焊接材料手册Word文档格式.docx
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焊接某一件试件，通常通过了外观检验、无损检测和常温力学试验，一般认为就是通过了焊接工艺试验。
这是不够的，这样的结果也许是不可靠的。
目前，我们对于工艺评定的使用性能的试验还没有做全,有一些试验需要时间长，也是很复杂的，如：
接头的高温持久试验、蠕变试验、应力腐蚀试验。
按道理应该完全按照使用性能的要求来设计验证性试验项目；
对于常用的钢种，这些部件焊接的经验对于电力行业来说已经积累了几十年，况且大部分钢材没有变化，这种情况下，完全按照使用性能的要求来设计验证性试验项目将会导致因重复工作而浪费大量资源。
所以工艺评定标准没有完全按照使用性能的要求来设计验证性试验项目，有条件可以考虑增加某些必要的验证性试验。
对于新钢种则必须考虑这些试验项目。
焊接工艺评定可以解决的问题是：
（一）、验证施焊单位所拟定的工艺方案是否正确，能否达到产品技术条件所要求的质量标准，是焊接工艺实行的可靠依据。
（二）、根据焊接工艺评定报告制订焊接作业指导书
因此，国家标准和GB50236—98和一些行业标准JB4708—2000、原电力部SD340—89《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》现改为DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》分别对焊接工艺评定都做了具体的要求，以指导各企业正确实施焊接工艺评定起到了重要作用。
80年代以后，电力系统高温、高压机组不断涌现，尤其近年来超临界、超超临界机组的出现，新钢种、新材料不断出现，还有《蒸汽锅炉安全监察规程》、《压力容器安全监察规程》和《电力工业锅炉压力容器监察规程》等规程都严格规定要进行焊接工艺评定，而我们的机组安装、设备的检修工作中也都不同程度出现了由于焊接工艺不当影响焊接质量，并造成了一定的损失。
在这种形势下，为了适应电力工业焊接技术发展要求，出版了第一本电力行业的焊接工艺评定规程《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》，规程编号为SD340－89。
SD340－89出版后，我们电力行业的焊接工作者做了大量的基础工作，当时的东北电管局和华北电管局等地都由上级主管部门专项拨款，根据这一规程进行了系统的、规范的焊接工艺评定，做到了材质按级按类覆盖、规格尺寸按壁厚和管径分别覆盖、焊接方法覆盖、规范参数按大小线能量覆盖，完善了电力工业的焊接技术管理的基础工作，彻底扭转了过去只注重焊工技艺操作水平的外观合格和无损探伤合格，不管其焊接热输入量的焊接线能量以及焊接工艺影响钢材其它性能的观念，
认识到整体的焊接工艺实施才是保证焊接质量、满足使用要求的重要条件。
该规程实施15年来，我们电力行业焊接工作者积累了丰富的经验，对工艺评定的涵义、内容以及实施的程序有了更深一层的理解。
火力发电厂超临界、超超临界机组不断发展，原有的低碳钢的水冷壁、低合金钢的过热器、再热器、联箱以及蒸汽管道已经满足不了要求，越来越多的高合金钢的新材料T91、P91、T92、P92、T122、P122、E911、E122、NF12、TP347HFG、super304H、HR3C、NF707的使用，对实施的工艺可靠性要求越来越高，因而使焊接工艺评定的难度也越来越大，也就是说，材料的焊接制约着超临界、超超临界机组的发展，每一种新材料的出现必须首先要经过我们的焊接工艺评定合格才能应用，由此看出焊接工艺评定工作的重要性。
今天我们共同研究怎样做好焊接工艺评定。
（另一问题培训就要按合格的焊接工艺来进行培训、现场实施时按培训时的要求进行）
第二节、焊接工艺评定工作规则
焊接工艺评定过程中，应始终把各有关规程做为焊接工艺评定工作技术依据。
主要规程有：
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《电力工业锅炉压力容器监察规程》DL612—1996、《焊接工艺评定规程》DL/T868—2004、《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869—2004以及一些相关检验规程等。
三、焊接工艺评定的适用范围
焊接工艺评定就是指验证所拟定的有关产品的焊接工艺的正确性，包括准备、焊接、试验及其结果评价的过程。
这个过程为单位提供了许多的试验、检验报告和样品。
它有前提、有目的、有结果、有评价、有限制范围局限。
焊接工艺评定规程的任务就是规范这个过程，所以焊接工艺评定的整个过程都要遵循焊接工艺评定规程的要求进行。
1、焊接工艺评定适用于电力行业锅炉、管道、压力容器和承重钢结构等钢制设备的制作、安装、检修的焊接工作和焊工培训和焊工技术考核，在这些工作实施前都要进行的焊接工艺评定，来确定所拟订的工艺的正确性。
2、焊接工艺评定适用于焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、气焊、埋弧焊等焊接方法。
3、一个从事安装或检修的单位的焊接工艺评定报告是其技术储备的重要标志之一。
这些技术储备一般是以技术档案资料方式保存在单位之内，我们称之为资料。
当单位预计或遇到需要完成的焊接工程时，应该首先从自己的技术档案查询。
如果没有这一工程任务所必须具备的焊接工艺评定文件，或虽然有近似的焊接工艺评定文件，然而根据本标准发现其适用范围与将面临的焊接工程不符合/或不可覆盖，单位应该安排进行焊接工艺评定工作。
4、焊接工艺评定总是具有针对性的。
如果产品是压力容器，则其工艺评定的试验结果应该符合这个压力容器的技术条件的要求；
如果产品是承重钢结构，则其工艺评定试验结果应该符合该承重钢结构的技术条件的要求等等。
各种产品的技术条件是不同的，这是焊接工艺评定工作的出发点。
强调以产品的技术条件为焊接工艺评定试验合格标准的首要要求，是因为这是焊接工艺评定工作的前提之一。
四、焊接工艺评定的目的
焊接工艺评定并不是为了解决钢材的焊接性问题，也不是在寻找最佳的焊接工艺。
某一单位进行焊接工艺评定的直接目的仅仅是验证其拟定的焊接工艺的正确性。
（例如：
工艺规范正确的不仅仅是一个）
1、是生产活动和焊工培训教学应遵循的基本技术文件。
2、是焊接质量管理所要执行的关键环节或重要措施。
3、是反映一个单位施焊能力和技术水平的重要标志。
4、是行业和国家相关的规程所做规定的必须进行的项目。
五、焊接工艺评定特点
1、焊接工艺评定是解决任一钢材在具体条件下的焊接工艺问题，而不是选择最佳工艺参数，而是有一定的范围，供大多数人接受。
2、焊接工艺评定是解决在具体工艺条件下的使用性能问题，但不能解决消除应力、减少变形、防止焊接缺陷产生等涉及到的整体质量问题。
（这些问题根据现场实际情况、培训来解决）
3、焊接工艺评定是以试验原材焊接性能为基础，通过焊接工艺评定的技术文件的指导，在可靠的技术条件下，去主动指导生产，避免了把实际产品当试验件的弊病。
附：
试验过程中应该排除人为因素，把焊接工艺评定与焊工技能评定混为一谈。
这要求主持评定工作的人员应该有能力分辨出现缺陷的原因是焊接工艺问题还是焊工的技能问题，技能问题应通过焊工培训来解决。
六、焊接工艺评定条件
1、电力工业发电设备中需以焊接方法实现联接的任何钢材，均应进行焊接工艺评定。
2、评定前应了解其钢材的焊接性。
钢材技术参数、焊接裂纹敏感性等。
3、所有应用的各种焊接材料均应进行焊接工艺评定。
4、所有应用的焊接方法均应进行焊接工艺评定。
5、影响焊接接头力学性能的焊接条件和影响焊接线能量的工艺规范参数均应进行焊接工艺评定。
七、焊接工艺评定的规定
1、焊接工艺评定应以规程或技术标准的规定为依据进行。
2、焊接工艺评定的钢材和所选定的焊接材料应有可靠的质量证明资料和焊接性评价资料。
3、焊接工艺评定应在焊接性评价资料的基础上，制订评定工艺方案之后，于正式施焊产品之前所进行的工作。
4、所用的设备、器具和测定仪器等应处于正常工作状态和检定周期内。
5、焊接工艺评定试件的焊制，应由本单位技术熟练的优秀焊工担任（I类焊工），并应进行测量记录。
6、参与焊接工艺评定的人员其资质条件应符合有关规程的要求。
7、工艺评定试验的合格标准应符合产品技术条件的规定。
若产品技术条件没有规定合格标准，则试验包括力学试验、弯曲试验及产品技术条件规定的其他试验，其合格标准按规程执行。
8、焊接工艺评定全过程的技术资料积累，应完整齐全。
第三节、焊接工艺评定的程序
焊接工艺评定的程序是：
编制和下达焊接工艺评定任务书—编制焊接工艺评定方案—焊制试件和检验试件—编制焊接工艺评定报告—根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书（或称焊接工艺卡）
一、编制和下达焊接工艺评定任务书
任务书的主要作用是下达评定任务，因此，其主要的内容应为：
评定目的、评定项目和承担评定任务的部门及人员的资质条件等。
（一）、根据规程和钢材的理论基础知识（焊接性）等，确定各项技术指标。
强度、塑性、韧性等指标。
按照DL/T869的规定，要求焊缝金属的化学成分和力学性能应与母材相当或不低于母材相应规定值的下限。
（二）、根据评定的要求，按规程的适用范围做好相关覆盖，确定好评定项目。
焊接工艺评定的项目确定应从以下几方面来考虑：
1、钢材
焊接工程应用的钢材品种和规格繁多，如每种均进行“评定”，不但复杂且数量很多，为减少评定数量，且又能取得可靠的工艺，将钢材按其化学成分、冶金性能、焊后热处理条件、力学性能、设计和使用条件等因素综合考虑．划分成类级别进行评定。
按规程要求可以进行替代覆盖。
（1）、电力工业火力发电厂常用钢材按类级别划分，它们的划分方法是：
按用途划分成A、B、C等三个类别，而级别则以力学性能、化学成分和组织类型综合划分为I、Ⅱ、Ⅲ三个级别。
几个规程钢材类别划法已统一，具体是：
1）碳素钢及普通低合金钢为一类，代号为“A”。
其级别为：
碳素钢（含碳量≤0．35％）代号为：
AI。
普通低合金钢（6s≤400MPa）代号为：
AⅡ。
普通低合金钢（6s>
400MPa）代号为AⅢ。
2）热强钢及合金结构钢为一类，代号为“B”。
珠光体钢代号为：
BI
贝氏体钢代号为：
BII
马氏体钢代号为：
BⅢ
3）不锈钢为一类，代号为；
“C”。
马氏体不锈钢代号为：
CI
铁素体不锈钢代号为：
CⅡ
奥氏体不锈钢代号为：
CⅢ
（2）、钢材类级别在“评定”应用中有哪些基本基本规定：
1）首次应用的钢材，必须进行“评定”。
2）“评定”用的钢材与实际（工程）应用的钢材应相同。
3）同类同级，但不同牌号钢材的“评定”工艺，可以相互替代。
4）同类别中，高级别钢材的“评定”工艺适用于低级别钢材，反之不可。
5）高类别“评定”合格的工艺，在一定条件下可以替代低类别钢材，但其工艺必须以代替钢材类级别的评定条件和工艺参数施焊，否则不可。
6）对B类马氏体钢和不锈钢，由于其合金含量比较前述钢材已经达到几倍关系，因此，简单的替代关系不再适用。
3、常用的国外钢材，按国内钢材类级划分，可与国内相应类级的钢材同等对待。
划分不上的要进行工艺评定。
4、异种钢的划分
异种钢焊接接头的含义是：
异种钢焊接接头钢材组合基本上分为两大类：
一类为金属组织类型相同化学成份不同，如低碳钢与低合金钢的焊接接头，
它们均属珠光体组织类型，且物理性能差别较小，仅是化学成分不同；
另一类为金属组织类型和化学成分都不相同而物理性能差别较大，如低合金珠光体钢与高合金马氏体钢或奥氏体不锈钢的焊接接头。
异种钢焊接接头的主要特征是：
其形成的焊接接头存在着化学成分、金相组织、力学性能和焊接残余应力分布等的不均匀性，而焊接过程就需针对这些问题，采取必要的工艺措施加以解决。
在DL／T752-2001《火力发电厂异种钢焊接技术规程》中对异种钢接头是根据钢材供货金相组织形态划分的，以电力工业常用钢材及其钢材组合形式，分为3类6组:
①A类异种钢接头
焊接接头一侧为奥氏体钢，另一侧为其它组织钢材。
具体类型有：
A+M、A+B、A+P等3组。
②M类异种钢接头
焊接接头的一侧为马氏体钢，另一侧为其它组织钢材，具体类型有：
M+B、M+P等2组。
③B类异种钢接头
焊接接头的一侧为贝氏体钢。
另一侧为珠光体铜。
B+P只一组。
2、评定试件厚度
3、焊接方法
4、试件的类型
5、焊接材料
6、管子试件直径
7、试件的焊接位置
8、预热与层间温度
9、焊后热处理
10、规范参数和操作技术
1）、钢材：
2）、钢材“评定”厚度在“评定”时的适用范围：
1、对接时：
适用于焊件厚度的范围为：
①评定试件厚度为1．5≤δ<
8（mm）时，适用于焊件厚度的范围规定是：
下限值为1．5mm，上限值为2δ，且不大于12mm。
②评定试件厚度为8≤δ≤40（mm）时，适用于焊件厚度的范围规定是：
下限值0．75δ，上限值1．5δ。
评定试件当厚度大于40mm，上限值不限。
2、角接时：
已进行评定的角接接头厚度δ，适用于焊件厚度的范围与对接接头厚度规定相同，但试件厚度按下列规定计算：
v板一板角焊缝试件厚度为腹板的厚度。
v管板角焊缝试件厚度为管壁厚度。
v管座角焊缝试件厚度为支管壁厚度。
v此外，埋弧焊双面焊、小径厚壁等要仔细查规程要按规程执行。
3）、焊接方法在“评定”时的规定：
1、各种焊接方法应单独“评定”，不得互相代替。
I
2、采取一种以上焊接方法组合形式的“评定”，其中每种焊接方法可单独“评定”，亦可组合“评定”。
应用时每种焊接方法的焊缝金属厚度，应在各自“评定”的适用范围内。
例如：
采用氩弧焊焊接根层（厚度3mm），焊条电弧焊填充和盖面工艺（厚度共8mm）进行焊接工艺评定（其他条件）。
这属于2种焊接方法组合评定。
则评定合格的焊接工艺除组合工艺有效外，还适用于：
①氩弧焊单独焊接：
评定焊缝金属厚度为3mm，其适用厚度范围为（1.5～6）mm。
②焊条电弧焊单独焊接：
评定焊缝金属厚度为8mm，其适用厚度范围为（6～12）mm。
上述Ds/Ws焊缝焊接工艺也可单独进行氩弧焊、焊条电弧焊焊接工艺评定合格后，组合使用。
3、气焊焊接方法的“评定”，适用于焊件的最大厚度与“评定”试件厚度相同。
4）、试件的类型在“评定
1、板状试件“评定”合格的工艺适用于管状试件，反之亦可。
但要考虑各种焊接位置。
例：
板平立仰可以代替水平固定管，板垂直可以代替垂直管。
2、对接试件的“评定”，适用于角接试件。
3、全焊透试件的“评定”，适用于非全焊透试件。
4、板状角焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于管与板或管与管的角焊缝，反之亦可。
5）、焊接材料在“评定”时的规定：
1、焊条、焊丝、焊剂等焊接材料，随着焊接过程的进行要熔化，并以填充金属形式熔入焊缝金属中，是焊缝金属的主要组成部分，选定和改变它们对焊接接头的焊缝金属性能有极大影响，但是它们品种繁多，给“评定”带来很大困难·
为减少评定数量，合理进行“评定”，因此，焊接材料的选择与钢材的选用原则一样，按类级别划分，（规程有表可查）以利于“评定”工作进行。
2、对于国外的焊条、焊丝和焊剂，可在应用前查询有关资料或经试验验证，确认符合要求后方可使用。
其化学成分、力学性能与国内焊材表中某种相近。
可划入相应类级别中，与国内焊材等同对待。
未列入焊材表中的焊条、焊丝和焊剂，如化学成份、力学性能、工艺特性与表中某种相近，可划入相应类级中，可以应用。
不能划入者，应另行“评定”。
3、各类别的焊条、焊丝应分别评定。
同类别而不同级别者，高级别的评定可适用于低级别；
在同级别焊条中，经酸性焊条评定者，可免做碱性焊条评定。
4、填充金属由实芯焊丝改变为药芯焊丝，或反之。
5、改变可燃气体或保护气体种类，取消背面保护气体。
6、异种钢焊接的材料选择应该遵照DL/T752的规定原则。
7、对于国外材料，尤其是高合金钢用焊接材料，应该充分掌握该材料的基本性能，一些重要的与产品使用性能直接相关的指标应该通过试验取得验证后才能使用。
6）、评定管子试件直径有何规定：
一般规程中对管子直径的“评定”没有严格规定，电力工业中因各种管子规格繁多，考虑到工艺上差异较大·
故作出如下规定：
．
1、当“评定”试件管子外径Do≤60mm、采用氩弧焊焊接方法时，其工艺适用于焊件管子的外径不规定。
2、其它管径的“评定”，适用于焊件管子外径的范围为：
下限O.5Do，上限不规定。
7）、评定试件的焊接位置有何规定：
电力工业针对行业特点，对“评定”的焊接位置和适用范围做了专门规定，（见规程上表）有如下情况时，还应遵循下列规定：
1、在立焊位中，当根层焊道从上向焊改为下向焊或反之，应重新评定。
2、直径由≤60mm管子的气焊、钨极氩弧焊，除对焊接工艺参数有特殊要求外，一般仅对水平管进行“评定”，即可适用于焊件的所有焊接位置。
3、管子全位置自动焊时，必须采用管状试件进行“评定”，不可用板状试件“评定”替代。
8）、预热与层间温度
评定试件预热温度超过拟订的参数时，应该重新评定：
1、评定试件预热温度降低超过50℃；
2、有冲击韧性要求的焊件，层间温度提高超过50℃。
9）后热与焊后热处理
1、中间需要进行检验和不能一次将试件焊完，要进行后热处理。
2、焊后热处理和焊接操作完成间隔一定时间再焊后热处理的间隔时间应严格按照各类钢材的热处理规范要求进行并符合DL/T819和DL/T868的规定。
如P91马氏体钢要求焊接工作完成后，待焊缝冷却至100℃后奥氏体全部转变为马氏体再升温进行焊后热处理。
10）规范参数和操作技术
当焊接规范参数和操作技术出现变化时，应按其参数类型重新评定或变更工艺指导书。
1、气焊时，火焰性质的改变；
2、自动焊时，改变导电咀到工件间的距离；
3、焊接速度变化范围比评定值大10%；
4、从单面焊改变为双面焊；
5、从手工焊改为自动焊；
6、多道焊改变为单道焊；
等等。
可以根据以上十个方面要求或其它特殊条件综合考虑来如何确定焊接工艺评定的项目。
（二）、编制焊接工艺评定方案
以低合金耐热钢10CrMo910Φ273×
28和P91钢为例
1）编制工艺评定方案的基础条件
1、复核材质单、复核钢材主要化学成分、性能，这些指标应符合相关标准的规定。
Cr、Mo、C
2、低合金钢的焊接性可以采用直接法斜Y型焊接冷裂纹试验，可采用间接法（国际焊接协会推荐的碳当量公式来确定）。
在有可靠的钢材焊接性评价资料的基础上，确认该钢材的焊接性能。
以便确认焊接时的预热温度等指标。
用碳当量公式来计算时，应以当次炉批号的材质单的化学成分来计算。
Cqe=C+Mn/6+Si/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Ni/15+Cu/15
3、而P91高合金钢采用插销冷裂纹试验和斜Y型焊接冷裂纹试验。
（可以引用）确定最低预热温度和焊后热处理规范。
4、清楚评定钢材的应用范围，即使用条件。
10CrMo910Φ273×
28是20万机组的主蒸汽管道，根据使用条件确定其他工艺要求。
（壁厚28适用的厚度范围21～56）
5、P91钢高合金钢主要问题是：
焊接冷裂纹、焊缝韧性低、热影响区软化及Ⅳ型裂纹。
针对这些问题来确定工艺要求。
2）、工艺条件的确定
1、选定焊接材料和确定焊接方法。
TIG-R40E6015-B3Ws/Ds
2、设计接头型式、坡口尺寸。
3、确定焊接线能量和各项焊接参数。
焊接线能量：
由焊接能源输入给单位长度焊缝上热能。
主要参数有：
焊接电压U焊接电流I（保证焊接质量金属融化，根据焊条直径选择）焊接速度V
焊接方法不同，焊接线能量大小不同，Y最小，M最大。
焊接线能量大小直接影响焊接接头的冲击韧性。
在工艺评定中如何确定焊接线能量，我们可以根据焊接CCT曲线合理都推断出最佳焊接线能量也就是最佳的焊接工艺
参数，通过CCT曲线选择合适的t8/5，如果提高焊接热输入量，加大焊接线能量，延长t8/5的冷却时间可以提高接头的抗冷裂性，但对于某些合金钢，过高的热输入量可明显降低接头的冲击韧性、强度、硬度和蠕变强度。
①以10CrMo910钢为例，根据其化学成分可以估算出其碳当量，焊接性较差，在一定的应力下容易产生冷裂纹。
对10CrMo910钢我们希望得到的组织为贝氏体加少量马氏体。
在10CrMo910钢CCT曲线上可以看到，符合这一条件的冷却曲线在第5条到第7条之间，相应的在20秒到109秒之间，此时出现的贝氏体含量10%到98%，其余为马氏体组织。
冷却速度过快，t8/5时间过短，容易形成过多的马氏体组织，应力大，容易产生焊接裂纹；
其热影响区硬度值在此区间内为380HV～420HV.金相组织比较均匀细小，综合性能较好，则我们可以根据相关的线算图上求得Emax=46KJ/cm,Emin=14KJ/cm。
根据实际焊接情况：
水平固定焊接选用E=33KJ/cm
垂直固定焊接选用E=22KJ/cm。
v评定时，水平固定焊接选用Emax=38KJ/cm,Emin=30KJ/cm
v垂直固定焊接选用Emax=25KJ/cm,Emin=20KJ/cm
v在评定时，Emax和Emin合格，在这个范围之内就合格。
v根据E=IU/V公式，再计算焊接速度，V=IU/E
vU:
焊接电压I:
焊接电流保证焊接质量金属融化（根据焊条直径选择）我们能计算出最慢的速度和最快的速度。
vV:
焊接速度等于焊接长度/焊接时间，它是控制焊接线能量关键指标，用焊接的长度长短来控制焊接每一层的焊缝厚度，焊接长度愈短，焊缝愈厚，焊接线能量就大。
反之，焊接长度愈长，焊缝愈薄，焊接线能量就小。
所以，用焊接速度——焊接长度——焊缝厚度来控制焊接线能量具有可操作性，要求每位焊接工程师在进行焊接工
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