SEW110铸件焊接工艺评定中文.docx

资源描述

SEW110铸件焊接工艺评定中文.docx

《SEW110铸件焊接工艺评定中文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SEW110铸件焊接工艺评定中文.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

SEW110铸件焊接工艺评定中文.docx

SEW110铸件焊接工艺评定中文

SEW110铸钢件焊接工艺试验

德国钢铁冶金协会钢铁材料标准（简称“SEW”）1986年7月

铸钢件焊接工艺试验SEW110

第1版

1、范围

本标准为下列类别的铸钢件焊接工艺试验配备指导文件。

铸钢件符合DIN1690-1的界定。

－非合金与合金的铁素体，包括马氏体

－奥氏体

－奥氏-铁素体

经协商后，本标准也可用于结构件焊接工艺试验。

2、工艺试验目的

利用工艺试验，验证用于铸钢件焊接的焊接条件及焊接参数，包括焊后

热处理、适应母材的冶金特性、熔敷金属和气体，使得用此焊接规程符合要求。

特殊焊接规程试验，采用模拟铸件实际焊接规程的方法，这能预示着用相同方式焊接铸件将同样符合规范。

通常情况下，规定的要求与母材要求是相同的。

3、焊工资质

锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，只能由具有符合DIN8560要求的焊接资质人员施焊。

4、工艺说明

进行工艺试验前，制造者应提供详细的焊接试验任务书（焊接计划）。

焊接试验应包括以下内容：

－铸件说明（图纸、材料等）

－试件尺寸与热处理状况

－焊接工艺

－焊接辅料说明（焊材、焊剂等）

－焊条或焊丝种类及尺寸

－焊接保护气体种类

－所要求的焊接技术参数，如电流种类、极性、电压、电流强度、送丝速度。

－焊接接头的准备

－焊接位置

－接头型式与焊接顺序（多层多道的焊层、焊道）

－最低预热温度与最高层间温度

－焊后热处理及热处理温度的具体范围

－特殊措施，如加衬垫。

5、焊接与试件类型

焊接应为多层多道全熔透焊，且在焊口单边缘开约10°坡口。

所要求的焊缝角度坡口，是在两块足够大的试块上，用机械加工或热切割后打磨边缘制成。

在焊接试验开始前，将两试块牢固地焊在一起，焊缝距试块两端至少50mm长、为全填充焊缝，见图1示。

一般情况下，焊接焊缝不带衬垫。

如果在铸件上焊的是单层单道焊缝（如表面缺陷修复），建议在同样试件上额外焊一条单层单道焊缝进行评定。

额外的单层单道焊缝焊在试块的合适位置，长约50mm、宽达3mm，见图1示。

6、焊接辅助材料（焊丝、焊条、焊剂等）

所选用的焊接辅助材料须满足焊接规范中焊接参数要求，包括焊后热处理。

通常应遵循所用的铸钢件的交货技术条件（如DIN钢铁产品表）。

锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，只有已批准的熔敷金属材料（焊丝、焊条等）才可使用。

7、焊接方法

焊接方法必须与铸件上所用的焊接方法一样。

如下：

－手工电弧焊（E）

－熔化极气体保护焊（MSG），如MIG焊和MAG焊，用实心或药芯焊丝

－非熔化极气体保护焊（TIG）

图1-检测图示

图1检测图示说明：

1）用叠加的单道焊检测多道焊。

检测层位置按图示位置。

试件长约400mm、宽约400mm。

2）检测项、试样及标准清单

检测图示编号

试样描述

a）多道焊（试样6～16按图示测试层）

焊缝金属的光谱分析（化学成份）试样

宏观晶相（金相）及维氏硬度检测试样

微观晶相（金相）检测试样

4～5

2个侧弯检测试样标准DIN50121第1部分（是1978年版本，已被EN910-1996取代）

拉伸试验检测试样（母材）标准DIN50125（A、B、C、D型）（找到的最新标准为2009年版本）

拉伸试验检测试样（焊缝）标准DIN50125（A、B、C、D型）（找到的最新标准为2009年版本）

8～10

3件一组的ISOV型缺口冲击检测试样（母材）

标准DIN50115（找到的最新标准为1991年版本）

11～13

ISOV型缺口冲击检测试样，标准DIN50115。

热影响区，缺口位置PO-U0.5至1，按DIN50122（是1984年版本，已被EN875-1995或ISO9016-2001取代）。

4～16

3件一组的ISOV型缺口冲击检测试样（焊缝）缺口位置S，按DIN50122。

耐晶间腐蚀检测试样标准DIN50914或SEP1877

b）附加的单层单道焊

宏观晶相（金相）及硬度检测试样

微观晶相（金相）检测试样

侧弯检测试样标准DIN50121第1部分

检测层

试件厚度d≤50mm

M-中间检测层（d/2）

试件厚度d＞50mm

O-上端检测层（d/4）

U-下端检测层（3d/4）

8、焊接位置

焊接通常为平焊位置（同时见第13.4条）。

9、焊后热处理

焊后热处理应在交货技术条件中说明。

通常给定的温度范围根据第4条，在工艺说明中规定。

工艺试验所使用温度应取工艺说明中规定温度的中间范围。

10、检验范围

10.1无损检测

10.1.1焊前无损检测

如果可将焊前所进行的相似的无损检测结果拿来对比，那么判断焊后无损检测的结果就会大大简化。

因此，建议焊前如下项检测：

－检测坡口表面缺陷，可渗透检测SEP1936或磁粉检测SEP1935。

（SEP1936或SEP1935已用于DIN1690-2中）

－对焊缝区进行射线探伤，按DIN54111-2，等级B。

10.1.2焊后无损检测

焊接后对试件焊缝区进行如下项检测：

－射线探伤，按DIN54111-2，等级B。

对于壁厚＞35mm的铁素体铸钢件焊接，需增加超声波探伤，按SEP1922，等级1。

－热处理后检测表面缺陷，可渗透检测SEP1936或磁粉检测SEP1935。

10.2焊缝金属化学成份检测

测定焊缝金属的化学成份并出报告。

10.3机械性能、金相组织检测及腐蚀试验

表1规定，按图1示的检测方案来检测机械性能、金相组织及耐腐蚀检验。

对试件厚度≤50mm，横向拉伸和缺口弯曲试验均为单试样且取在焊缝金属中间。

试件厚度＞50mm，检测试样在焊缝金属上分两层取样。

图2多层多道焊缝硬度检测法-维氏硬度压痕检测法

尺寸单位：

mm，硬度压痕间距为1mm。

表1-按第10.2和10.3条进行的检测范围。

检测项如下：

焊缝金属化学成份，机械性能，金相组织及腐蚀试验。

检验项

材料类别

铁素体和马氏体

奥氏体

奥氏体-铁素体

1、多层多道焊Yes-做检验N/A-不做检验

焊缝金属分析

Yes

焊缝宏观晶相截面

Yes

母材、过渡区、焊缝区的微观检验。

Yes

按图2进行的硬度检测，检测方法维氏硬度HV10。

Yes

N/A

在焊缝横截面并根据试板总厚度1）取样，做2个侧弯检测，标准DIN50121第1部分。

Yes

在室温下对母材做拉伸试验，标准DIN50145（已被DINENISO6892-1-2009取代，ISO6892-1与国标GB/T228-2010等同。

）。

试样取自母材，按标准DIN50125为圆形拉伸试样。

Yes

续表1

检验项

材料类别

铁素体和马氏体

奥氏体

奥氏体-铁素体

（续）1、多层多道焊Yes-做检验N/A-不做检验

在室温下对焊缝做拉伸试验，标准DIN50145。

试样取自焊缝周围，见图1示，按标准DIN50125为圆形拉伸试样。

纯焊缝金属的拉伸试验按协商。

Yes

缺口冲击试验2），ISOV型缺口，标准DIN50115。

每个试板做3组试样，如下：

是否检测按下列

－母材

Yes

－热影响区

Yes

N/A3）

N/A

－焊缝金属

Yes

耐晶间腐蚀检测标准DIN50914或SEP1877

N/A

Yes

N/A

2、附加的单层单道焊Yes-做检验N/A-不做检验

焊缝宏观晶相截面

Yes

母材、过渡区、焊缝区的微观检验。

Yes

硬度检测（母材、过渡区、焊缝区），方法维氏硬度HV10。

Yes

N/A

在焊缝横截面取样做侧弯试验，按DIN50121第1部分，试样宽度≤50mm。

Yes

上述右上角标说明：

1）侧弯试验最大宽度为50mm。

试件厚度大于50mm，按图1示取2层。

2）试验按母材交货技术条件中验收规定的温度进行。

如果相关材料标准中没有关于缺口冲击试验的说明（如耐热铸钢类），则取消缺口冲击试验。

3）用于较低温度下时的奥氏体铸钢类，该项检验不取消。

4）如果奥氏体-铁素体铸钢类要求有耐晶间腐蚀性，则该项检验不取消。

11、检验规范

11.1无损检测结果

焊后的焊缝区表面缺陷检测与射线检测符合DIN1690-2等级1要求。

如果射线检查或超声波检查发现有裂纹和边接头缺陷是不允许的。

其它在“ADMerkblattHP5/3”中详述的、临界内缺陷是允许的。

11.2机械性能检验、金相组织检验及耐腐蚀测试结果

按10.3条（也见表1）检测的机械性能、金相组织及耐腐蚀测试结果，必须满足各类铸钢件交货技术条件确定的要求。

如果这些要求因技术上无法满足，或这些铸钢件因特殊境况不需要满足，则必须进行协商。

12、文件资料

对每一成功的工艺试验必须提供试验报告，试验报告应包含附录A中指示的详细细节及引用认可范围（见第13条）。

文件最好是用附录A所示的文件格式。

作为最低要求，下列文件必须附在焊评的报告中：

－根据第4条提出焊接试验任务书（焊接计划）

－拟定取样方法（见图1样例）

－施焊记录（见附录B样例）

－热处理记录

－所进行的所有无损检测和破坏性试验及与之相关的检测结果报告

13、焊接工艺评定的认可范围

13.1规范认可范围见表2.1和表2.2。

13.2铸件材料的认可范围见表3。

13.3试件厚度为s的认可范围为：

所有≤1.5s的厚度范围。

当厚度＞100mm时，上限无规定。

13.4仰焊适用立焊位置或平焊位置，立焊位置适用平焊位置，表2.1和表2.2中规定的其它允许的适用范围。

13.5无衬垫全熔透焊适用带衬垫全熔透焊。

13.6全熔透焊适用“U”型接头焊缝。

13.7焊接工艺评定的有效性为由焊接主管负责确定的试验报告范围内。

14、焊评的时效性

只要焊接评中的参数（焊接计划）和相应的检测结果，不超出表2.1和

表2.2中归为A类的各项要求允许的限度，焊评就有效。

锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，

检测人员的资质有效期符合TRD201和AD规范（德国压力容器规范）中相

关资料篇HP2/1的要求。

表2.1需另做焊接工艺评定的影响因素1）-电弧焊（E）

影响因素

相对于做过的工艺评定有变化的因素评定

A）2）

B）3）

1、母材

1.1材料

其他材料组别按表3

1.2材料厚或试件厚

按照第13条，材料厚度超出允许的材料厚度范围

1.3硬度等级

母材相同，高硬度等级。

母材相同，低硬度等级。

2、衬垫（背板）

衬垫使用类似的金属

使用相类似的金属垫板，焊后完成后去除。

3、焊接材料

3.1手工电焊条

－另一类型的电焊条

－其它合金

－其它药皮

3.2焊条芯

焊接所用焊条直径比下列2种尺寸更大或更小时

－较大焊条直径

－较小焊条直径

4、焊接位置

另一种焊接位置（焊接位置改变）：

－焊位更困难的条件下（如焊位被限制）

－焊位更容易的条件下

5、热输入

5.1预热温度

在配备的母材允许情况下，预热至不超过60K的温度。

续表2.1需另做焊接工艺评定的影响因素1）-电弧焊（E）

影响因素

相对于做过的工艺评定有变化的因素评定

A）2）

B）3）

5、热输入

5.2层间温度

层间温度提高时

－表3中材料组别为3.1、3.2、3.4、5.1、5.2的层间温度超过60K时。

－表3中剩下的材料组别的层间温度超过100K时。

6、焊后热处理

6.1类型

其它类型的焊后热处理（无焊后热处理、消除应力退火、正火、固溶退火、回火）

6.2温度

在母材允许情况下，焊接工艺规范（焊接计划）中对上述的焊后热处理温度改变。

7、工艺规程

7.1焊接参数

－另外一种电流参数及极性

－在电焊条允许范围内改变电流强度

7.2封底焊

使用封底焊

7.3焊缝结构

单层单道焊代替多层多道焊

7.4焊接型式

U型焊接接头代替全熔透焊接

上述右上角标说明：

1）锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，

检测人员的资质要符合TRD201和AD规范（德国压力容器规范）中相

关资料篇HP2/1的要求。

2）A是焊接工艺评定中重要的影响因素。

相对于先前的焊接工艺规程有任何修改都需要新的评定。

3）B是焊接工艺评定中非重要的影响因素。

相对于先前的焊接工艺规程有修改不需要新的评定。

表2.2需另做焊接工艺评定的影响因素1）–气体保护焊（MSG，WIG）

影响因素

相对于以前的工艺评定有变化的因素评定

A）2）

B）3）

1、母材

1.1材料

其他材料组别按表3

1.2材料厚或试件厚

按照第13条，材料厚度超出允许的材料厚度范围

1.3硬度等级

母材相同，高硬度等级。

母材相同，低硬度等级。

2、衬垫（背板）

衬垫使用类似的金属

使用相类似的金属垫板，焊后完成后去除。

3、焊缝金属

3.1成份

－另外一种合金的焊缝金属

3.2焊丝直径

焊接所用焊丝直径比下列2种尺寸更大或更小时

－较大焊丝直径

－较小焊丝直径

3.3实芯焊丝和药芯焊丝

用药芯焊丝代替实芯焊丝，反之也亦然。

4、焊接用气体

4.1保护气体

使用另外一种保护气体

－不同特性

－相同特性

4.2气体流量

改变保护气体的流量

5、焊接位置

另一种焊接位置（焊接位置改变）：

－焊位更困难的条件下（如焊位被限制）

－焊位更容易的条件下

6、热输入

6.1预热温度

在配备的母材允许情况下，预热至不超过60K的温度。

6.2层间温度

层间温度提高时

－表3中材料组别为3.1、3.2、3.4、5.1、5.2的层间温度超过60K时。

－表3中剩下的材料组别的层间温度超过100K时。

续表2.2需另做焊接工艺评定的影响因素1）气体保护焊（MSG，WIG）

影响因素

相对于做过的工艺评定有变化的因素评定

A）2）

B）3）

7、焊后热处理

7.1类型

另外一种类型的焊后热处理（无焊后热处理、消除应力退火、正火、固溶退火、回火）

7.2温度

在母材允许情况下，焊接工艺规范（焊接计划）中对上述的焊后热处理温度范围改变。

8、工艺规程

8.1焊接参数

电压或电弧种类的改变（短弧、喷射电弧、脉冲电弧）

－在电焊条允许范围内改变电流强度

8.2封底焊

使用封底焊

8.3焊缝结构

单层单道焊代替多层多道焊

8.4焊接型式

U型焊接接头代替全熔透焊接

上述右上角标说明：

1）锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，

检测人员的资质要符合TRD201和AD规范（德国压力容器规范）中相

关资料篇HP2/1的要求。

2）A是焊接工艺评定中重要的影响因素。

相对于先前的焊接工艺规程有任何修改都需要新的评定。

3）B是焊接工艺评定中非重要的影响因素。

相对于先前的焊接工艺规程有修改不需要新的评定。

表3焊接工艺评定允许的铸钢材料组别分类认可范围1）

材料组别

铸钢种类

工艺评定认可范围

1.1

非合金2）铸钢类

C≤0.23%，Si≤0.50%，Mn≤1.6%，其它元素（Cr、Mo、Ni等）合计≤0.8%。

该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组碳当量≤CE+0.13）的铸钢。

1.2

C＞0.23%的非合金铸钢类

C＞0.23%的Si、Mn合金铸钢

耐热铸钢GS–22Mo4。

该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组和1.1组碳当量≤CE+0.13）的铸钢。

1.3

微合金硬铸钢Mn＜1.6%，Mo＜0.25，及其它元素，如Cu、Nb、V。

焊接工艺评定与铸钢种类相关。

也适用于1.1组和1.2组碳当量≤CE+0.13）的铸钢。

2.1

Cr≤5%的Cr-Mo耐热铸钢和Cr-Mo、Cr-Mo-Ni精铸钢。

该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组碳当量≤CE+0.13）的铸钢。

2.2

Cr≤5%的Cr-Mo-V耐热铸钢和Cr-Mo-V、Cr-Ni-Mo-V精铸钢。

该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组和2.1组的碳当量≤CE+0.053）的铸钢。

3.1

耐热铸钢G-X12CrMo101和

G-X22CrMoV121

G-X22CrMoV121类铸钢也适用于G-X12CrMo101类铸钢。

3.2

不锈铬钢铸件G-X5CrNi134和

G-X22CrNiMo165

该两种铸钢的焊接工艺评定互相适用。

3.3

含12～18%Cr且含≤2%Ni的不锈铬钢铸件。

如G-X8CrNi12、

G-X20Cr14、G-X22CrNi17。

该组铸钢的焊接工艺评定也适用于本组较低合金铸钢。

3.4

按SEW685的冷韧性镍铸钢。

该组铸钢的焊接工艺评定也适用于本组较低合金铸钢。

3.5

未包含在材料组别3.3中的不锈耐热铬铸钢

该组铸钢的焊接工艺评定也适用于本组含较低碳和合金元素铸钢。

续表3焊接工艺评定允许的铸钢材料组别分类认可范围1）

材料组别

铸钢种类

工艺评定认可范围

4.1

按DIN17445的奥氏体不锈钢和按SEW685的冷韧性奥氏体铸钢件，完全奥氏体铸钢件除外。

1）该组中钼合金铌稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它种类的铸钢。

2）该组中钼合金非稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它非稳定性铸钢种类。

3）该组中无钼合金铌稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有无钼合金铸钢种类。

4）该组中无钼合金非稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它无钼合金非稳定性铸钢种类。

注：

第1）条中的扩大试验范围，适用于冷韧性铸钢。

4.2

完全奥氏体不锈钢和C≤0.20%的高耐热奥氏体钢铸件。

如：

G-X15CrNi2520

G-X10CrNiNb3220

该组中钼合金铌稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它种类的铸钢，但G-NiCr50Nb（2.4813）除外。

对G-NiCr50Nb需做特殊焊接工艺评定。

4.3

C＞0.20%的奥氏体耐热铸钢类

该组铸钢的焊接工艺评定方法适用于本组中所有其它种类的铸钢。

续表3焊接工艺评定允许的铸钢材料组别分类认可范围1）

材料组别

铸钢种类

工艺评定认可范围

5.1

C≤0.20%的奥氏体铁素体不锈钢铸件。

如：

G-X8CrNi267

G-X6CrNiMo2482

该组铸钢的焊接工艺评定方法适用于本组中所有其它种类的铸钢。

5.2

C＞0.20%的奥氏体铁素体不锈钢铸件。

如：

G-X40CrNi274

该组铸钢的焊接工艺评定方法适用于本组中所有其它种类的铸钢。

上述右上角标说明：

1）这是不详细铸钢类型，具体应根据焊接适应性的经验进行归类。

2）按照欧洲标准20相同规格的轧制钢适用于非合金和合金钢铸钢之间的划分。

3）CE是碳当量，其值是所进行的相应的铸钢组类焊接工艺评定用的值。

CE用下列公式计算：

标准参考和其他文件。

DIN1690第1部分金属材料铸件交货技术条件-通用要求1）。

DIN1690第2部分金属材料铸件交货技术条件-铸钢件的无损检测质量等级1）。

DIN50115金属材料检验-缺口冲击试验1）。

DIN50121第1部分金属材料技术检测-熔焊接头焊缝弯曲检测表面硬

化检测1）。

DIN50122金属材料检验-熔焊接头缺口冲击试验、试样位置、检测报告1）。

DIN50125金属材料检验-拉伸试验制造指导1）。

DIN50133金属材料检验-维氏硬度检测，范围HV0.2～HV1001）。

DIN50145金属材料检验-拉伸试验1）。

DIN50914不锈钢耐晶间腐蚀检验-硫酸铜/硫酸法1）。

DIN54111第2部分金属材料无损检测-X射线或γ射线检测；铸铁件射线检验1）。

钢铁试验表1877对高合金耐腐蚀材料抗晶间腐蚀性能测试2）。

钢铁试验表1922铁素体钢铸件UT测试2）。

钢铁试验表1935铸钢件表面缺陷检验，磁粉检测法2）。

钢铁试验表1936铸钢件表面缺陷检验，渗透检测法2）。

AD-NoteHP5/3对生产和工艺试验的焊接接头进行的非破坏性测试1）、3）。

（AD-德国压力容器规范

NoteHP5/3-相关资料篇HP5/3）

上述引用标准中右上角标说明：

1）获得通过：

BEUTH出版社有限公司，Burggrafenstrasse4-10，1000柏林30。

（BEUTH-英国标准机构）

2）获得通过：

出版商钢铁mbH公司，邮政信箱8229，4000杜塞尔多夫1。

3）获得通过：

卡尔·海曼出版社KG，Gereon大街18-32，5000科隆1。

附件A

根据钢铁材料规范110进行的焊接工艺规程评定格式样本（pWPS/WPS）

检验报告编号：

______________________________________________

制造商：

____________________________________________________

监管区域（适用范围）：

____________试验程序进行项______________

覆盖（认可）范围：

____________________________________________

根据焊接工艺试验检测结果，制造商已证明有能力按照上述条件、使用下述描述的及其要求范围内的方法进行焊接：

焊接工艺：

__________________________________________________

母材：

_____________材料组别：

____________壁厚（mm）_________

热处理状态：

________________________________________________

焊接耗材：

___________________________________________________

种类（如手

展开阅读全文