附录5E级钢焊修工艺评定及焊工评定21Word文档下载推荐.docx
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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）
20≤t＜30
4
—
t≥30
0.5t
2t或200mm最大者
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
（2）
1
t≥20
不限
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
GB/T3323,Ⅱ级
湿法磁粉探伤
焊后48小时探伤无裂纹
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
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。
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（6）条之规定。
7.2.2试验检测方法及评定标准
⑴焊缝外观检查
①焊缝及热影响区表面无裂纹，焊缝无未熔合、夹渣、弧坑、气孔。
②焊缝咬边深度不超过0.5mm。
③接头焊缝金属高度不应低于母材。
④其它缺陷不低于GB/T19418规定的C级。
⑵无损检测
①对至少150mm有效焊缝长度进行射线照相，焊缝质量不低于GB/T3323射线探伤规定的Ⅱ级。
②按附录4的规定对焊缝接头进行湿法磁粉探伤无裂纹，若在焊态下探伤，须在焊后48小时后进行。
⑶横向拉伸试验
①制样
试样应符合GB/T2649和GB/T2651的规定，采用缩减中部宽度的矩形截面试样，试样厚度应尽量与母材厚度相同。
试样缩减中部区段表面粗糙度如图5规定，允许采用样冲等工具对夹持部位进行表面粗糙处理。
图5.横向拉伸试样
②试验及评定
a）横向拉伸试验应符合GB/T2651的规定。
b）每个试样抗拉强度的检测结果不应低于铸件材质规定的抗拉强度值。
采用代表同一位置全厚度的多片试样进行横向拉伸试验时，全部试样都应符合要求。
c）当试样在焊缝以外的母材或熔合线上断裂时，试样抗拉强度检测值应不低于铸件材质规定值的95%。
⑷横向弯曲试验
①试样
横向弯曲试样采用对接接头横向侧弯试样，或横向面弯试样和横向背弯试样。
当铸件材质屈服强度规定值超过620MPa时，允许按第7.2.2（6）条的规定采用宏观腐蚀检查3个试样横断面的方式替代横向弯曲试验，但也应完成横向弯曲试验过程。
②制样
试样应符合GB/T2649和GB/T2653的规定。
所有横向弯曲试样长度L≥155mm，试样厚度（T）:
T=10mm，横向侧弯试样见图6。
a）横向侧弯试样
试样宽度（B）：
当试件厚度t≤40mm时，试样的宽度B=t。
当试件厚度t＞40mm时按照GB/T2653的规定制样。
图6横向侧弯试样
b）横向面弯和背弯试样
横向面弯试样应保留焊缝正面为受拉弯曲面，横向背弯试样应保留焊缝背面为受拉弯曲面。
试样厚度（T）:
试件厚度t≥10mm时，试样厚度T=10mm。
试样宽度B=40mm。
③试验方法
a）弯曲试验按照GB/T2653规定执行。
b）横向侧弯试验时，若试样表面存在缺陷，应以缺陷较严重的一侧作为拉伸面。
c）圆形压头直径d
当铸件材料技术规范规定最低伸长率A%≥20%时，取d=4T；
当铸件材料技术规范规定最低伸长率A%＜20%时，可取d=
，其中T为试样厚度。
④弯曲试验评定标准
横向弯曲试样的弯曲角度应达到120°
，且弯曲结束后每个试样拉伸面上存在的目视可见缺陷，必须符合以下条件：
非棱角上单个缺陷任何方向测得的长度不得大于3mm；
非棱角上所有长度1~3mm的缺陷，其长度之和不得大于10mm；
棱角上的裂纹不大于6mm；
但由目视可见的夹渣或其他熔合性焊接缺陷导致的裂纹，其长度不得大于3mm。
对棱角上存在不是由夹渣和其它熔合性焊接缺陷导致的长度大于6mm裂纹的试样，应予舍弃，允许从制取该舍弃试样的原有试件上，再制取一个试样，重新试验检测。
⑸冲击试验
①试样
试样尺寸及试验方法应符合GB/T2650和GB/T229的规定，试验温度符合产品技术条件的规定。
a）对焊后按照产品技术条件规定进行最终热处理的试件检测焊缝的低温冲击吸收功1组；
焊态和去应力回火处理的试件，检测焊缝、熔合线和热影响区的低温冲击吸收功各1组（1组共3个试样）。
冲击试样采用V形缺口，缺口根部轴线垂直于试板平面，试样在试件厚度方向的取样位置如图9所示。
b）当试件厚度t≥50mm时，对按照产品技术条件规定进行最终热处理的试件，增加1组焊缝冲击试样；
对进行去应力回火处理的试件，增加1组焊缝冲击试样和1组热影响区冲击试样。
取样位置为试件厚度中心或焊缝根部区域，V形缺口位置和方向不变，如图10所示。
图9.冲击试样取样位置示意图
图10.厚度t≥50mm时增加1组冲击试样的取样位置示意图
②冲击试验评定
焊缝区低温冲击吸收功不得低于铸钢件材质技术条件的规定值。
⑹低倍组织及金相检验
①低倍组织试样
低倍组织试样和检验符合GB/T226规定。
每个试样各取一个断面进行低倍组织检测。
采用3个低倍组织试样检查代替横向弯曲时，其中一个试样应在试件焊缝长度中心线位置制取。
②金相组织试样
金相组织试样可在低倍组织试样中截取。
截取部位为试件横断面高度中心线附近区域，以检查该区域的焊缝区、熔合线、热影响区及附近母材的金相组织。
当试样厚度较大时，可在试样横断面高度中心线上，分段截开为2个熔合线附近区（即显示焊缝区+熔合线+热影响区+母材）和1个焊缝中心区，共3个试样。
③检验方法
低倍组织检验采用10倍放大镜，检验横断面内全部焊缝区、热影响区及附近母材的低倍组织。
金相组织检验分别在100倍和500倍显微镜下，检验试件横断面横向中心线附近的焊缝区、熔合线、热影响区及附近母材的金相组织。
④低倍组织和金相组织的评定
a）低倍组织检验的合格标准为:
焊缝区内裂纹、未熔合、未焊透、气孔和夹杂、咬边、焊瘤、未焊满等缺陷符合GB/T19418中B级的规定；
热影响区存在的缺陷同母材。
b）金相组织检验的合格标准为:
无过烧组织和淬硬性马氏体组织，夹杂物符合产品技术条件的规定。
7.2.3复试
上述检测结果不符合第7.2.2条规定时，按GB/T19869.1的规定复试。
如果复试不合格，则该焊修工艺评定不合格。
7.3操作评定试验检测
7.3.1试验检查项目
操作评定的试件必须经过以下的试验检测，见表4。
表4.操作评定试件试验检测项目
检测项目
数量
GB/T19418，B级（焊缝金属过多、凸度过大、焊缝厚度过大和塌陷，这些缺陷的限值为C级）
横向弯曲
10mm≤t＜20mm时，
面弯+背弯，或侧弯
面弯+背弯各1个（组）；
或侧弯2个（组）
1、GB/T2653，冷弯180°
.
2、标准与工艺评定的横向弯曲相同。
各组弯曲试样中至少有1个试样取自受检区止、起弧处。
t≥20mm时，侧弯
断裂试验
焊接缺陷
1件
GB/T15169，B级
射线探伤
GB/T3323，Ⅱ级
①可在射线探伤、弯曲试验和断裂试验中任选一项。
7.3.2试验检测方法及评定标准
表4所列操作评定检测项目的试验检测方法和评定标准，与工艺评定相同，其余按GB/T15169执行。
8、覆盖范围
8.1总的要求
当焊修工艺的变更、焊工资质、使用范围等超出已覆盖范围时，应在实施之前进行新的评定。
8.2工艺评定因素
铸件焊修工艺评定的工艺因素及覆盖范围如表5所示。
当表5中关键因素发生变化时应重新进行工艺评定，重要因素发生变更时应重新焊接试件并进行冲击试验，次要因素变更时可不重新进行焊修工艺评定。
表5铸件焊修工艺影响因素（需补充药芯焊丝气保焊）
类别
影响因素
覆盖范围
重要程度
关键
重要
次要
母材
1、铸件材质
△
2、焊修前热处理状态
3、铸件焊修部位厚度
表1
焊接
方法
1、焊接方法
2、焊接设备类型
层间
和预
热温
度
1、预热、层（道）间温度
2、预热、层（道）间温度
评定值±
50℃
焊后
热处
理
1、焊后的热处理工艺
2、焊后去应力回火工艺
3、去氢后热温度和保温时间
材料
1、类型或制造商
2、焊条直径
评定值加大1mm
3、保存、烘干和保温、使用要求
4、预置填充金属
接头
1、接头形式及坡口尺寸
2、坡口制备方法和清理去污方法
3、衬垫的方法及材料
4、双面焊的背面清根
5、贯穿缺陷单面焊取消焊修衬垫
焊修
位置
1、与已评定合格位置相比，增加焊接位置（但向上立焊（PF）合格时，可同时认可平焊（PA）和横焊（PC）合格）。
2、仰焊（PD、PE）
电特性
1、电流的种类
2、电流大小
15%
3、电源极性
4、电流或电压超出焊条厂的建议值
施焊技巧
1、输入能量或焊接速度超出已评定合格值
2、施焊顺序
3、焊道最大宽度
4、摆动焊或不摆动焊法
5、焊条角度
6、是否锤击
7、左焊法或右焊法
环境
1、环境温度低于-18℃，或铸件温度低于4℃，或场地存在雨、雪,或风速≥1m/s等不良因素
2、不安全因素
1、符号“△”表示该因素为相应类别的工艺因素，符号“
”表示该因素为禁止因素。
8.4操作评定因素
操作者须按本附录规定评定合格，并在评定覆盖范围内进行焊修操作。
操作评定的主要因素覆盖范围如表6所示。
表6操作评定因素覆盖范围
序号
评定因素
覆盖范围
铸件材质等级（材料的力学性能等级、焊前热处理状态）
修改覆盖范围
见表2
3
焊条类型
5
6
焊接位置（平焊（PA）、横焊（PC）、向上立焊（PF））
横焊或向上立焊合格时，可同时认可平焊合格。
7
单面焊且带衬垫（ss/mb）
同时认可双面焊（bs）且反面清根（gg）
对接接头
同时认可角接接头
附表焊修工艺评定报告格式（PQR）
（资料性附录）
焊修工艺评定报告
（1）—试验证书
生产企业的PQR编号：
生产企业名称：
生产企业地址：
评定依据：
（本部文号）焊接日期：
焊接方法：
焊机型号：
接头及焊缝种类：
母材牌号：
母材厚度（mm）：
试板化学成分（%）：
炉号
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Mo
Cu
Al
标准值
上限
下限
试板所在炉次试棒力学性能：
Rel
（MPa）
Rm
A
（%）
Z
Akv-40℃
备注
焊接材料型号：
焊接材料牌号：
焊接材料规格：
焊接材料生产商：
焊缝金属厚度（mm）：
单焊道/多焊道：
焊接电流种类、极性：
金属过渡形态：
热输入：
焊接位置：
预热温度：
道间温度：
后热：
焊后热处理：
其他：
考试机构（盖章）
地点：
颁发日期：
编制
校对
验收员
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