焊接工艺及焊接检验工艺1.docx
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焊接工艺及焊接检验工艺1
1目的
本工艺从焊接人员、焊接材料、焊接工艺、焊接质量检验、焊接质量标准、焊接返修及焊接技术文件等七个方面进行规范，以指导锅炉安装工地的焊接全过程，以保证锅炉的焊接质量，确保锅炉安全正常地运行。
2适用范围
本工艺适用于工业锅炉、电力发电锅炉、承压管道、压力容器和钢结构的焊接。
本工艺适用于碳素钢、普通低合金钢和耐热钢的手工电弧焊、手工钨极氩弧焊和氧-乙炔焊等焊接方法。
3引用标准
3.1DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范》（火力发电厂焊接篇）
3.2SD167-85《电力工业锅炉监察规程》
3.3劳部发[1996]276号《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
3.4劳动人事部《锅炉压力容器焊工考试规则》
3.5DL/T679-1999《焊工技术考核规程》
4焊工
4.1承担锅炉、压力容器、承压管道和钢结构焊接工作的焊工，必须经过焊接基本知识和实际操作技能的培训，并按SD263-88《焊工技术考核规程》和劳动人事部《锅炉压力容器焊工考试规则》的规定，进行考试并取得相应资格等级的焊工合格证书。
4.2焊工承担上述内容的焊接时，只能在其考试合格的项目内，否则不得进行焊接。
4.3应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊，严格遵守现行的国家标准和本工艺标准，并认真进行质量自检。
4.4施焊前应认真熟悉作业指导书，凡遇到与作业指导书要求不符时，应拒绝施焊。
当出现重大质量问题时，应及时报告有关人员，不得自行处理。
4.5焊工合格证书有效期（三年）满后应重新考试。
如合格焊工中断受监部件焊接工作六个月以上，再次担任受监部件焊接工作时，必须重新考试。
5钢材及焊接材料
5.1焊接前必须确认所焊母材的钢号，以便正确选用焊接材料和焊接工艺。
5.2钢材质量必须符合国家标准（或部颁标准）的有关技术条件。
5.3焊接材料（焊条、焊丝、钨棒、氩气、氧气、乙炔气和焊剂）的质量应符合国家标准（或有关标准）的技术条件。
5.4钢材、焊条、焊丝等均应有质量证明书或出厂合格证。
对没有质量证明书、合格证或对其材质、见证有怀疑时，应按批号抽查试验，合格后方可使用。
5.5焊条、焊丝的选用，应按设计要求，设计无要求时，应根据母材的化学成份，机械性能和焊接接头的抗裂性、焊前预热，焊后热处理及使用条件等综合考虑。
5.6焊条（焊丝）的选用原则
5.6.1保证焊缝的金属性能和化学成分与母材相同。
5.6.2碳素钢与普通低合金钢焊接，可选用强度与碳素钢相匹配而抗裂性能较好的焊条（焊丝）。
5.6.3异种普通低合金钢的焊接，按强度较低的钢种选择。
5.7钨极氩弧焊用的电极，采用铈钨棒，所用氩气纯度不低于99.96%。
5.8氧-乙炔焊所用氧气纯度应在98.5%以上，乙炔纯度应符合GB6819-86《溶解乙炔》的规定。
6焊前准备
6.1焊口的位置应避开应力集中区，并便于施焊。
6.2管道、压力容器和钢结构的坡口形式应按设计图纸规定加工。
无规定时，坡口的型式和尺寸应按能保证焊接质量，填充金属量少、改善劳动条件、便于操作、减少焊接应力和变形、适应探伤要求等原则选用。
焊接接头的基本形式及尺寸按表2-1规定。
6.3焊件下料与坡口加工按下列要求进行：
6.3.1焊件下料采用机械方法为宜，对淬硬倾向较大的合金钢材，公称直径小于100mm的管子和公称直径大于100mm、工作压力大于3.9MPa的汽水管道，应以机械方法加工。
6.3.2如用热加工法（如等离子弧切割、气割）下料，切口部分应留有加工余量，以除去淬硬及过热金属。
对淬硬倾向较大的合金钢材用热加工法下料后，切口部分应先进行退火处理再加工。
6.4焊件经下料及坡口加工后按下列要求进行检查，合格后方可进行组对：
6.4.1淬硬性较大的钢材如使用火焰切割下料坡口，加工后要经表面探伤检验合格；
6.4.2坡口处母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷；
6.4.3坡口加工尺寸符合图样要求；
6.4.4在第6.5条规定的清理范围内无裂纹，夹渣等缺陷。
6.5焊件在组装前应将焊口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，露出金属光泽，清理范围规定如下：
6.5.1对接接头焊口，每侧各10～15mm；
6.5.2角接接头焊脚K值+10mm；
6.6对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度Δf不得超过表2-2规定。
表2-2管子端面与管中心线的偏斜度要求
图例
管子外径（mm）
Δf（mm）
≤60
>60～159
>159～219
>219
0.5
1
1.5
2
6.7焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符合下列要求
6.7.1对接单面焊的局部错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm；
6.7.2对接双面焊的局部错口值不应超过焊件厚度的10%，且不大于3mm。
6.8不同厚度焊件对口时，其厚度差可按下列方法处理：
6.8.1内壁尺寸不相等而外壁齐平时，可加工成图2-1（a）的形式；
6.8.2外壁尺寸不相等而内壁齐平时，可加工成2-1（b）的形式；
6.8.3内外壁尺寸均不相等时，可加工成图2-1（c）的形式。
6.8.4内壁尺寸不相等，厚度差≤5mm时，在不影响焊件强度的条件下可对厚壁削薄，详图尺寸见图2-1（d）。
6.9焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
6.10焊条、焊丝和焊剂应存放于干燥、通风良好、温度大于5℃，且相对空气湿度小于60%的库房内。
焊条、焊剂使用前应按其说明书要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次。
焊丝使用前应清除锈垢和油污，至露出金属光泽。
焊接重要部件的焊条，使用时应装入温度保持在100～150℃的专用保温筒内，随用随取。
存放一年以上的焊条用于重要部件焊接时，如对其质量发生怀疑，应重新做出鉴定，符合要求后方准使用。
图2-1不同厚度对口时的处理方法
（a）内壁尺寸不相等；（b）外壁尺寸不相等；（c）内外壁尺寸均不相等；（d）δ2-δ1≤5mm
6.11焊接组对时，应将工件垫置牢固，以防止在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。
6.12除设计规定的冷拉口外，其余焊口应禁止使用强力组对，更不允许利用热膨胀法对口，以防引起附加应力。
6.13焊接场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施。
6.14需要预热和焊后热处理的焊件，应在施焊前做好预热和后热的工装设备、测温仪表及隔热防护用品的准备。
6.15合格焊工在施焊受热面管子时，应进行与实际条件相适应的模拟练习，并经折断面检查符合要求后方可正式焊接。
7焊接工艺
7.1焊接时允许的最低环境温度如下：
碳素钢：
-20℃；
低合金钢、普通低合金钢：
-10℃；
中高合金钢：
0℃。
7.2定位焊
7.2.1定位焊应在焊接工件装配、经检验合格后进行。
7.2.2定位焊选用的焊接材料及工艺措施应与正式焊接要求相同，但预热的加热范围可较窄，只要保证被焊处温度达到规定值即可。
7.2.3定位焊应遵守下列规则
7.2.3.1定位焊缝的起头和收尾应圆滑过渡并有适当的长度（一般10～25mm），其厚度应超过焊件厚度的三分之二；
7.2.3.2定位焊的电流稍大于正式焊接的电流；
7.2.3.3在焊缝交叉处或焊缝方向急剧变化处不得进行定位焊；
7.2.3.4在低温条件下进行定位焊，焊缝长度应适当加长；
7.2.3.5定位焊后，应认真检查，如有气孔、裂纹、夹渣等缺陷，应铲除重焊。
7.3焊接
7.3.1初次使用的新钢种、采用新的焊接方法或焊接材料以及超出已评定合格的焊接工艺的使用范围，均应在焊接前进行焊接工艺评定。
焊接工艺评定应遵守焊接工艺评定规程。
7.3.2严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具，淬硬性倾向较大的合金钢焊件的表面不应有电弧擦伤等缺陷。
7.3.3管子焊接时，管内不得有穿堂风。
7.3.4采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。
多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，每层经自检合格后，方可进行下层焊接，直至完成。
7.3.5厚壁大口径管的焊接应采用多层多道焊，当壁厚大于35mm时，还应符合下列规定
7.3.5.1氩弧焊打底的焊层厚度不小于3mm；
7.3.5.2其它焊道的单层厚度不大于所用焊条直径加2mm；
7.3.5.3单焊道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍。
7.3.6为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集配管（管子间距≤30mm）的对接焊口宜采用二人对称焊。
7.3.7钢结构的焊接应按作业指导书的规定进行。
7.3.8施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将溶池填满。
多层多道焊的接头应错开。
7.3.9施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外，应连续完成。
若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等）。
再焊时，应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。
7.3.10对需作检验的隐蔽焊缝，应经检验合格后，方可进行其它工序。
7.3.11焊口焊完后应进行清理，经自检合格后在焊缝附近打上焊工本人的代号钢印或永久性标记。
7.3.12对容易产生延迟裂纹的钢材，焊后应立即进行热处理，否则应作后热处理，其温度300～350℃为宜，恒温时间不小于2小时。
7.3.13焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式返修。
但同一位置上的挖补次数一般不得超过三次，中、高合金钢不得超过二次并应遵守以下规定：
7.3.13.1彻底清除缺陷；
7.3.13.2补焊时，应制定具体的补焊措施并按照工艺要求进行；
7.3.13.3需进行热处理的焊接接头，返修后应重做热处理。
7.3.14安装管道冷拉口所使用的加载工具、需在整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。
7.3.15不得对焊接接头进行热校正。
7.4焊接时应保护焊区不受恶劣天气影响，保证焊件能保持焊接所需的足够温度焊工技能不受影响。
当环境温度低于5℃时，即使常温下不需要预热的焊件也应考虑在施焊处100mm范围内预热到15℃（手触觉温度）；当室外风速大于等于10m/s，相对湿度大于或等于90%及下雨下雪天气，禁止施焊。
8焊前预热和焊后热处理
8.1为降低或消除焊接头的残余应力，防止产生裂纹，改善焊缝和热影响区组织与性能，应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、结构钢性、焊接方法及使用条件综合考虑进行焊前预热和焊后热处理。
8.2管道焊接时，应按照表2-3《常用管子、管件焊前预热及焊后热处理要求》进行焊前预热和焊后热处理；焊接过程中的层间温度不应低于其预热温度。
表2-3 常用管子、管件焊前预热及焊后热处理要求
钢号
焊前预热
焊后热处理
壁厚（毫米）
温度（℃）
壁厚（毫米）
温度（℃）
10、20
ZG25
≥26
100～200
>36
600～650
16Mn
15MnV
12CrMo
≥15
150～200
>20
600～650
520～570
650～700
15CrMo
ZG20CrMo
≥10
≥6
150～200
200～300
>10
670～700
12Cr1MoV
ZG20CrMoV
ZG15Cr1MoV
≥6
200～300
250～300
>6
720～750
12Cr2MoWVB
12Cr3MoWVSiTiB
Cr5Mo
≥6
250～350
任意
750～780
8.3板材焊接按表2-4《常用钢材焊前预热和焊后热处理表》的规定，进行焊前预热和焊后热处理。
表2-4常用钢材焊前预热及焊后热处理
材料
类别
钢号
焊前预热
焊后热处理
壁厚Smm
温度（℃）
壁厚S（mm）
温度（℃）
板材
碳素钢
>34
100～150
>38
600～650
16MnR
>30
>34
15MnVR
>28
>32
520～570
8.4非奥氏体异种钢焊接时，应按可焊性较差的一侧钢材选定预热温度。
8.5预热时，应使焊口两侧及内外壁的温度均匀，防止局部过热，加热区附近应予保温，以减少热损失。
8.6预热时的加热范围，以对口中心线为基准，每侧不应小于焊件厚度的三倍；对有淬硬性倾向或易产生延迟裂纹的管道，每侧不应小于100mm。
8.7要求抗应力腐蚀的焊缝应进行焊后热处理；管道焊接接头的焊后热处理、一般应在焊接后及时进行。
易产生焊接延迟裂纹的焊接接头，如果不能及时进行热处理时，应在焊接后冷却至300～350℃时（或用加热的方法），予以保温缓冷。
若用加热方法时，其加热范围与热处理条件相同。
8.8非奥氏体异种钢焊后热处理时，其温度不应超过合金钢成分较低一侧钢材的下临界点AC1。
8.9调质钢的焊后热处理温度，宜在其回火温度以下，如果通过模拟试验证实，适当提高温度仍能保证其热处理状态的最低性能时，可不受上述条件的限制。
8.10焊后热处理的加热范围以焊口中心为基准，每侧应不小于焊缝宽度的三倍且不小于60mm。
加热带以外部分应予保温，以减少温度梯度。
8.11热处理过程中应力求内外壁温度均匀，壁厚大于25mm的管道，宜采用感应加热。
8.12焊后热处理的加热速率、恒温时间及降温速率应符合以下规定（式中S—壁厚mm）：
1）加热速率：
升温至300℃，加热速率不应超过200×25.4/S℃/时且不大于220℃/时；
2）恒温时间：
碳素钢每毫米壁厚为2～2.5分钟；合金钢每毫米壁厚为3分钟，且不少于30分钟；
3）冷却速率：
恒温后的降温速率不应超过275×25.4/S℃/时且不大于275℃/时；300℃以下自然冷却。
8.13焊接接头经热处理后，应测定硬度，并做好记录及标记。
8.14热处理后进行返修或硬度超过规定要求的焊缝，应重新进行热处理。
9质量检验
9.1焊接质量的检查和检验工作，实行焊接质量三级检查验收制度（即自检、工序交接间互检、专业检查），做好验评工作。
焊接质量检查，包括焊接前、焊接过程中和焊接结束后三个阶段的质量检查，应严格按检验项目和程序进行。
9.2焊接接头分类检查的方法、范围及数量，按表2-5进行，且应符合下列规定
9.2.1外观检查不合格的焊缝，不允许进行其它项目检查。
9.2.2需做热处理的焊接接头，应在热处理后进行无损探伤。
9.2.3焊接接头的射线透照或超声波探伤按下列规定选用：
9.2.3.1厚度≤20mm的汽、水管道采用超声波探伤时，还应另做不小于20%探伤量的射线透照。
9.2.3.2厚度>20mm、且小于70mm的管子和焊件，射线透照或超声波探伤可任选其中一种。
9.2.3.3厚度≥70mm的管子在焊到20mm左右时做100%的射线探伤，焊接完成后做100%超声波探伤。
9.2.4合金钢件焊后应对焊缝进行光谱分析复查，规定如下：
（1）锅炉受热面管子不小于10%。
（2）其它管子及管道100%。
（3）光谱分析复查应根据每个焊工的当日工作量进行。
9.3锅炉受热面管子作割样或代样检查时，试样数量见表2-6。
9.4试样切取部位及加工规格。
9.5割样或代样的检查结果若有不合格项目时，应做该项目不合格试样数量的双倍复检。
表2-5焊接接头分类检验的项目范围及数量
焊接接头类别
范围
检验方法及比例（%）
外观
射线
超声
硬度1）
光谱
割样2）/代样
自检
专检
Ⅰ
工作压力大于或等于9.81MPa的锅炉受热面管子
100
100
50
5
10
0.5
外径大于159mm或壁厚大于20mm，工作压力大于9.81MPa的锅炉本体范围内的管子及管道
100
100
100
100
100
-
外径大于159mm,工作温度高于450℃的蒸汽管道
100
100
100
100
100
-
工作压力大于8MPa的汽、水、油、气管道
100
100
50
100
100
-
工作温度大于300℃且不大于450℃的汽水管道及管件
100
50
50
100
100
-
工作压力为0.1～1.6MPa的压力容器
100
50
50
100
100
-
Ⅱ
工作压力小于9.81MPa的锅炉的受热面管子
100
25
25
5
-
0.5
工作温度高于150℃且不高于300℃的蒸汽管道及管件
100
25
5
100
-
工作压力为4～8MPa的汽、水、油、气管道
100
25
5
100
-
-
工作压力大于1.6MPa且小于4MPa的汽、水、油、气管道
100
25
5
-
-
-
承受静载荷的钢结构
100
25
3）
-
-
-
Ⅲ
工作压力为0.1～1.6MPa的汽、水、油、气管道
100
25
1）
-
-
-
烟、风、煤、粉、灰等管道及附件
100
25
4）
-
-
-
非承压结构及密封结构
100
10
-
-
-
-
一般支撑结构（设备支撑、梯子、平台、拉杆等）
100
10
-
-
-
-
外径小于76mm的锅炉水压范围外的疏水、放水、排污、取样管子
100
100
-
-
-
-
注：
1）经焊接工艺评定，且具有与作业指导书规定相符的热处理自动记录曲线图的焊接接头，可免去硬度测定。
2）经焊接工艺评定，且按作业指导书施焊的锅炉受热面管焊接接头，可免作割样检查。
3）钢结构的无损探伤方法及比例按设计要求进行。
4）烟、风、煤、粉、灰管道应做100%的渗油检查。
表2-6锅炉受热面管子焊接接头割样（或代样）检查的项目及试验数量
项目
拉力
冷弯（片）
金相（片）
断面（片）
面弯
根弯
宏观
微观
数量
2
1
1
1
1（中、高合金钢）
3
9.6无损探伤的结果若有不合格时，除对不合格焊缝进行返修外，尚应从该焊工当日的同一批焊接接头中增做不合格数的加倍检验，加倍检验中仍有不合格时，则该批接头评为不合格。
9.7对于不合格的焊接接头，应查明原因，采取对策，进行返修。
返修后还应重新进行检验。
9.8热处理自动记录图异常应做硬度值抽查。
被查部件的硬度值超过规定范围时，应按班次做加倍复检并查明原因，对不合格接头重新做热处理。
9.9焊接检验后，应按部件和整体分别统计出无损检验一次合格率，以反映焊接质量状况。
其计算方法可按下式进行：
无损检验一次合格率=（A-B）/A×100%
式中A——一次被检焊接接头当量数（不包括复检及重复加倍当量数）；
B——不合格焊接接头当量数（包括挖补、割口及重复返工当量数）。
当量数计算规定如下：
9.9.1外径小于或等于76mm的管接头，每个接头即为当量数1。
9.9.2外径大于76mm的管子、容器接头，同焊口的每300mm被检焊缝长度计为当量数1。
9.9.3使用射线探伤时，相邻底片上的超标缺陷实际间隔小于300mm时可计为一个当量。
10质量标准
10.1焊缝外观检查质量应符合下列要求
10.1.1焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊缝外形尺寸应符合设计要求，其允许尺寸见表2-7。
10.1.2焊缝表面缺陷应符合表2-8要求。
10.1.3焊接角变形应符合表2-9规定。
表2-7 焊缝外形允许尺寸单位：
mm
焊接接头类别
接头型式位置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
对
接
接
头
焊缝余高
平焊
0～2
0～3
0～4
其它位置
≯3
≯4
≤5
焊缝余高差
平焊
≤2
≤2
≤3
其它位置
2
<3
<4
焊缝宽度
比坡口增宽
<4
≤4
≤5
每侧增宽
<2
≤2
≤3
角
接
接
头
贴角焊
焊脚
σ+（2～3）
σ+（2～4）
σ+（3～5）
焊脚尺寸差
<2
≤2
≤3
坡口角焊
焊脚
σ≤20
σ±1.5
σ±2
σ±2.5
σ>20
σ±2
σ±2.5
σ±3
焊脚尺寸差
σ≤20
<2
≤2
≤3
σ>20
<3
<3
<4
注：
①焊缝表面不允许有深度大于1mm的尖锐凹槽，且不允许低于母材表面。
②搭接角焊缝的焊脚与部件厚度相同。
表2-9焊接角变形允许范围
焊件
偏差值
Θ（o）
α（mm）
板件
≯3
-
管径<100mm
-
≯1/100
管径≥100mm
-
≯3/200
表2-8焊缝表面缺陷允许范围
焊接接头类别
缺陷名称
质量要求
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
裂纹、未熔合
不允许
根部未焊透
不允许
深度≯10%σ，且≯1.5mm总长度≯焊缝全长的10%，氩弧焊打底焊缝不允许
深度≯15%σ，且≯2mm，总长度≯焊缝全长的15%
气孔、夹渣
不允许
咬边
不要求修磨的焊缝
深度≯0.5mm焊缝两侧总长度；管件≯焊缝全长的10%且≯40mm。
板件不大于焊缝全长的10%
深度≯0.5mm，焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的20%
板件≯焊缝全长的15%
深度≯0.5mm焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的20%
板件≯焊缝全长的20%
要求修磨的焊缝
不允许
根部凸出
≯2mm
板材和直径≥108mm的管件：
≯3mm
管件直径<108mm时以通球为准，要求是：
管外径≥32mm时，为管内径的85%
管外径<32mm时，为管内径的75%
内凹
≤1.5mm
≤2mm
≤2.5mm
10.1.4管子、管道的外壁错口值不得超过以下规定
10.1.4.1锅炉受热面管子：
≤10%σ+1mm。
10.1.4.2其它管道：
≤10%σ且≤4mm。
10.2焊缝的无损探伤检验及结果的评定应按照以下标准进行。
10.2.1JB1152《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》。
各类焊缝的质量级别规定见表2-10。
表2-10各类焊缝的质量级别规定
焊接接头类别
探伤方法
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
锅炉范围内
锅炉范围外
射线
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
超声
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
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10.3焊接接头机械性能试验结果应符合表2-11规定。
表2-11焊接接头机械性能试验标准
试验项目
合格标准
抗拉强度（MPa）
不低于母材规定值下限
冷弯度
双面焊
碳素钢、奥氏体钢
180°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
其它普低钢、合金钢
100°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
单面焊
碳素钢、奥氏体钢
90°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
其它普低钢、合金钢
50°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
冲击韧性（J/cm2）
碳钢≥59
合金钢≥49
注：
①冷弯试验，当试样
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