衡州大道1168系杆拱桥制作QC小组Word下载.docx
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③焊接接头形式；
④坡口角度；
⑤组装要求及允许偏差；
⑥焊接顺序及焊接工艺参数；
⑦相贯线焊缝质量检验方法；
⑧防止和消除焊接变形；
⑨焊接残余应力的工艺措施。
（2）焊缝质量要求
①焊缝强度控制，焊缝与母材等强具有最佳抗脆断性能；
②焊缝韧性的控制，对接焊缝的各部位（包括焊缝、熔合线、热影响区）-5℃的却贝V冲击功不低于35J；
③焊缝塑性控制，对接焊缝的延伸率不低于母材。
（3）选用标准要求
①焊接工艺标准必须按GB50205-95办理；
②焊条选择按JTJ-041-89办理；
③焊缝质量检测级别按GB50221-95规定Ⅰ级办理；
④对现场拼装过程中的焊缝，除按规定进行外观检查、超声波检查外，还应进行X射线拍片检查。
第二章质量与焊接工程质量评定
一、质量的概念
1、什么事质量：
质量是指一组固有特性满足需要的程度。
2、工程质量
就是指企业为了保证生产合格产品而具备的全部条件和手段的水平。
包括人、机器、材料、方法、环境、测六个方面，简称“5M1E”。
人，是指人的素质，包括人的文化技术水平，操作熟练程度，组织管理能力；
机器，是指机器设备和工艺技术装备的精度，适合程度和维护保养质量；
材料，是指原材料、辅助材料、燃料动力、毛坯、外购件、标准件的质量；
方法，是指工艺方法，试验检测手段，操作规程和组织管理方法；
环境，是指环境的温度，湿度，清洁度，振动，噪音，美化程度等5S管理（5S是指整理、整顿、清扫、清洁、自律）。
测量和实验设备能否处于准确状态直接影响到由测量获取的数据和信息的准确性和可靠性。
3、焊接工程
（1）焊接：
焊接是指通过适当手段使两个分离的固态物体产生质子或分子间结合成为一体的连接方式。
（2）焊接工程：
是指新有涉及到利用焊接技术实现连接成形的过程都可以称为焊接工程。
采用焊接方法将各种经过轧制的金属材料铸锻等坯料制成能承受一定荷载的钢结构，称为焊接结构。
二、焊接工程质量评定
焊接工程涉及到材料、结构、设计、工艺、生产、质量检测与控制，失效分析，安全卫生和环境保护等众多领域。
1、焊接工程质量概述
直观的焊接工程质量是指焊接产品符合设计技术要求的程度。
焊接工程质量不仅影响焊接产品的的使用性能和寿命，更重要的是影响人身和财产安全。
焊接工程质量通常由产品的设计质量，加工质量，憨厚处理和质量检测等环节来保证。
（1）设计质量是指焊接产品所选用的接头类型及其计算强度应满足实际应用的承受能力，焊接方法应适合构件的特点。
焊接工艺过程应尽量减小焊后变形和应力集中。
同时减小生产耗时和材料消耗，接头设计还要考虑焊后检测方便易行。
（2）加工质量是指所采用的母材、焊丝、焊剂或焊条等焊接材料的性能应符合设计要求，焊机、辅助机具和检测仪器的性能良好。
焊前，焊接材料应按规定烘干，工件的焊接坡口要符合要求并清除切割残渣、龟裂和渗物。
焊接过程中应严格工艺规定进行操作。
焊后处理包括焊接后工件变形的矫正，余高的打磨处理，接头清洗，构件焊后的局部或整体热处理等。
（3）质量检测贯穿在产品从设计到成品的整个过程中，应确保所用检测方法的合理性，检测仪器的可靠性和检测人员的技术水平。
焊后产品要通过各种检测方法，检查接头的外表尺寸，焊接缺欠，致密性，物理实验，理学性能，金相组织，化学成分和耐腐蚀性能。
2、焊接工程质量评定的目的和意义
影响焊接工程质量的因素很多，一般包括以下几个方面：
（1）焊接结构的设计因素；
（2）金属材料的焊接性；
（3）焊前的备料加工质量；
（4）填充材料的成分及力学性能；
（5）焊接工艺规范选择的合理性；
（6）焊工的操作技术水平和焊接设备的状态；
（7）焊后热处理；
（8）焊后检测人员，手段，原理，对结果的判断。
这些因素贯穿在整个焊接成形过程中。
由于焊接结构自身的特点，在形成过程中容易产生焊接缺欠，焊接缺欠中危害危害性最大的是裂纹，其次是未焊透，未熔合和夹渣，气孔等缺欠，有的缺欠是允许存在的，其数量，性质，以产品的使用条件和质量评定标准确定。
如焊缝余高值过大，对受静荷载的产品是允许的，但受频率较高的循环疲劳荷载的产品则是不允许的。
只有通过正确合理的焊接工艺制定精确的操作和对焊接前、中、后的每一个工作环节进行细致的检测，才能确保焊接工程质量达到技术标准的量化要求，对焊接过程质量的优劣最终做出准确的评价。
当分项焊接工程或整个焊接工程完成时，经大量的焊接检测工作，应准确做出评价，从而确定焊接工程的质量，决定是否转入下道工序或投入使用，这是焊接工程质量评定的主要内容。
焊接工程质量评定是焊接工程检测和工程验收的连接枢纽，是焊接工程质量控制的重要环节，是对焊接工程质量进行最终量化评价的一项重要工作。
焊接工程质量评定工作应结合质量检查与工程验收同时进行，评定时，要坚持实事求是的基本原则，严格按照相应的标准进行评定，最终评定的质量等级应具有可靠性和可比性，可以准确的反应焊接工程的真实质量状况。
3、焊接工程质量评定的依据
焊接工程质量评定标准是进行焊接工程质量评定的依据，进行焊接工程质量评定时确保焊接结构安全进行的有效措施。
目前应用较多的是依据GB/T12467.1~4-1998《焊接质量要求，金属材料的熔化焊》的相关规定，总结了焊接工程质量评定的整体依据和评定标准。
焊接工程质量评定标准分两类：
一类是焊接工程质量控制标准；
另一类是适合于焊接产品使用要求的标准。
4、焊接工程质量控制标准
焊接工程质量控制标准时从保证焊接产品的制造质量角度出发，把焊后存在的所有焊接缺欠，看成是对焊缝强度的削弱和对结构安全的隐患，不考虑具体使用情况的差别，而要求把焊接缺欠降低到最低限度，以焊接产品制造质量为目的而制定的国家级，部级以及企业内部焊接工程质量验收标准，都属于质量控制标准，如：
GB/T3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》等。
建立焊接质量控制标准的目的是确保焊接结构的质量保持在某一水平。
5、焊接工程质量评定的条件
（1）焊工
参加工程焊接的焊工，应按《焊工技术考核规程》规定进行技术考核，并取得合格证书或相应的技术证书后方可进行焊接操作。
（2）焊接质量检查人员
从事焊接质量检查的人员应具有一定的实践经验和技术水平，并经过专业考核取得资格证书。
焊接检测人员应做到检测及时，论证准确。
检测结果的评定工作必须由Ⅱ级以上人员担任。
（3）焊接设备
先进的焊接设备是提高焊接结构质量的重要保证，要有专人管理和保养，并定期维修。
（4）焊接材料
新使用的焊接材料应具有完整的技术资料和质量检测报告，符合设计要求和国家现行相应标准规定。
（5）焊接工艺评定资料
要求焊接工程必须具有焊接工艺评定资料和焊接工艺指导书，才能进行质量评定。
焊接工艺评定时制定焊接工艺规程的主要依据，也是保证焊接质量的重要措施。
焊接工艺评定合格后编制的焊接工艺规程才能生效。
（6）超标缺欠的返修
焊接接头有超过标准的缺欠时，可以采取挖补方式返修，但同一位置上的挖补次数一般不超过3次，耐热钢不得超过2次。
（7）焊接操作
焊接工序的全过程已操作完毕。
（8）检测
各项检查，检测工作已经完成，并有完整的检测记录。
6、焊接工程质量评定的时机
焊接工程的检测，验收和质量等级评定工作，贯穿于整个焊接施工过程，从焊前备料到焊接施工，再到焊后的热处理工艺，每一环节均应进行细致的检查。
现代焊接工程质量管理观点特别强调焊接工程质量不是检测或评定出来的，而是通过合理的焊接工艺制造出来的。
对于焊接接头而言，即使返修后无损检测评定合格，但由于重复加热，接头材料组织，力学性能已发生变化，必然影响其使用性。
因此，要很好的把握焊接检测的时机，尽管预防焊接缺欠的出现。
把握焊接检测的时机有以下两个基本原则：
（1）及时
按以工作流程严格的进行焊接质量的检测，不能将上道工序的检测工作拖后。
如：
焊接材料的检测，焊工合格证的检测，必须在焊接前进行，否则可能会造成严重的质量事故。
单项工程初期作的检测，不能到中期或后期去作。
焊接接头的割样检测和焊缝金属光谱分析，如不及时进行，等到单项工程结束后再补做，如果检测不合格，则整批的焊接接头将全部报废。
（2）合理
选择焊接检测的时机，必须掌握合理的原则。
需要进行热处理的焊接接头应在热处理后进行无损检测，这样可以发现可能发生的再热裂纹。
需要继续无损检测抽检的焊接接头，不能在施工初期将规定检测的总数量一次抽检完，这样检测出来的结果不具有代表性。
7、焊接工程质量评定的程序
焊接工程质量评定工作，一般应结合质量检查和验收同时进行，参加评定的工作人员应包括施工负责人，技术人员，质检人员。
主持焊接质量评定工作的人员必须是本职人员，且具有焊接质量检查资格证书，以确保评定结果的公正，准确，有效和合法。
焊接工程质量评定工作总体分三部分进行，即自检，复检与初评，终评三级，在每一阶段完成后，均应做详细的记录和检测状态标志，以便清楚地了解检测进行程度。
8、焊接工程质量评定内容
一般的评定路线：
外观检测→光谱抽查→热处理→硬度测定→无损检测→单项工程水压试验。
从总体上讲，焊接工程质量评定内容有以下四个方面：
（1）焊接接头表面质量评定
焊接接头表面质量评定的具体内容有：
①焊缝成形；
②焊缝余高；
③焊缝宽窄差；
④错口；
⑤弯折；
⑥焊缝咬边；
⑦焊缝表面缺欠。
外观检查实焊接工程检测的基本项目，适用于检评标准A、B、C、D、E、F元素焊接工程。
外观质量在很大程度上反映了焊工的操作水平，通过外观检查可以初步推断焊缝内部的质量状况，因此外观检查时一项重要的质量评定方法。
（2）无损检测结果的评定
采用无损检测的方法可以发现隐藏在焊缝内部的夹渣、气孔、裂缝等缺欠。
目前我们使用最普遍的是X射线检测、超声波检测、磁粉检测和渗透检测。
这类方法准确性高、效果好，适合检查焊缝表面目测无法观察到的内部缺欠。
9、焊接工程质量的等级评定
焊接工程质量等级一般分为合格及优良两级别。
不合格不能验收，不能交付下道工序或投入运行。
10、焊接工程表面质量等级评定
评定焊接接头表面质量等级时，应先评定单个检查点的质量等级，再评定分项工程焊接接头表面质量等级
（1）单个检查点的表面质量等级
根据外观实测结果进行评定。
在各项指标全部合格的基础上，当有80%及以上的检查指标为优良且其中主要检查指标（如咬边及各种焊缝表面缺欠）为优良时，该检查点的表面质量即评为“优良”
（2）分项工程的接头表面质量等级
分项工程的铁头表面质量等级由所有检查点表面质量为优良时，其质量等级即评为“优良”。
11、焊接工程质量理化检测及无损检测等级评定
（1）理化检测一般包括力学性能试验，金相组织和断口分析，化学分析试验等。
它们的质量等级评定办法及依据应以试验部门提供的报告为准，以符合使用单位的质量要求为评定依据。
检测结果质量评定等级具有合格或不合格两种情况。
（2）无损检测一次合格率≧95%时可评为“优良”。
12、焊接工程综合质量的评定
焊接工程总体工作完工后，通常对工程焊接质量做概括性的评价。
一般用数量统计的方法，以焊接工程优良品率，无损检测一次合格作为焊接工程总体质量优劣的衡量指标。
（1）优良品率
即：
优良品率=（优良品分项工程数/分项工程总数）×
100%，有良品率越高，说明工程的焊接质量越好。
根据国家规定优良品率必须在90%以上。
（2）无损检测一次合格率
焊口处无损检测一次合格率，是指无损检测一次合格的焊接接头数，在被检测的焊口总数中所占的比例，即：
无损检测一次合格率=[﹙A－B﹚／A]×
100%，式中，A是一次被检焊接接头总量数，B是不合格焊接接头总量数。
13、提高对焊接工程质量评定的技术水平
根据设计图纸对焊接工程质量的要求，技术文件的规定和有关规范的标准的规定，应对焊接工程质量认真评定。
评定前认真学习和理解有关焊接工程质量评定的知识，开展QC小组活动，深入实际调查研究，做好焊接工程质量的记录统计和信息工作，在焊接工程质量评定中掌握评定方法。
要做到认真负责、公正合理、符合实际，达到准确无误地标准把焊接工程质量提高时，反映出焊接工程质量的真正水平。
第三章焊接工程质量的工艺评定
根据1-168系杆拱桥设计图纸的技术要求，首先应进行工艺装备设计，编制制造工艺，为确保焊接工程结构质量应编制焊接工艺文件，焊接工艺指导书等技术文件。
一、工艺装备设计
根据桥拱肋钢管桁架的制造规模，结合制作车间现场的情况，设计了放样、试装平台；
钢管对接焊接胎架利用车间地面放样设计，用各种型钢制造节段拼装焊接胎型和整体节段组焊胎型；
下料用全自动数控切割机进行操作；
利用胎架对构件放样对中做钻孔样板，原则：
确保结构节段的几何尺寸能够满足设计的安装要求，工装设施，并经过技术部门，质检部门认真检测和评定后，确认无误才能使用。
二、焊接结构制造工艺概述
焊接结构制造工艺过程，武船重工公司根据工程的性质，产品图样，技术要求和生产条件，运用现代焊接技术，材料加工技术，常规检测和理化检测来完成焊接结构产品的全部生产过程。
焊接结构制造工艺包括工艺流程图，工艺设计的设计原则，工艺方案编制原则，工艺分析方法，工艺分析依据和内容，以及工艺方案设计的程序等数据信息，并通过评定和设计单位认可才实施。
1焊接结构的特点
此桥焊接结构所用材料的连接主要是通过各种熔焊完成，是简便易行，安全可靠，经济高效的连接法，其特点有：
（1）接头强度高
焊接结构用轧材制造，承受冲击荷载能力较强。
应用现代焊接技术制造出的焊接接头，其强度甚至高于母材强度。
（2）应用范围广
①焊接结构特别适应于几何尺寸大而形态复杂产品，如桁架，钢桥等。
可以将复杂的结构分解成多个零部件，对分解后的零部件分别进行加工，然后通过总体装配焊接成一个整体结构；
②可以制造任意外形的结构，并能实现现场安装；
③可以实现异种材料的连接，如异种金属的连接，金属与非金属的连接等，从而使焊接结构的材料运用更加合理。
（3）接头形式简单
在焊接结构中，被连接件可采用对焊、角接、搭接等简单的接头形式，结构的重量小，强度高，产品质量好。
（4）大型结构制造周期短
对大型结构来说，通常的制造方法是工厂模块制造，现场部件组装，焊接时这一制造过程中最理想的工艺方法。
（5）经济效益好
焊接结构的生产一般不需要大型，特殊和昂贵的设备，投资少，见效快，产品更新换代快速方便，经济效益好。
以上这些特点对1-168系杆拱桥的制造适用性强，对加工制造质量控制掌握，对工艺攻关活动的条件有利，成果易达到。
2、焊接结构的制作过程
焊接结构的制作过程，包括结构的工艺性审查，工艺方案和工艺规程设计，工艺评定，工艺文件和质量控制文件的编制，原材料和辅助材料的采购，焊接设备的配备和自行设计等先期工作，还有材料复检入库，备料加工，装配，焊接，质量检测，成品验收等过程。
其中还有返修，涂装和喷漆，最终才是合格产品存放。
典型焊接结构制造的工艺流程图如3-1所示：
3-1典型焊接结构制造的工艺流程图
3、焊接结构工艺过程设计
焊接结构工艺过程设计是根据产品的图样和技术要求，结合现存条件，运用焊接技术知识和先进的生产经验，确定产品的加工方法和程序的过程。
设计的质量将直接影响制造质量，劳动生产率和制造成本，同时它还是生产管理和焊接工艺编制的主要依据。
这些工作都是武船重工公司生产部和技术部完成的，并形成单元件制作图册和工艺制造技术文件，向车间各有关操作小组或个人进行技术交底。
（1）焊接结构工艺过程设计内容
①确定产品的合理生产过程；
②确定产品各零部件的加工方法，相应工艺参数及工艺措施；
③确定每一工序所用设备和工艺装备的型号规格，对非标准设备提高设计要求；
④拟定生产工艺程序，运输流向，起重方法，选定起重机运输设备；
⑤计算产品的工艺定额，包括材料消耗定额（基本材料，辅助材料，填充金属等）和工时消耗定额。
（2）焊接结构生产工艺过程设计程序
①设计装备，汇集设计所需的原始材料，包括产品设计图样，技术要求，生产计划等；
②分析工艺过程，制定出从原始材料到成品的整个制造过程的生产方法；
③确定工艺方案，提出制造产品的工艺原则和主要技术措施，工艺过程分析与工艺方案的确定往往是平行且交叉进行的；
④编制工艺文件，将通过审批的工艺方案具体化，编制运用于管理和指导生产的工艺文件。
三、焊接结构工艺审查
1、焊接结构工艺性审查的目的
焊接结构工艺性审查是制定工艺文件，设计工艺装备和实施焊接生产的前提。
其目的如下：
（1）保证焊接结构设计的合理性，工艺的可行性，结构使用的可靠性和经济性；
（2）及时调整和解决工艺方面的问题，加快工艺规程编制的速度，缩短新产品生产准备周期，减少或避免在生产过程中重大技术问题；
（3）发现产品中关键零件或关键工序所需设备和工艺装备，以便提前安排进货或自行设计制造。
工艺性审查结束后，应填写相应的产品结构工艺性审查记录。
2、焊接结构工艺性审查的内容
审查的内容包括审查结构图样，了解产品技术要求，基本确定出制造产品的工种和劳动量、材料用量，材料利用系数，结构标准化系数，产品成本。
焊接结构工艺性审查的主要内容如下表所示：
焊接结构工艺性审查的主要内容
设计阶段
审查内容
初步设计阶段和
技术设计阶段
从制造角度分析结构方案的合理性：
1）主要构件在本企业或外协加工的可能性；
2）产品组成是否能合理分割为各大构件、部件和零件；
3）各大构件、部件和零件是否便于装配、焊接、调整和维修，能否进行平行的装配和检查；
4）各大构件、部件等进行总装配的可行性，是否将其装配、焊接工作量减至最小；
5）特殊结构或零件在本企业或外协加工的可行性；
6）主要材料选用是否合理；
7）主要技术条件与参数的合理性与可检查性；
8）结构标准化和系列化程度等。
工作图设计阶段
1）各部件是否具有装配基准，是否便于拆装；
2）大部件拆成平行转配的小部件的可行性；
3）审查零件的装配，焊接工艺性等。
3、焊接结构工艺性审查程序
（1）焊接结构图样审查
所有的焊接结构图样，均应符合机械制造图标准中的有关规定。
图样齐全完整，除焊接结构的装配图外，还应由必要的零部件图。
（2）焊接结构技术要求审查
包括使用要求和工艺要求，使用要求是指结构的强度、刚度、耐久性，以及在工作环境条件下焊接结构的几何尺寸，力学性能，物理性能等要求。
工艺要求是指组成产品的结构材料的焊接性，结构的合理等要求。
4、焊接结构工艺性审查注意事项
（1）是否有利减小焊接应力集中于变形
①尽量减少焊缝数量，减少结构上焊缝数量和焊缝的填充金属量，是设计焊缝结构最重要的原则；
②选用对称构件；
③减小焊缝尺寸；
④优化装配顺序；
⑤避免焊缝相交。
（2）是否有利于施工方便
①尽量使结构具有良好的可焊到性，结构上每一条焊缝都能很方便的施焊；
②尽量有利于焊接自动化；
③尽量有利于检测方便，严格检测是保证焊接结构质量的重要措施，设计焊接接头时，必须考虑检测是否方便可行。
四、焊接工艺评定
1、焊接工艺评定的目的
焊接工艺评定时施焊单位技术储备标志之一，是验证所确定的焊接工艺正确性的必要方法，是评定施焊单位完成符合设计要求的焊接结构能力依据。
焊接工艺评定是通过对焊接接头的常规检测和理化检验，验证焊接工艺规程的正确性及合理性的程序。
重要的焊接如横梁等，在编制焊接工艺规程之前都要进行工艺评定。
企业接受新的焊接结构生产任务，进行工艺分析，编制焊接工艺评定指导书，并进行试焊，然后进行各种检测和实验，测定焊接接头的是否达到新要求的性能，做出焊接工艺评定结论，填写焊接工艺评定报告，编制焊接工艺规程。
2、焊接工艺评定条件
焊接结构已经通过严格的焊接性试验并取得相应的合格证后，才进行焊接工艺评定，所选被焊母材与焊接材料必须符合相应标准。
3、焊接工艺评定的规则
依据标准：
全部常规检测和理化检验按以国家标准相关规定进行，根据设计要求，焊接工艺评定按GB50205-95《铁路钢桥制作规范》的规定实施，施工单位按规定完成了制造工艺评定和焊接工艺评定并通过各项程序检验和评定合格。
4、焊接工艺评定的程序
焊接工艺评定的程序如图3-2所示：
（对接、角接）
3-2焊接工艺评定程序
第四章焊接工程质量检测方法
一、焊接工程质量检测概述
即要求产品从设计、制造、安装及使用的所有环节都实行质量保证和质量控制，焊接工程质量检测作为焊接产品生产过程中质量保证和控制的重要手段之一，要求贯穿整个生产过程的始终。
1、焊接工程质量检测的作用和程序
焊接的质量决定了工程的质量，而焊接产品质量检测是保证焊接工程质量的重要环节。
（1）焊接检测的作用
焊接检测的主要作用有：
①确保产品质量，防止产生废品。
施焊时要严格按照评定合格的焊接工艺指导书进行焊接，对原材料，工序，半成品和成品每个环节进行焊接检测，从而保证产品的质量，防止不合格产品的产生；
②焊接检测贯穿于整个生产过程的始终，生产过程中每一道工序都进行检测，就能及时发现问题，做到不合格的原材料不领取，不合格的工序和半成品不流转到下道工序，不合格成品不出厂，从而避免最后不出现大量缺欠，难以返修而报废，造成时间、材料和人力浪费，提高了经济效益；
③保证焊接结构的安全运行，提高社会效益。
施工单位内部监督，提高产品质量，为用户提供了适用而安全可靠的产品；
④由于焊接检测的预防作用，使焊接产品安全可靠，市场竞争力强，促进焊接工程的广泛使用，推动焊接技术的发展。
焊接检测对于生产者，是保证产品质量的手段；
对于主管部门，是对企业进行质量评定和监督手段；
对于用户，则是对产品进行验收的重要手段。
（2）焊接工程质量检测的保护
①明确工程质量要求，确定检测项目的质量标准；
②进行项目检测，选用一定方法和手段测试被检测对象，得到质量特性值；
③评
升级会员 