附录E级钢焊修工艺评定及焊工评定论述.docx
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附录E级钢焊修工艺评定及焊工评定论述
附录5铁道货车铸钢件焊修评定方法
1、范围
本附录规定了B级、B+级、C级和E级等铁道货车用铸钢件焊修工艺评定和焊修操作评定（以下简称操作评定）的基本方法。
适用于铸钢件生产过程中采用焊条电弧焊（焊接代号111）、气体保护的药芯焊丝电弧焊（焊接代号为13）进行缺陷焊修的工艺评定和操作评定。
2、规范性引用文件
下列文件的最新版本适用于本附录。
GB/T3375焊接术语
GB/T16672焊缝—工作位置—倾角和转角的定义
GB/T19866焊接工艺规程及评定的一般原则
GB/T19867.1电弧焊焊接工艺规程
GB/T19869.1钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验
GB/T228金属拉伸试验方法
GB/T229金属夏比缺口冲击试验方法
GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
GB/T5118低合金钢焊条
GB/T25774.1焊接材料的检验第1部分：
钢、镍及镍合金熔敷金属力学性能试样的制备及检验
GB/T2649焊接接头机械性能试验取样方法
GB/T2650焊接接头冲击试验方法
GB/T2651焊接接头拉伸试验方法
GBT2652焊缝及熔敷金属拉伸试验法
GB/T2653焊接接头弯曲试验方法
GB/T15169钢熔化焊焊工技能评定方法
GB/T985气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口形式和尺寸
GB/T5185焊接及相关工艺方法代号
GB/T19418钢的弧焊接头缺陷质量分级指南
GB/T3323金属熔化焊焊接接头射线照相
部批铸钢件产品图样及技术条件
增加药芯焊丝材料标准
3、术语
本附录除采用GB/T3375和GB/T19866等国家标准中的有关术语外，本标准还采用了下列定义。
3.1焊修工艺评定
焊修工艺评定（以下简称工艺评定）是通过焊接接头力学性能、无损检测等试验，证实拟定的焊修工艺规程（即焊修工艺预规程pWPS）正确性和合理性的试验过程和结果评价。
3.2焊修操作评定
焊修操作评定（以下简称操作评定）是通过采用规定的焊修工艺焊接的接头质量检测，证实焊修操作质量满足产品技术要求的试验过程和结果评价。
3.3评定因素
a）关键因素
影响焊修接头力学性能（冲击韧性除外）的焊修工艺因素;
b）重要因素
影响焊修接头冲击韧性的焊修工艺因素;
c）次要因素
不影响焊修接头力学性能的焊修工艺因素；
3.6试板
用以焊制试件的铸造板材。
3.7试件
按照焊修工艺预规程制成的用于焊修工艺评定或焊修操作评定试验的焊件。
3.8试样
按规定从试件上切取的用于试验的样品。
4、总则
4.1铸钢件生产企业（以下简称生产企业）应在铸钢件焊修工艺实施之前完成工艺评定和操作评定。
4.2工艺评定和操作评定由生产企业组织完成，不得将评定用试板的铸造、焊接和试件的热处理等关键工作委托给其它单位完成，生产企业对整个工艺评定和操作评定结果负责。
4.3工艺评定采用的试板在评定试验施焊时的热处理状态，应与铸件制造工艺流程规定焊修时的铸件热处理状态一致。
试件的焊后热处理工艺应与铸件制造工艺流程规定的焊后热处理工艺一致（表面淬火及后续的马氏体低温回火除外）。
试件应与铸件在相同的热处理炉中进行热处理。
4.4操作评定采用的试板在评定施焊时的热处理状态为：
正火和正火+回火钢采用铸态试板，调质钢采用调质热处理试板。
试件焊后热处理：
正火或正火+回火钢采用正火或正火+回火热处理，热处理工艺与铸件最终热处理工艺相同；调质钢采用回火处理，回火处理工艺与铸件焊后整体去应力回火工艺相同。
4.5工艺评定、操作评定应采用化学成分合格、基尔试棒最终热处理后力学性能和金相组织检验合格的试板。
试板毛坯可采用与铸件一致的铸造方法单独制取，也可从铸件上截取。
应保证试板内部组织的致密性，从铸件上截取试板毛坯时，应避开热切割产生的热影响区。
4.6焊修材料应符合GB/T5118、GB/T药芯焊丝，熔敷金属试件分别按铸件最终热处理、铸件整体去应力回火两种工艺热处理后，检测抗拉和屈服强度、延伸率和低温冲击吸收功。
熔敷金属检验试件（至少2件）依据GB/T25774.1和本附录图1制作，试件分别经过最终热处理、回火；最终热处理和回火工艺与铸钢件最终热处理和整体去应力回火工艺相同。
试样按照GB/T25774.1和本附录图1制取，并按GB/T2652和GB/T2650测试抗拉和屈服强度、延伸率和低温冲击吸收功。
两种热处理状态的熔敷金属的上述力学性能值，均不得低于铸件材料技术条件的相应规定值。
图1.熔敷金属力学性能试样制取示意图
4.6评定使用的焊接设备、工器具，应处于正常工作状态，各种仪表应予校准。
4.7评定检验的每个检验项目均应合格。
4.8工艺评定报告、操作评定记录及其检测报告应及时建档，妥善保存。
5、工艺评定基本要求
5.1制定铸钢件焊修工艺预规程（pWPS），应考虑产品图样及其技术条件、制造工艺流程及表5等相关因素。
5.2首次工艺评定或重新工艺评定时，应对关键因素、重要因素和次要因素进行全面评定。
5.3试板的坡口应在确定的焊前热处理之后，采用机加工方法开制。
机加工后坡口不得存在铸造缺陷。
5.4入炉热处理的试件最高温度不得高于540℃。
5.5从经过热处理的试件上制取试样，进行相关检验。
5.6编写完成工艺评定报告（PQR）。
5.7工艺评定采用全熔透（CJP）试板坡口对接焊接头。
试件施焊必须由技术熟练、经验丰富的焊工施焊，以排除人为因素的影响。
5.8工艺评定试板的坡口形式和尺寸，以及试件组对尺寸，应符合图2的规定（注：
在焊修工艺规程中，应注明焊修坡口面角度和底部间隙）。
焊前将两试板连同焊接衬垫一起，可预置一定角度的反变形量，以便焊后获得平直的试件。
图2规定的试板长度和宽度尺寸为最小尺寸，允许根据实际情况增加试板长度和宽度。
注：
a≈50mm舍弃区段b=6t≥350mm
c=3t≥150mmd=b－2a检测区段
e=5°～20°，或f=5～15mm
g=3～10mm
t≥10mm
图2.试板及组对尺寸
5.9工艺评定选择的各种试板厚度应能覆盖产品的全部壁厚，覆盖范围见表1。
表1工艺评定试板厚度覆盖铸件厚度范围及试验内容
试板厚度t
（mm）
覆盖厚度范围
试验内容及数量
最小
最大
横向拉伸
侧弯
横向面弯
横向背弯
10≤t＜20
5mm
2t
2
（4）
2
2
20≤t＜30
5mm
2t
2
4
—
—
t≥30
0.5t
2t或200mm最大者
2
4
—
—
注：
①板厚为10mm≤t＜20mm的接头弯曲试验，可在侧弯试验与面弯+背弯试验中任意选择一种。
采用侧弯试验时，试样数量为4个。
5.10焊接接头中的焊接衬垫可采用材质相同或相近的钢板、干燥的陶瓷垫板，如果产品技术条件允许，也可以采用铜板。
衬垫厚度=6～10mm，宽度=坡口根部宽度+（20～30）mm，长度=试板长度+两端裕量。
焊接衬垫应在试件后续热处理前去除干净，且背面成形良好。
5.11试板组对时，定位焊位置应避开检测区。
5.12焊接位置应按GB/T16672的规定，选择全熔透平板坡口对接焊（
）的平焊（PA）、横焊（PC）或向上立焊（PF）位置。
5.13试件按照焊修工艺预规程连续焊接完毕，施焊条件应与生产条件一致。
试件经热处理、目视检查及无损探伤检查合格后，按照图3所示的取样位置要求，采用锯削加工的方式从试件上截取试样。
图3.工艺评定试件取样位置示意图
5.14试板制取、焊接、试件热处理、取样、制样等全部工作应在铸钢件生产企业指定考官的现场监督下完成。
6、操作评定基本要求
6.1焊修工艺评定合格后，生产企业按照已评定合格的焊修工艺规程组织操作评定。
6.2焊工必须具有焊工基本技能合格证，并通过铸钢件焊修的操作评定后，方可从事与资格相符的焊修作业。
完成本附录工艺评定试验施焊的焊工，如果工艺评定合格，可不另行评定考试视同通过本附录规定的操作评定。
6.3操作评定的主要因素
焊接方法
铸件材质等级（材料等级及牌号）
焊修部位的厚度
焊接材料类型
电流的种类
焊接位置（一般选择平焊（PA）、横焊（PC）和向上立焊（PF）三种位置进行评定）
接头细节。
6.4操作评定根据表6规定的主要因素和覆盖范围选择和组合。
6.5操作评定按照GB/T15169的规定进行评定。
6.6操作评定用试板各尺寸、焊接位置及试样取样位置，如图4所示。
允许焊前将两试板连同焊接衬垫一起预置一定角度的焊接反变形量，以便焊后获得平直的试件。
操作评定焊修部位厚度认可范围及试验内容，如表2所示。
图4.操作评定试件尺寸、焊接位置及取样位置示意图
表2操作评定焊修部位厚度覆盖范围及试验内容
试板厚度t（mm）
覆盖的最大厚度
试验内容及数量
侧弯
横向面弯
横向背弯
10≤t＜20
2t
（2）
1
1
t≥20
不限
2
—
—
注：
①板厚为10mm≤t＜20mm的接头弯曲试验可在侧弯试验与面弯+背弯试验中选择一种。
采用侧弯试验时试样数量为2个。
6.8试板组对时，定位焊位置应避开检查区。
但检查长度范围内的根部焊道和盖面焊道上至少有一次停弧和起弧，其位置应在焊接时在试板上面或下面作好永久性标记，以便制取试样。
试件热处理前，应将焊接衬垫去除干净。
7、评定试样的试验检测
7.1一般要求
7.1.1所有试验检测都应在试件完成第5条或第6条规定的热处理后进行。
试验检测分为非破坏性检查（外观目视检查、无损探伤）和破坏性检测（横向拉伸、弯曲、断裂试验、宏观腐蚀检查、金相检验）；破坏性检测在非破坏性检查合格之后进行。
7.1.2试样的制备应不影响母材和焊缝金属的性能。
7.1.3试样制备的全过程都应在试样两端或不影响试验结果的位置作出清晰醒目的永久或半永久性标记。
在制备破坏性试验的试样时，还应采用宏观腐蚀方法识别焊缝和确定焊缝中心等相关位置，以保证准确地制样和识别试样在试件中的位置和方向，并防止制样加工过程中混样、混向。
7.1.4破坏性试验前对试样焊缝及附近进行宏观腐蚀，以便准确地确定试验位置，保证试验的准确性。
7.2工艺评定试验检测
7.2.1试验检测项目
焊修工艺评定的试件必须经过以下的试验检测，见表3。
表3.焊修工艺评定试件试验检测项目
检测项目
数量
试验方法及标准
外观目视检查
100%
GB/T19418，B级
射线检测
100%
GB/T3323,Ⅱ级
湿法磁粉探伤
100%
焊后48小时探伤无裂纹
横向拉伸
2个（组）
GB/T2651，产品技术条件的有关规定
横向侧弯,或横向面弯+背弯
侧弯：
4个（组）
面弯+背弯：
各2个（组）
GB/T2653，冷弯120°
焊缝区V形缺口低温冲击功
2个（3个
）
GB/T2650，铸件材料技术规范
宏观腐蚀（试样不抛光）
2个
（3个
）
GB/T226
①热影响区同母材
②焊缝区符合GB/T19418，B级
金相检查
2个
夹杂物等级符合产品技术条件的规定；无过烧和淬硬性马氏体等异常金相组织。
注：
①当试件厚度t≥50mm时，增加1组焊缝冲击试样,见第7.2.2（5）条之规定。
②见第7.2.2（4）和
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