两者是需要同时满足的。通常有压力容器制造厂家在实际应用焊接工艺评定时仅仅考虑了焊缝的金属厚度而未考虑适用的母材厚度，导致在产品的生产过程中出现了不符合。下文将介绍采用“组合评定”时应注意的事项。按照图1所示的相应焊接方法焊接的试件。

图1

根据NB/T47014-2011中的相关规定，其适用的焊缝金属厚度及母材有效厚度见表1。

表1

评定厚度有效范围

焊接方法 试件厚度 焊缝金属厚度 母材 焊缝金属

下限 上限 下限 上限

GTAW 36 mm

组合试件 6 16 72 不限 12

SMAW 10 16 72 不限 20

SAW 20 16 72 不限 40

其中，需要注意的是，在规定做冲击试验的情况下，母材的有效厚度下限应去16 mm与T两者间的较小值，在本文中则应该取16 mm。

当组合焊接方法的焊接工艺评定合格后，在实际的产品焊接时，如果其重要因素满足工艺评定的要求，既可以使用本焊接工艺中的一种焊接方法进行施焊，其适用的母材有效厚度分别见表2。

表2

焊接方法 母材有效厚度 焊缝金属厚度 有效母材厚度

下限 上限 下限 上限 下限 上限

单独使用钨极气体保护焊 16 72 不限 12 / /

单独使用埋弧焊 16 72 不限 40 16 40

单独使用手工电弧焊 16 72 不限 20 16 20

组合焊接方法的焊接工艺评定在单独使用时，要充分考虑其母材及焊缝金属的覆盖范围。表2所表达的即是这种情况，由于母材和焊缝金属的双重限制，导致本工艺评定中的钨极气体保护焊无法单独使用焊接产品，这一点，请读者们要注意。

1.2 分别评定

分别评定各种焊接方法，根据实际焊件的要求选择T=18 mm的试件分别进行施焊。按照图2所示进行施焊。

GTAW SMAW SAW

图2

其适用的母材有效厚度分别见表3。

表3

评定厚度有效范围

焊接方法 试件厚度 焊缝金属厚度 母材 焊缝金属

下限 上限 下限 上限

GTAW 18mm 5 16 361 不限 10

SMAW 10 16 361 不限 20

SAW 18 16 361 不限 36

注1：根据NB/T47014-2011中的规定：焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊和等离子弧焊用于打底焊，当单独评定时，其适用于焊件母材厚度的有效范围按继续填充焊缝的其余焊接方法的焊接工艺评定结果确定。

通过上文的分析和介绍，可以确定“分别评定”一样可以完全覆盖产品焊缝的要求，同时单独使用其中一种焊接方法进行施焊，其适用的母材有效厚度分别见表4。

表4

焊接方法 母材有效

厚度 焊缝金属厚度 有效母材

厚度

下限 上限 下限 上限 下限 上限

单独使用钨极气体保护焊 16 36 不限 10 / /

单独使用埋弧焊 16 36 不限 36 16 36

单独使用手工电弧焊 16 36 不限 20 16 20

通过以上图表及相关描述可知，对组合焊接方法的焊接工艺评定，既可以采用组合焊接方法进行评定，也可以单独对每一种焊接方法进行评定。同时，两种评定的方法各有不同之处，其使用的条件也不同，不能够简单的将两者统一。

2 结束语

通过以上论述，确定了组合焊接方法的焊接工艺评定的两种方法。不过在采用“分别评定”方法时，必须尽量保证评定试件的坡口形状、尺寸和所评定的接头焊缝相同。同时两种焊接方法进行焊接工艺评定时，标准中均有不同的要求，对评定的使用同时也有着不同的规定，这些也都需要读者认真的理解标准中的相关条款，避免在实际的使用过程中造成损失。

参考文献

[1]NB/T47014-2011 承压设备焊接工艺评定[S].

[2]TSG R0004-2009特种设备安全技术规范。固定式压力容器安全技术监察规程[S].

焊接工艺规程 篇5

关键词 油气长输管线；现场焊接；质量控制

中图分类号TE8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0153-02

1 油气长输管线现场焊接质量的影响因素及控制方法

1.1 焊接作业人员

任何油气长输管线工程都是由人来完成的，所以工程质量的保障根本在于具体参与工程的焊接人员的技能水平。一般而言，油气长输管线现场焊接是需要掌握合格技术的人来完成，因此如何判定焊接工人确实掌握了这项技能，并且能够准确的执行规定的焊接工艺，就要通过焊工资格认定考试来确定。根据规范，不同施工地段，不同类型的焊口需要有不同的焊工技能。总的来讲，从事油气长输管线现场焊接的技术人员要具备干线管道流水焊接技术以及返修焊口的技术。

1.2 焊接设备和材料

使用的焊接设备必须完好，其焊接参数的指示仪表应在合格的误差之内。但是焊接设备尽管在工程前处于完好的状态，但在每次的作业前都需要进行检查调试，这样不仅可以对设备的持续完好性进行确认，还可以有效防止意外参数的改变，从而影响最终的焊接质量。另外，焊接材料必须按照标准或合同规定进行验收，验收应按照批次进行。焊接材料的发放、现场保管及作废都应按照生产厂家的建议执行，以确保焊接质量。

1.3 焊接工艺规范

焊接工艺的规范是保证管道焊接质量的前提，它的意义主要是规范所设计的焊接工艺能否达到管线设计的质量要求。油气长输管线工程焊接工艺一般至少要求有干线管道的主管线焊接工艺，返修焊接工艺，站场管道焊接工艺等，或由根据标准要求的重要因素的改变，而分别制定的焊接工艺，如不同壁厚管的对接，连头焊接工艺等。对标准规范要求进行焊接工艺评定的工艺则必须进行评定，以确保焊接质量满足标准规范的相应规定。

2 油气长输管线现场焊接质量控制内容

结合大量的工程实践，笔者总结认为，油气长输管线现场焊接质量控制内容如下：

第一，做好焊缝外观检查，其中，焊缝外观检查应符合下列规定：

1）焊缝外观成型均匀一致，在进行焊缝的余高控制时，可以在焊后将余高立即打磨到规定的标准范围；2）可以通过打磨的途径将余高层上少量的表面气孔去除，而且这一作业一定要在焊接后立即进行，同时进行圆滑过渡，且去除后，要保证余高在标准范围内；3）咬边的最大尺寸应符合规范规定。

第二，管道施焊前，应进行焊接工艺试验和焊接工艺评定，制定焊接及缺陷修补的焊接工艺规程，管线在组装过程中一定要将管内泥土杂物清扫干净。

第三，被焊接表面应均匀、光滑，不得有起鳞、磨损、铁锈、渣垢、油脂和其他影响焊接质量的有害物质。接头坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合焊接工艺规程的要求。

3 油气长输管线现场焊接质量的控制举措

3.1 严格执行工程开工初期管道焊接质量控制程序

为了保证管道开工初期的焊接质量，使焊工充分熟悉焊接参数和掌握焊接技能，避免由于盲目焊接而造成焊接合格率低下和焊接质量事故，焊工上岗考试及开工初期的焊接作业，应按有关上岗考试及百口磨合程序文件要求实施。

3.2 做好焊接过程的质量控制

1）焊工必须持有效期内的国家技术监督部门颁发的、具有相应项目的焊接资格许可证和工程上岗证。焊机性能必须稳定，功率参数应能满足焊接条件，焊接地线用卡具夹持在坡口内，以避免产生电弧损伤钢管表面及坡口的问题；2）焊接接头形式参见具体的焊接工艺规程，焊接工艺评定书。焊接方法见焊接工艺规程。焊接采用流水作业，每层焊道由两名焊工同时对称焊接，完成一个对接焊缝的焊接；3）焊前应在防腐管的焊缝两侧采用防烫胶皮对防腐层加以保护，胶皮尺寸按照有关规定要求执行。焊机地线应尽量靠近焊接区域并用卡具将地线与管表面接触牢固，防止地线与管壁产生电弧而烧伤管材；4）施焊时，严禁在坡口以外管表面引弧，每相邻两层焊道接头不能重叠，应错开20mm～30mm。根焊完成后，应尽快用钢丝刷、电动磨光机等清根，并尽快进行填充焊，但层间温度低于规范要求时，应重新预热；5）更换焊条或焊丝接头处，略加打磨，并在未完全冷却前继续焊接。每层焊道焊完后，应认真清渣和打磨突起部分以及表层缺陷，外观检查合格后进行下一层焊道焊接；6）当天施工结束焊接作业时，应全部焊完，无遗留焊口，并对组焊完毕的管段做临时活动封堵。预留沟下连头的管口，用盲板封堵。每道焊口焊完后，应按要求标记方法、内容和位置采用记号笔进行标识；7）在不利于焊接作业的天气施工时，应当采取防风、防雨等防护措施，否则应停止焊接作业。冬季施工时，层间温度和焊后采用耐热保温棉包裹进行保温和缓冷。大风时不但不能焊接，而且要做好施工设备、挡风棚的保管存放工作，避免风力损坏，影响施工。

3.3 做好焊缝质量的检查与返修

1）焊缝质量的检查

（1）用目视法和焊缝检验尺来检查焊缝表面成型质量；（2）要保证气孔、表面裂纹以及夹渣等缺陷的出现；（3）确保所有的修补、打磨不被划伤；（4）要求焊缝边线要平齐，焊纹要一致，而且要确保表面无焊渣、飞溅等；（5）外观检查合格后方能进行无损检测。

2）返修

（1）返修焊接前，应核对返修通知单与现场焊口编号，并对返修焊口进行预热，预热温度为焊接工艺规范的温度，可采用手工火焰加热，加热要求按照焊接工艺规程执行；（2）用电动磨光机对缺陷进行彻底清除，并修磨出便于焊接的坡口形状，并把坡口两侧各25mm处的油污、浮锈等清除干净；（3）对割掉重焊的焊口应执行连头焊接工艺；（4）返修后的焊口采用同样的方法对返修部位进行100％无损检测。

4 结论

油气长输管线现场焊接的作业环境条件一般比较差，而且质量控制要求较高。由于质量控制环节的影响因素较多，一旦不能有效的控制，都会引发质量问题。所以要结合油气长输管线的施工要求，有针对性地采取严格的控制措施，才能保证油气长输管线的现场焊接质量。

参考文献

[l]张梦雪。油气长输管线现场焊接过程的质量控制[J].管道技术与设备，2002(5).