中美焊接工艺评定标准中母材评定规则的比较
靳茂明( 江苏省特种设备安全监督检验研究院, 210003, 南京) 摘要: 经过对焊接工艺评定在概念和逻辑上的理论分析, 认识评定标准的本质规律, 在理论层上完善ASME评定标准的结构体系, 并对国内评定标准中的一些认识提出不同的观点。本文在逻辑理论的基础上, 对中美焊接工艺评定中母材评定问题进行一些分析和比较, 认为基础标准体系的差异对焊接工艺评定标准有着重要影响。
关键词: 焊接工艺评定; 母材组合形式; 概念; 逻辑; 分类; 正逻辑定义; 负逻辑定义
1. 母材组合形式的分类和母材评定规则定义方法
1.1定义:
( 1) 对焊: 同一牌号母材之间的焊接称为”对焊”。
( 2) 组焊: 不同牌号母材之间的焊接称为”组焊”。注: 即一般说的异种接头。
( 3) 同类组焊: 同一类别中不同母材之间的焊接称为”同类组焊”。
( 4) 跨类组焊: 不同类别母材之间的焊接称为”跨类组焊”( 或异类焊接) 。.
( 5) 同组组焊: 同一组别中不同的两种母材之间的焊接。
( 6) 跨组组焊: 同一类别中不同组别的两种母材之间的焊接
以上6种分类是评定标准中实际存在的母材组合形式的基本逻辑分类, 对评定规则的语言描述的准确性有着重要意义。母材的分类体系并不能直接用于母材评定规则, 母材的组合形式的分类才是评定规则需要的工艺评定因素, 见表1和表2。
母材以类别为基本要素的分类体系表1
母材以组别为基本要素的分类体系表2
1.2 标准中母材组合类型的数量
假设标准中全部铁基材料的分类和分组情况如表3。
( 1) 只考虑类别时, 母材组合类型的数量( 即包含不同”类别符号”的概念数量) , 见表4。其中”同类对焊”类型数量=”同类组焊”类型数量=12
”跨类组焊”类型数量= C(12,2) = 12!/[(12-2)!*2!] = 12*11/2 = 66
只考虑类别时, 母材组合的类型数量=”同类对焊”+”同类组焊”+”跨类组焊”= 12+12+66 = 90 ( 2) 考虑组别后, 母材组合的类型数量, 见表5。
其中”同组对焊”类型数量=”同组组焊”类型数量= 21; ”跨组组焊”类型数量= 每个类别中跨组数量之和= 13
( ”跨组组焊”类型的数量: Fe-1内为6; Fe-3内为3; Fe-4内为1; Fe-5A内为0; Fe-5B内为1; Fe-5C内为0; Fe-6 内为0; Fe-7内为1; Fe-8内为1; Fe-9B内为0; Fe-10I内为0; Fe-10H 内为0)
不同组别的”组焊”数量类型 = C(21,2) = 21!/[(21-2)!*2!] = 210
210种类型中”跨类组焊( 异组异类组焊) ”类型数量 = 210 – 13 = 197
考虑组别后, 母材组合的类型数量=”同组对焊”+”同组组焊”+”跨组组焊”+”跨类组焊”
=21+21+13+197=252
母材类别和组别数量( 仅作为示例) 表3
只考虑类别时, 母材组合的类型数量表4 考虑组别后, 母材组合的类型数量表5
则: 母材组合类型的数量 =2n+ C(n,2)
( 2) 假设L1类别中包含m1种组别, L2类别中包含m2种组别; 。。。Ln类别中包含m(n)种组
别;
则: 母材组合类型的数量 = 2[m1+m2+…+m(n)] + C([m1+m2+…+m(n)],2)
其中: ”跨组组焊”类型数量 = C(m1,2)+C(m2,2)+…+C(m(n),2), 令C(1,2)=0;
”跨类组焊( 异组异类组焊) ”类型数量 = C([m1+m2+…+m(n)],2) -”跨组组焊”类型数量
1.3 母材组合类型相互验证的逻辑形式数量
( 1) 只考虑类别时
全部的组合类型数量为90种, 因此理论上存在的验证逻辑形式的数量为: 90×90= 8100个逻辑形式, 去除自身类型必然验证自身类型, 还剩下8100 – 90=8010个逻辑形式。
( 2) 考虑组别后
全部的组合类型数量为252种, 因此理论上存在的验证逻辑形式的数量为: 252×252= 63504个逻辑形式, 去除自身类型必然验证自身类型, 还剩下63504 –252=63252个逻辑形式。
理论上的逻辑形式数量是巨大的, 可能超过你的想象。虽然实际允许验证的仅仅是少数类型, 但在理论上应有充分的认识。评定规则只需规定那些能够验证的逻辑形式, 但如果对概念类型不能正确分类, 语言描述将不能准确表示概念, 甚至存在逻辑上的遗漏。
( 3) 以上只是一个”母材组合类型”验证另一个”母材组合类型”的情况, 是一般形式。另外, 母材验证的逻辑形式还有另两种特殊形式:
一种是: 两个”对焊”验证这两种母材的”组焊”; 另一种是: 一个”组焊”验证这两种母材的各自”对焊”。这是具体的两个母材牌号之间的特殊验证形式, 这两种特殊逻辑形式类型数量是一样的, 其数量为:
”同组组焊”数量 +”跨组组焊”数量 +”跨类组焊( 异组异类组焊) ”数量= 21+13+197= 231个逻辑形式。
在ASME标准中, 这种特殊母材评定形式的评定结果与这两种母材形成的”组焊”类型和产品是否有冲击要求有关。另外, 由于该特殊的验证形式在逻辑上有可能包含于一般形式, 因此这两种特殊类型的评定规则有可能包含于一般评定规则。
1.4母材评定规则的语言描述形式
假设有任意不同的母材A、 B、 C、 D, 在满足一定条件下可能推理出:
( 1) A-A合格→ B-B合格或 A-B合格或 B-C合格
( 2) A-B合格→ ( A-A合格和 B-B合格) 或 C-C合格或A-C合格或 C-D合格
( 3) ( A-A合格且 B-B合格) → A-B合格
以上形式是标准中实际存在的评定类型, 可归纳为:
形式1: 一个”对焊”如何验证另一个”对焊”或”组焊”( 该”组焊”包括”同组组焊”、”
跨组组焊”、”跨类组焊”) ;
形式2: 一个”组焊”如何验证相同材料的两个”对焊”或另一个”对焊”或”组焊”( 该”组焊”包括”同组组焊”、”跨组组焊”、”跨类组焊”) ;
形式3: 两个”对焊”如何验证一个”组焊”( 该”组焊”包括”同组组焊”、”跨组组焊”、”
跨类组焊”) 。
1.5 小结:
母材的分类体系是为母材的组合类型定义服务的, 而母材的组合类型才是为评定规则的语言定义服务的, 如果缺少母材的组合类型这一重要概念, 则评定规则的描述将出现语言障碍。无论是ASME还是中国标准, 母材评定规则的描述都不能清楚地表示真实的逻辑含义。母材评标准应按以上三种形式分无冲击要求时和有冲击要求时两种情况分别制定规则, 这是语言定义必须遵守的逻辑尊则, 是母材评定规则的科学定义方法。
2. 基本概念的统一
2.1 焊接工艺试验和焊接工艺评定
( 1) 焊接工艺试验: 是指对试件的焊接工艺进行的力学性能、化学成分、及其它性能的评价试验和分析试验, 其目的是验证试件的焊接工艺的可用性。焊接工艺试验还包括对焊缝的外观检查、无损检测等; 焊接工艺试验在国外相关标准中均用”Test”作为关键词, 中文翻译宜翻译为”试验”、”检验”。
( 2) 焊接工艺评定: 是指一个经焊接工艺试验合格的焊接工艺, 其工艺因素允许的变化( 或改变) 范围; 也能够解释为对一个产品的焊接工艺, 其全部的工艺因素是否符合试件的工艺因素允许的变化( 或改变) 范围; 焊接工艺评定在国外标准中均用”qualification”作为关键词, 中文翻译宜翻译为”鉴定”或”评定”。
但中国一些标准将这两个概念都称为”焊接工艺评定”, 这不但与相关的国外标准不一致, 而且在特定的语言环境中造成概念的混乱。
2.2 焊接工艺评定因素和焊接工艺评定因素的改变
1) 焊接工艺评定因素: 狭义上理解是指与焊接工艺有关的、对焊接质量有一定影响的各种因素的概念指称。如: 焊接方法、母材、焊材、厚度、热处理、预热温度、电特性、技术措施等称为焊接工艺评定因素。但广义上理解是指各种因素的各种分类形式的概念指称( 包括对一个指定的因素进一步的多维度分类) , 如: 我们能够将母材和焊材合并成为”材料特性”, 那么”材料特性”也能够理解为焊接工艺评定因素, 如果将电特性进一步分类为”电流类型”、”线能量变化类型”等, 那么”电流类型”和”线能量变化”也能够看作为焊接工艺评定因素。因此焊接工艺评定因素这个概念在一个不确定的分类概念体系中, 它的概念也是不能确定的, 或者理解为在这个概念体系中的任何一个概念都是焊接工艺评定因素。
标准中及本文中所说的”焊接工艺评定因素”是指分类体系中最终分类概念的概念语言指称, 如: 对于母材, 焊接工艺评定因素是指”母材组合类型”, 对于电特性方面, 焊接工艺评定因素是指”电流类型”、”线能量变化类型”等。
2) 焊接工艺评定因素的改变: 是指对一个指定的焊接工艺评定因素的具体概念类型之间的相互评定。如: 焊接方法的具体概念类型有: 气焊、焊条电弧焊、埋弧焊等, 则”气焊改为焊条电弧焊”、”气焊改为埋弧焊”等等这种评定形式称为焊接工艺评定因素的改变; 再如, 电特性的概念类型有: 电流特性、线能量变化等, 电流特性的具体概念有: 直流电、交流电; 线能量变化的具体概念有: 大于试件线能量、不大于试件线能量, 其中”直流改为交流”、”交流改为直流”、”已经合格的线能量评定大于合格的线能量”、”已经合格的线能量评定小于等于合格的线能量”, 这些评定形式都称为”焊接工艺评定因素的改变”; 再如对于母材, 焊接工艺评定因素的改变是指, 各种类型的对焊、同组组焊、跨组组焊、跨类组焊它们之间的相互评定的逻辑形式。
经过上面的分析, 可知中国标准中所说的”焊接工艺评定因素”可能不是分类体系中最终分类的概念指称, 但”焊接工艺评定因素的改变”一定是分类体系中”最终”的分类类型之间的关系, 只有这种分类类型之间的关系才与评定结果直接关联。因此”焊接工艺评定因素的改变”, 即评定逻辑形式的改变才是我们需要的重要概念。
3 评定规则的定义方法
3.1 评定规则的逻辑定义和语言定义
( 1) 对每一个”一个逻辑形式”根据产品无冲击要求和有冲击要求两种情况分别进行定义的评定结果( 指是否需要重新评定) , 称为评定规则的”逻辑定义”, ”逻辑定义”能够进行优化或简化。
( 2) 对优化和简化后的逻辑定义的语言描述称为”语言定义”, 即标准中的评定规则或条款。
3.2评定规则的正逻辑定义和负逻辑定义
( 1) 对全部能够评定的逻辑形式进行的定义, 称为”正逻辑定义”;
( 2) 对全部不能够评定的逻辑形式进行定义, 称为”负逻辑定义”。
评定规则的定义方法示例见表6。
对于分类复杂的评定因素, 其概念类型较多, 对逻辑形式进行优化是必要的, 评定规则选择正逻辑定义还是负逻辑定义取决于是否有利于语言描述、是否符合语言习惯, 以及是否能够快速、准确地解释全部的逻辑形式及其评定结果。标准中既有正逻辑定义, 也有大量的负逻辑定义。
评定规则的定义( 假设焊接方法只有手工焊、埋弧焊、氩弧焊三种) 表6
4 逻辑形式对力学性能的验证结果
4.1 定义
( 1) 评定结果: 指产品的焊接工艺与一个焊接工艺试验合格的焊接工艺相比较, 是否符合评定规则, 以判断产品的焊接工艺是否合格。分为无冲击要求时的评定结果和有冲击要求时的评定结果。
( 2) 验证结果: 指焊接工艺评定因素的改变( 即评定逻辑形式的改变) 对拉伸、弯曲、冲击性能的影响结果, 分为可验证和不可验证。
( 3) 一个评定因素概念层中一个概念类型验证另一个概念类型的形式( 即工艺评定因素的改变) , 称为”一个逻辑形式”, 其验证结果称为”一个逻辑形式的验证结果”( 指对拉伸、弯曲、冲击的影响结果) 。
( 4) 一个评定因素概念层中全部的逻辑形式, 称为”一组逻辑形式”, 全部逻辑形式的验证结果, 称为”一组逻辑形式的验证结果”。
注: 本文中的”评定”均指试件焊接工艺与产品焊接工艺之间的关系, 其评定结果受产品是否有冲击要求的影响; ”验证”均指试件焊接工艺的变化( 即不同的验证逻辑形式) 对拉伸、弯曲、冲击这三个力学性能的影响, 其验证结果不受产品是否有冲击要求的影响。
4.2验证结果与评定结果的关系
一个评定因素的”评定结果”, 跟逻辑形式对力学性能的”验证结果”有关, 还跟产品是否有冲击要求有关, 即跟冲击性能的验证结果有关。因此需要对”验证结果”的类型进行逻辑分类, ”验证结果”的分类包括”一个逻辑形式的验证结果”的分类和”一组逻辑形式验证结果”的分类。
( 1) ”一个逻辑形式”对拉伸、弯曲、冲击的验证结果的分类见表7。
对于一个逻辑形式的验证结果只可能是①②③中的其中一种。
( 2) ”一组逻辑形式”对拉伸、弯曲、冲击验证结果的分类见表8。
对于一组逻辑形式, 由于自身必然能够验证自身, 因此一组逻辑形式的验证结果必然存在①的情况, ②和③则可能存在也可能不存在, ②和③也可能都存在, ②和③也可能都不存在, 也可能只存在其中一个。
从表8能够看出, 如果对焊接工艺评定因素进行分类, 很显然, 在一组逻辑形式中对力学性能影响的三种结果都可能存在, 其分类特征只可能是按某种验证结果存在的可能性进行的分类, 不可能只按一个验证结果为特征进行分类。因此国内一些标准对”焊接工艺评定因素”按力学性能的影响结果进行分类, 在逻辑上是不可能实现的, 只有一种可能, 那就是定义对象错了, 真正的定义对象是”焊接工艺评定因素的改变”, 即只对一个逻辑形式的验证结果按力学性能的影响结果进行分类, 这在逻辑上是存在的, 也是合理的。
对”一个逻辑形式”进行分类, 其分类结果能够直接关联验证结果和评定结果, 而且概念类型的语言指称也容易表示, 如: 重要因素、附加因素、次要因素。而对”一组逻辑形式”按某种验证结果存在的可能性进行的分类, 在概念类型的语言表示上几乎无法用单词或词组来实现, 但这并不表明这种分类是无意义的, 相反正是对”一组逻辑形式”的分类反映了评定规则的本质规律, 它将”一个逻辑形式的验证结果”和”一个逻辑形式的评定结果”、一个焊接工艺评定因素的”无冲击要求评定结果”和”有冲击要求评定结果”、”正逻辑定义”和”负逻辑定义”有机的联系在一起, 为焊接工艺评定规则的制定提供了逻辑理论上的依据。
一个逻辑形式的验证结果与评定结果的关系表7
一组逻辑形式验证结果的类型( 即对焊接工艺评定因素的分类) 表8
4.3 ASME标准中的重要变数、附加重要变数、非重要变数
ASME第IX卷QW401.1中对”重要变数”定义为”是指影响焊缝力学性能( 缺口韧性除外) 的焊接条件的某一变化”, QW401.3中对”附加重要变数”定义为”是指影响焊缝缺口韧性的焊接条件的某一变化, 对于每种焊接方法, 附加重要变素将增加到重要变素中去”, ”非重要变数”是指”不影响焊缝力学性能( 包括缺口韧性) 的焊接条件的某一变化”。
显然ASME中重要变数、附加重要变数、非重要变数的分类不是对焊接工艺评定因素的分类, 而是对焊接工艺评定因素的变化或改变类型的分类, 其分类与一个逻辑形式验证结果的分类是对应关系, 见表9:
对一个逻辑形式的分类和定义, 评定结果已经包含在对逻辑形式的定义中, 因此只要定义焊接工艺评定因素变化的类型就能够得出评定结果, 这种”定义方法”适用于逻辑形式简单且数量较少的焊接工艺评定因素, 特别是概念类型为两个相互对立的评定因素, 如中国标准中的大多数”专用
评定因素”。但对于逻辑形式复杂、数量较多的评定因素( 如母材组合类型、厚度因素等) , 用上面的”定义方法”进行评定是有困难的, 而且要枚举出全部的②和③的逻辑形式, 也是不现实的。实际标准中还采用了”规则方法”, 在规则方法中, 不是对每一个工艺评定因素的变化进行定义, 而是对一组逻辑形式的验证结果进行概括性的定义, 评定结果包含在规则之中。因为”定义方法”其本身已经给出了无冲击要求和有冲击要求时的评定结果, 而对”规则方法”则需要进一步给出”无冲击要求时的评定规则”和”有冲击要求时的评定规则”, 能够定义:
1) 基本规则( 或重要规则) : 对焊接工艺评定因素的变化类型中全部不影响拉伸、弯曲或全部影响拉伸、弯曲的焊接工艺评定因素的改变进行的语言定义( 能够解释为为了排除重要变数而制定的规则) 。无冲击要求评定时只要满足基本规则。
2) 附加规则: 对全部的只影响冲击的焊接工艺评定因素的改变进行的语言定义( 能够解释为为了排除附加重要变数而制定的规则) 。有冲击要求时只要满足附加规则( 无重要变数时) 或同时满足基本规则和附加规则( 有重要变数时) 。
ASME标准中没有对评定规则进行分类, 而是把一个规则也指定为”重要变数”或”附加重要变数”, 这在逻辑上是不能解释的。因此, 增加评定规则概念后, ASME评定标准的逻辑体系才是完善的, 见表10:
ASME标准中对一个逻辑形式的验证结果的类型和定义表9
ASME标准中的焊接工艺评定的逻辑体系表10
5 母材评定中两个”对焊”验证一个”组焊”的进一步分析
5.1无冲击要求评定合格是有冲击要求评定合格的必要条件
无冲击要求评定合格是有冲击要求评定合格的必要条件, 不但在语言逻辑上能够证明, 而且在评定规则的逻辑层定义中也很直观地反映出这一点。无冲击要求时允许评定的逻辑形式范围一定大于等于有冲击要求时的评定范围。下图1为国内某标准的规则, 其中不但什么叫”两类( 组) 别号母材”没有说明白, 而且对冲击试验的要求也是很茫然的规定, 在缺少无冲击要求规则的情况下去制定有冲击要求的规则, 在逻辑上是说不通的, 如果简单地认为无冲击要求时不允许评定, 那更是荒谬的。
图1
4.2两个”对焊”评定一个”组焊”的全部逻辑形式
上面说的问题其实是两个”对焊”鉴定一个”组焊”的问题, 其全部逻辑形式如下( 只考虑相同焊接工艺时, 不相同焊接工艺时其结论全部为”不允许”) :
1) 条件( 无冲击要求) +判断类型( 假如两种母材形成同组组焊鉴定同组组焊) →结论
2) 条件( 无冲击要求) +判断类型( 假如两种母材形成跨组组焊鉴定跨组组焊) →结论
3) 条件( 无冲击要求) +判断类型( 假如两种母材形成跨类组焊鉴定跨类组焊) →结论
4) 条件( 有冲击要求) +判断类型( 假如两种母材形成同组组焊鉴定同组组焊) →结论
5) 条件( 有冲击要求) +判断类型( 假如两种母材形成跨组组焊鉴定跨组组焊) →结论
6) 条件( 有冲击要求) +判断类型( 假如两种母材形成跨类组焊鉴定跨类组焊) →结论
按ASME评定标准QW403.5( 附加重要变数, 其实应解释为补加规则) , 当产品有冲击要求时, 对手工焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子焊、气电立焊, 只允许形式5成立。根据QW403.11( 基本规则) 和QW424, 见图2, 当无冲击要求时, 对手工焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子焊, ”同类焊接”能够验证”同类焊接”, 因此包含了形式1和形式2成立, 但形势3是否成立在基本规则中缺失; 形式4在补加规则中也缺失, 根据一般认识, 如果形式5成立, 则形式4应该成立。假如形式3不成立, 则根据”无冲击要求评定合格是有冲击要求评定合格的必要条件”, 则形式6必然不成立, 但这样的话, 有冲击和无冲击的规则将完全相同, 允许形式5成立的规则QW403.5将不是补加规则, 因此形式3必须成立, 则形式6必然不成立。可见, 对手工焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子焊, 根据补加规则的分析, ASME在有冲击要求时是限制了形式6的成立。但基本规则中, 在形式3没有被确认成立的前提下, 补加规则中否定形式6的成立, 在逻辑上是无意义的, 除
非认为基本规则中遗漏对形式3成立的规定。
图2
对气电立焊则不然, 因为气电立焊的基本规则是QW403.1, 见图3, QW403.1中规定只能”同类焊接”验证”同类焊接”, 且不允许两个”对焊”验证一个”跨类组焊”, 但能够验证”同组组焊”和”跨组组焊”, 但这样的话, 对于气电立焊有冲击和无冲击的评定规则将一样, 允许形式5 成立的QW403.5将不是气电立焊的补加规则。因此ASME在气电立焊的母材评定规则上存在不可修正的逻辑错误, 除非对气电立焊取消QW403.5作为补加规则, 或另制定补加规则限制形式5成立。
图3 图4
对于气焊, 基本规则也是QW403.1, 对于气焊母材规则无补加规则, 因此有冲击要求时的规则和无冲击要求时的规则相同, 即只有形式1、形式2、形式4、形式5成立, 但这只是逻辑分析的结果。
对于电渣焊, 基本规则也是QW403.1, 补加规则是QW403.4, 见图4, 有冲击要求时, 只能”同组焊接”验证”同组焊接”, 且不允许两个”对焊”验证一个”跨组组焊”, 但能够验证”同组组焊”, 即无冲击时形式1和形式2成立, 有冲击时形式2不允许成立。ASME中只有对电渣焊的母材评定规则, 是符合逻辑原理的。
ASME中关于两个”对焊”评定一个”组焊”的问题, 在规则制定上没有遵守逻辑原理, 同时由于没有引入”对焊”和”组焊”的概念, 不但描述上十分困难, 而且照成严重的逻辑混乱。而国内某些标准的规定不但与ASME规定相差甚远, 而且在逻辑上不是混乱的问题, 而是毫无逻辑可言。由于ASME标准在两个”对焊”评定一个”组焊”的问题上, 已经忽视了逻辑问题, 因此即使按逻辑原理分析出的结果, 是否还有参考价值, 就值得怀疑了, 当然, 我们的标准在这个问题上也没有对ASME标准做任何的参考。
5 中美评定标准中母材评定范围的分析
5.1 ASME评定标准
”产品无热影响区冲击要求”的评定规则, 只考虑母材类别, 其评定范围的可能性包括:
1) 部分焊接方法允许”同类焊接”验证相同类别的”同类焊接”( 同类对焊和同类组焊) , 或验证另一个类别的对焊和组焊, 或验证一个跨类组焊。
部分焊接方法只允许”同类焊接”验证相同类别的”同类焊接”。
2) 两个对焊验证一个组焊时, 部分焊接方法允许验证全部形式: 同组组焊、跨组组焊、跨类组焊。
部分焊接方法只允许验证: 同组组焊和跨组组焊。
部分焊接方法只允许验证: 同组组焊。
”产品有( 热影响区) 冲击要求”时, 需要考虑母材组别, 其评定范围的可能性包括:
1) 所有的焊接方法只允许”同组焊接”验证相同组别的”同组焊接”( 同组对焊和同组组焊) , 不可能验证一个跨组组焊或跨类组焊。
2) 两个对焊验证一个组焊时, 部分焊接方法允许验证: 同组组焊、跨组组焊。
部分焊接方法只允许验证: 同组组焊,
部分焊接方法也可能不允许评定任何”组焊”。
5.2 国内评定标准
1) 无冲击和有冲击要求执行相同的母材评定规则, 一个对焊或组焊验证另一对焊或组焊, 被验证的对焊可能包含同组对焊、同类对焊或不同类别的对焊, 被验证的组焊可能包含同组组焊、跨组组焊或跨类组焊。
2) 两个对焊验证一个组焊时, 规则非常”简单”, 除螺柱焊和摩擦焊外的焊接方法, 有冲击要求时, 任意两个对焊能够验证它们的组焊。无冲击要求时, 不能够验证它们的组焊( 按标准的理解) 。
经过比较能够认为, 国内标准在母材评定规则上可能存在严重问题, 没有充分考虑不同焊接方法的影响、没有考虑母材的强度和化学成分变化对冲击性能的影响, 这是否符合焊接理论, 亦或是因为中国材料分类的特殊性原因, 但至少不能说是参照了ASME标准, 因为在母材评定上与ASME 标准有着根本上的差别。
6 国内焊评标准的评定规则参照ASME标准的可能性
6.1 材料标准中冲击要求的差异
ASME标准中的冲击要求是根据ASME 第8卷第一分册中UCS66中的冲击试验豁免曲线来决定的, 另外还有考虑最低设计温度( MDMT) 的允许降低值来确定是否豁免冲击。对于很大一部分材料和一
般厚度情况下, 冲击要求都能够豁免, 这样无冲击要求的评定规则允许跨组焊接和跨类焊接是可能实现的。
按照ASME的评定标准, 当有冲击要求时, 母材之间的相互评定只允许是相同组别材料, 在理论上能够认为, 在有冲击要求时ASME评定规则除考虑热输入、焊材性能等因素外, 还特别考虑了母材的强度、母材的化学成分对热影响区冲击的影响。
中国的材料, 特别是碳钢和低合金钢几乎没有不要求做冲击试验的, 而且冲击实验温度也可能不同, 在这样的情况下, 中国的有冲击要求的评定标准却基本上参照的是ASME无冲击要求的规则, 在理论上能够认为没有考虑母材的强度、母材的化学成分对热影响区冲击的影响。但最根本的是无论制定怎样的宽松规则, 即使它再不合理, 但最终将被冲击实验温度这个门槛挡住, 使得绝大多数评定规则不可能实现, 能够说冲击实验温度掩盖住了评定规则中理论上的问题。而那些少数能够”满足”评定条件的是否真的合理呢? 16MnDR进行过-20℃热影响区冲击就能够验证Q245R 的0℃或-20℃的热影响区冲击( 假设焊材一样) , 这样的评定结果真的可信吗, 但它却是符合评定规则的。
即使按相同组别母材考虑, 无论是按ASME标准还是按国内标准估计能经过评定规则的也是寥寥无几。这样看来, 对于中国的实际情况, 有冲击要求时, 制定怎样的母材评定规则似乎已经失去了意义( 几乎无规则可言) , 而对有冲击要求时母材评定规则范围的随意放宽, 则让理论上的问题变成现实的错误成为可能, 但这种不合理的错误却披着合法的外衣。
6.1冲击试样尺寸的差异
ASME有2.5mm×10mm、 3.3mm×10mm 、 5mm×10mm、 6.7mm×10mm、 7.5mm×10mm、 10mm×10mm共6个规格的试样, 中国只有3个规格, 特别是缺少2.5mm×10mm、 3.3mm×10mm这两个规则, 这两个规格的缺少对母材厚度的有冲击要求评定规则将产生重要影响, 照搬ASME的母材厚度评定规则, 对10mm以下的厚度评定将出现严重的逻辑问题。
6.3 小结
由于在材料标准、试验标准这些基本问题上无法和ASME接轨, 因此评定标准也不可能完全参照ASME, 特别是母材评定规则和有冲击要求时的母材厚度评定规则。按中国评定标准, 即使一个焊接工艺完全符合评定规则, 也未必是可用的, 这不但仅是因为冲击温度的影响, 可能还有更复杂、更深层次的原因, 即中外标准体系的不同。
7 总结
焊接工艺评定涉及到焊接理论、概念分类理论、排列组合知识、逻辑理论, 忽视任何一个方面都会使评定规则出现疑问。焊接理论负责对规则的科学性做出解释, 概念理论对标准的结构、术语、概念分类、概念协调等方面提出标准化要求, 排列组合是解决概念分类问题的数学方法, 而逻辑则是思维的科学性在评定规则中的反映, 决定着推理的正确性和严密性。ASME标准不是神坛上的供品, 盲目地跟从只会误入歧途。ASME标准也不可能解决中国的实际问题, 中国的焊接工艺评定标准要从中国的实际国情出发, 这才是出路。
参考文献
[1] ASME 第IX卷《焊接和钎焊评定》( ,中文版/英文版) [S]
作者简介: 靳茂明, 男, 1968年, 南京, 工程师, 主要从事压力容器的检验。
通讯地址: 江苏省南京市草场门大街107号龙江大厦江苏省特检院
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版次日期章节页码修改范围及依据 Rev. C Rev.D Rev.E 1999.4.16 2001.8.3 全部 1 3 5 6.3 6.4 7.2 5.2 6.6 附录A 附录B 附录C 全部 全部 4/10 4/10 4/10 5/10 5/10 4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10 全部 根据业主监查意见和SEPC管理评审 报告对组织机构名称进行修改,并将 WP改为QWP。 对此条内容进行了补充。 增加“BSEN288”一条。 对此条内容进行了修改。 对此条内容进行了修改。 对此条内容进行了修改。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 增加该条。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 增加该条。 根据业主监查意见修改 SEPCO 修改记录
目录 1. 目的 2. 范围 3. 定义 4. 相关文件 5. 职责 6. 程序 6.1焊接工艺评定项目的确定 6.2 工艺评定的实施 6.3 检验和试验 6.4 焊接工艺评定的批准 7. 记录 8. 附录
1. 目的 根据常规岛安装合同的要求，SEPC应对现场使用的焊接程序进行工艺评定，对材料（母材和填充材料）和焊接方法进行验证，由于对“一核”中所做的工艺评定进行了转移，在岭澳CI安装上只需对新出现的材料和新工艺进行评定。 2. 范围 常规岛安装中的碳钢、铬钼合金钢、不锈钢及三者之间的异种钢焊接的 焊接工艺等，及常规岛中出现的新的焊接钢种和新的焊接工艺。 3. 定义 无 4. 相关文件 BSEN288 金属材料焊接工艺及评定 BS2633 碳素钢管道电弧焊焊接Ⅰ级焊缝 BS2971 碳素钢管道电弧焊焊接Ⅱ级焊缝 BS4677 不锈钢管道焊缝 BS5500 不受明火加热的熔解焊压力容器 BS2910 钢管熔化焊对接接头射线探伤 BS6072 磁粉探伤 BS6443 渗透探伤方法 BS709 金属焊缝的破坏性试验标准 5. 职责 5.1 焊接工程处负责试件的准备加工及工艺评定的实施。 5.2 QC部负责编制焊接工艺评定质量计划和检查监督以及工艺评定试件验 证。 5.3 NDE负责试件的无损检验工作 6. 程序 6.1焊接工艺评定项目的确定 由焊接工程师根据工程需要确定焊接工艺评定项目（见附录A）。根据已了解的同类型材料工艺评定的经验和有关焊接技术资料编写焊接工艺初 稿（PWPS），并负责准备焊接工艺评定记录表和试验记录表（附录B）。
1 管理目标 .......................... 2 2 管理职责 .......................... 2 3 岗位职责 .......................... 3 4 焊接材料的选用 ........................ 5 5 焊接人员资格 ......................... 6 6 季节性施工保障 ........................ 7 7 焊接工艺评定的管理 ...................... 8 8 焊接专业施工组织设计的编审................... 11 9 焊接施工方案及技术措施（作业指导书）的编审 10 焊接技术交底流程 ..................... 12
14 11 焊前模拟练习....................... 16 12 焊接过程工艺的管理..................... 16 13 建立焊接停点控制流程 (17) 14 焊接技术资料的管理..................... 20 15 新材料、新技术、新工艺的应用....... 错误！未定义书签。 附录焊接、检验及热处理施工现行有效规范标准 (22) 1 1 管理目标 1.1 焊接、检验及热处理施工规范、标准及技术措施的贯彻率100%； 1.2 焊接、检验及热处理施工人员持证上岗率100%； 1.3 分项工程受监范围内管道焊口焊接接头表面质量合格率100%，优良品率≥98%； 1.4 分项工程受监范围内管道焊口无损探伤一次当量合格率≥95%，合格率100%； 1.5 建筑、安装工程焊接接头焊口（缝）合格率达100%； 1.6 无损探伤、金属检验及热处理施工准确率达100%。 2 管理职责
苏州宝带东路跨运河钢桁梁制造 焊接工艺评定方案（修订） 编制： 复核： 审核： 批准： 中铁九桥工程有限公司 2013年09月
一、总则 苏州宝带东路跨运河钢桁梁主体结构采用Q345钢材制造。各结构中存在多种不同规格的对接、熔透或坡口角接及T型角接接头，根据钢梁的设计图纸及相关技术文件要求，结合全桥钢梁的结构形式，我们根据《公路桥涵施工技术规范》（ F50-2011）附录F1的相关规定，从各种形式接头所有的板厚规格中选择有代表性的板厚组合进行焊接工艺评定试验（以下简称试验）。 二、接头选择 结合各部分结构形式，我们整理了结构中存在的各种不同板厚、不同焊接方法和不同施焊工位的各类主要对接、熔透或坡口角接及T型角接接头,详见《附表：苏州宝带桥全桥主要接头形式表》。并从所有的接头形式中选择了33组有代表性和针对性的板厚和接头组合进行焊接工艺评定试验：其中包括14组对接接头，10组熔透角接接头，5组坡口角接接头和4组T型角接接头。 三、试验材料和焊接设备 1、母材 本次试验用钢板包括厚度为8、12、20、25、30、35、40、50、55的Q345材质钢板。符合714-2008的技术要求。 试板规格：对接接头：150×800 角接接头：150×600 2、焊接材料 2.1埋弧自动焊： ①上下弦杆件节点板对接焊缝、箱型杆件棱角焊缝箱体外部采用H082E（φ5.0）焊丝，配合101q焊剂。
②上下层桥面板对接焊缝填充盖面层焊接采用H082E（φ5.0）焊丝，配合101q焊剂。 ③工型腹杆、桥面系T型横梁主焊缝采用H08（φ5.0）焊丝，配合101q焊剂。 2.2 2气体保护焊： ①上下弦杆件腹杆接头板、横梁接头板焊缝采用药芯焊丝E5011（φ 1.2）焊接。 ②上层桥面U肋焊缝采用药芯焊丝E5011（φ1.2）焊接，下层桥面纵向板肋焊缝采用实芯焊丝50-6（φ1.2）焊接；弦杆、腹杆纵向加劲肋采用实芯焊丝50-6（φ1.2）焊接。 ③桁片制造腹杆与上下弦杆件之间的对接焊缝采用药芯焊丝E5011（φ1.2）焊接。 ④桥面板对接焊缝打底层焊接采用实芯焊丝50-6（φ1.2）；横梁腹板、底板与上下弦杆工地连接焊缝采用药芯焊丝E5011（φ1.2）焊接；上下弦杆件之间工地对接焊缝采用药芯焊丝E5011（φ1.2）焊接。 ⑤各类连接角焊缝平位采用实芯焊丝50-6（φ1.2）焊接，立、仰位采用药芯焊丝E5011（φ1.2）焊接。 2.3焊条电弧焊：用于定位焊。采用焊条E5015（φ 3.2）。 以上选用焊材除H082E采用专用技术条件外，其余均符合以下国家标准的规定：
焊接工艺评定规则目次 1. 总则 2. 引用的标准、法规 3. 焊接工艺评定的程序及要求 4. 焊接工艺评定失败的处理 5. 焊接工艺评定的保存 6. 附录 《焊接工艺评定》管理规则 1. 总则 1.1 根据〈蒸气锅炉安全技术监察规程〉（以下简称蒸规”及其附录I的 要求，本规则规定了在安装、改造、维修施工中，制作“焊接工艺评定”时所应遵守的程序和各部门、各职能人员的职责。 1.2 本规则同时规定了“焊接工艺评定”完成后的保管和应用。 1.3 “焊接工艺评定”是评定本单位是否具有焊出合格接头的能力；同时也验证施工中制定的焊接工艺是否正确。因此，评定试件应由本单位熟练焊工焊接。不允许借用其他单位的焊工，更不允许借用其他单位的焊接工艺评定。 1.4 “指导书”、“评定报告”、“施焊记录”填写时应字迹工整、清楚，需要修改的地方，修改人应签上时间、姓名和数量。不许随意涂改。 2. 引用的标准、法规下列文件中的条款通过本管理规则的引用而成为本规则的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规则。 《蒸气锅炉安全技术监察规程》 JB/T JB/T 3375 4730.1~473 《锅炉用材料入厂验收规则》 0.3 《承压设备无损检测》 第一部分通用要求 第二部分射线检测 第三部分超声检测 JB/T 2636 《锅炉受压元件焊接接头金相和断口检验方法》 GB 228 《金属拉伸试验方法》 GB /T229 《金属夏比冲击试验方法》 GB 232 《金属弯曲试验方法》 3. 焊接工艺评定的程序及要求 3.1在编制施工方案时，应根据图纸及〈蒸规〉和附录I的要求，首先审查已作过的焊接工 艺评定”是否能在母材和焊材的分类、母材和熔敷金属厚度、焊接方法、予热、焊后热处理等方面完全覆盖。如不能则应重新制作“焊接工艺评定”。 3.2 首先由焊接技术人员编写“焊接工艺指导书”。指导书是评定工作的依据，应该根据本单位人员、设备的具体条件编写。 3.2.1 编写指导书时，在母材的选择上，在同类钢号中应尽量选择有冲击值的母材。在评定时可作冲击试验。以便扩大评定的应用范围。 3.2.2 在选择母材厚度时，不必完全按施焊工件的厚度选择，而应与以前所作的同类评定统筹考虑，在完好衔接的同时，应选覆盖范围最大的母材厚度，尽量减少工艺评定的数量。 3.2.3 在制订工艺参数时,应根据计算或正确的试验数据,给出一个范围值。焊工在施焊时，可以根据自己的习惯方便选择。 3.2.4 “焊接工艺指导书”经焊接责任工程师审核通过后，作为技术准备工作交付生产部门实施。
管理目标 焊接工艺评定管理规定 1范围 本规定明确了焊接工艺评定的应用、开发管理等有关要求。 本规定适用于FCC焊接工艺评定的管理。 2 管理职责 2.1 应用职责 FCC技术处负责焊接工艺评定的应用管理。 2.2 开发职责 项目部、专业工程公司、市场开发处负责提出焊接工艺评定使用、开发申请。 FCC技术处负责焊接工艺评定的委托、报批、存档及发布； 教育培训中心负责根据委托进行焊接工艺评定的具体实施工作。 3 管理内容 3.1 焊接工艺评定应用管理 3.1.1 项目部、专业工程公司需用焊接工艺评定时，应以传真或email形式与技术 处办理书面申请,技术处将焊接工艺评定传真、邮寄、email形式等发送到项目部、专业公司； 3.1.2 项目部、专业公司焊接责任人员进行施工图纸的专业审图，根据工程材质和焊接要求查阅《焊接工艺评定汇编》或使用焊接工艺评定软件进行查询，编写焊接工艺作业卡（附录B），焊接工艺作业卡经项目总工程师审批后执行。 3.1.3 对于《焊接工艺评定汇编》没有的焊接工艺评定，应向技术处办理焊接工艺 评定开发申请。技术处根据需求情况及公司年度施工生产情况编制焊接工艺评定开发年度预算，经经营管理处审核，公司主管领导批准后报公司财务处，列入公司年度成本计划。 3.2 焊接工艺评定开发 3.2.1 焊接工艺评定开发申请 a) 项目部/专业工程公司根据工程需要向FCC技术处提出焊接工艺评定需求申请。在提交开发申请前，委托单位应了解业主/监理、设计的特殊要求，明确焊接工艺评定检试验项目； b) 申请单位在需求日前一个月向技术处提交《焊接工艺评定申请委托书》（附录A），《焊接工艺评定申请委托书》一式三份，提出申请单位自留一份，技术处二份； c) 委托单位提交《焊接工艺评定申请委托书》的同时，需提供焊接工艺评定所用的试件和焊材，并附带材料质量证明文件复印件（一份）。试件规格、数量以及焊材要求如下： 1) 板材试件同种材质应提供4块，异种材质应各提供2块，每块试板规格为 600mm×150mm。 2) 管状试件：直径≤150mm应提供的管件长度为1200mm；直径＞150mm应提供的
钢结构制作焊接工艺评 定方案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
钢结构制作焊接工艺评定方案 编制:________ 审核:________ 批准:________ 菏泽汇隆杭萧钢构有限公司 一、总则 1、本焊接工艺评定方案针对菏泽汇隆杭萧钢构有限公司生产工艺评定。 2、焊接工艺评定执行标准 GB 50661-2011 钢结构焊接规范 GB50205-2001 《钢结构工程施工质量及验收规范》 GB/T 1591-94 《低合金结构钢》 YB4104-2000 《高层建筑结构用钢板》 GB/T 5118-95 《低合金钢焊条》 GB/T14957-94 《熔化用钢丝》 GB/T12470-90 《低合金钢埋弧焊用焊剂》 GB/T 8110-95 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》 GB 3323-87 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》 GB 11345-89 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 GB 2650-89 《焊接接头冲击试验方法》 GB 2651-89 《焊接接头拉伸试验方法》
GB 7032-86 《T 型角焊接头弯曲试验方法》 GB 228-87 《金属拉伸试验方法》 GB 232-88 《金属弯曲试验方法》 二、工程概况 1.生产使用的主要材料材质包括Q235B、Q345B等，材质的类型主要是钢板。 工程钢材由本公司统一采购： 表一：现用钢材Q235、 Q345规格 2.焊接材料的使用及匹配： 1）表二：二氧化碳气体保护焊选用焊丝型号（GMAW） 工厂所使用的保护气体（纯度%）(菏泽市雄风气体有限公司) 2)表三：自动埋弧焊选用焊丝、焊剂型号（SAW）
焊接工艺评定试验试样取样通用工艺规程 1主题内容与适应范围 1.1 本规程规定了钢制焊接压力容器焊接工艺评定试验试样加工方法和要求。 1.2 本规程适用于本公司钢制压力容器焊接工艺评定。 2 总则 2.1 焊接责任工程师应根据公司需要确定焊接工艺评定项目。 2.2 焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，并由本公司技能熟练的焊工使用本公司焊接设备焊接试板。 3 试样制备 3.1 试样取样及尺寸、要求 3.1.1焊接工艺评定的小铁研抗裂试样应符合图3-1规定
c) 在所有试样端头打上钢印； d) 所有试样表面不得有碰伤； e) 试样数量：5件。 3.2 试样取样位置 3.2.1板材取样 3.2.1.1板材对接焊缝工艺评定试样的类别和数量见表3-1，试样取样位置见图3-2。 图3-2 板材取样位置图（未完）
3.2.1.2 试样要求 a) 试件角变形超过3°时，应在无损检测前进行冷校平。 b) 试件经外观检查和无损检测合格后，允许避开缺陷取样。 c) 力学性能试样应以机械法去除焊缝余高，使之与母材平齐。 d) 应在试样端头和剩余试件的先焊面打上钢印标记。 3.2.2 管材取样 3.2.2.1 管材对接焊缝试件取样位置见图3-3。 3.2.2.2 试样要求 管材对接焊缝的试样要求按本规程的3.2.1.2条之规定进行。 表3-1
(a) 拉力试样为整管时弯曲试样位置 图3-3 管材取样位置图（未完）
(b)不要求冲击试验时 (c) 要求冲击试验时 1—拉力试样； 2—面弯试样； 3—背弯试样； 4—侧弯试样； 5—冲击试样；③⑥⑨12—钟点记号，为水平固定位置焊接时的定位标记。 图3-3 管材取样位置图（续完） 3.2.3 板材角焊缝取样 3.2.3.1 板材角焊缝取样位置见图3-4。
焊接工艺评定方案 1．引用标准 2．项目主要焊接接头，焊接方式及焊接材料3．焊接工艺评定 4．所属焊接工艺评定项目及覆盖范围5．焊缝试件外观质量和焊缝内部质量检验6．焊接工艺指导书 1．引用标准：
2 项目主要焊接接头，焊接方式及焊接材料 编号焊接 方法 母材规格焊接材料 适用范 围 焊接位置接头形式 1．GMAW 气保焊 10mm加垫 16mm加垫 Q345B 平角焊平焊F 2 GMAW 气保焊 12mm 16mm Q345B 平角焊平焊F 3 GMAW 气保焊 16mm加垫Q345B 立缝立焊V 4 SAW 埋弧自动 焊 8mm Q345B 平角焊平焊F 5 GMAW 气保焊 8mm 14mm 16mm Q345B 平缝平焊F
2．焊接工艺评定 a)焊接接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为 依据，并在生产制作之前完成。 b)焊接工艺评定一般过程是： i.拟定焊接工艺指导书 ii.施焊试件 iii.无损检测、制取试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能 iv.提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。 c)焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工 作状态。 d)焊接环境，当焊接环境出现下列情况时，必 须采取有效防护措施，否则禁止施焊 i.风速：气体保护焊时大于2m/s，其它焊接方 法大于8m/s ii.相对湿度大于90% iii.雨, 冰，雪环境； iv.当低合金钢焊件低于50℃、普通碳素钢焊件温度低于0℃时，应在始焊接表面各方向大于或等于2倍钢板厚度 且不小于100mm范围内预热到20℃以上，且在焊接过程中均不 应低于这一温度 e)焊接工艺评定所用材料 评定所用材料应有合格的质量证明书 f)焊接工艺评定的焊接试件由本单位和本项目的技能熟练，并具有相应合 格项位的焊接人员担任。 g)焊工必须严格按焊接工艺指导书施焊。 h)无损检测人员应具备相应资格。 i)试样的性能试验单位应具有相应资质 j)焊接工艺评定结果不合格时，应分析原因，制订新的评定方案，按原步骤重新评定，直至合格为止。
焊接工艺评定报告 单位名称:福建省众首机电设备安装工程有限公司 焊接工艺评定报告编号: PQR-01 焊接工艺指导书编号:WWJ-01 焊接方法:GTAW/SMAW 机械化程度:手工 接头简图:(坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度) 母材： 材料标准： 钢号：06Cr19Ni10 类、组别号：Fe-8-1 与类、组别号：Fe-8-1 相焊 厚度：8mm 直径：Φ219 其他： 焊后热处理： 热处理温度（℃）： 保温时间（h ）： 保护气体： 气体种类 混合比 流量(L/min) 保 护 气 Ar 8-10 尾部保护气 背面保护气 Ar 10-15 填充金属： 焊材标准：NB/T47018.2 焊材牌号：H08Cr21Ni10Si 焊材规格：焊条Φ3.2 焊丝Φ2.5 焊缝金属厚度：8-10mm 其他： 电特性： 电流种类：直流 极性：GTAW 正极 SMAW 反极 钨极尺寸：Φ2.4 焊接电流（A ）：GTAW80-100A SMAW90-110A 电弧电压（V ）：GTAW16-18V SMAW22-24V 其他： 焊接位置： 对接焊缝位置：全位置水平固定 方向 角焊缝位置： / 方向：（向上、向下） 技术措施： 焊接速度（cm/min ）：12-15 摆动或不摆动：摆动 摆动参数：焊工自己掌握 多道焊或单道焊（每面）：单道焊 多丝焊或单丝焊：单丝焊 其他： 预热： 预热温度（℃）： 层间温度（℃）： 其他：
表（续） 拉伸试验试验报告编号： 试样编号试样宽度 (mm) 试样厚度 (mm) 横截面积 (mm2) 断裂载荷 （kN） 抗拉强度 (MPa) 断裂部位和特征 1# 19.96 9.92 198.0032 102.231 516 断于母材、无缺陷2# 19.90 9.90 197.0100 97.007 492 断于母材、无缺陷 弯曲试验试验报告编号： 试样编号试样类型试样厚度 (mm) 弯心直径 (mm) 弯曲角度 （o） 试验结果 3#-1 面弯10 40 180°符合3#-2 面弯10 40 180°符合4#-1 背弯10 40 180°符合4#-2 背弯10 40 180°符合冲击试验试验报告编号： 试样编号试样尺寸缺口类型缺口位置试验温度 （℃）冲击吸收 功（J） 备注 金相检验（角焊缝）： 根部：（焊透、未焊透），焊缝：（熔合、未熔合） 焊缝、热影响区：（有裂纹、无裂纹）。 检验截面I ⅡⅢⅣⅤ 焊脚差(mm) 无损检验 RT： UT： MT： PT： 其他 耐蚀堆焊金属化学成分（重量%） C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb
焊接工艺评定制度焊接工艺评定制度 批准：日期： 审核：日期： 编制：日期： 受控登记号： 修改记录 I
焊接工艺评定制度 II 目次 1 目的 (1) 2 适用范围 (1) 3 主要引用标准和相关文件 (1) 4 职责 (1) 5 工作流程 (2) 6 具体要求 (3) 7 文件及试样管理 (3) 8 附录 (3)
焊接工艺评定制度 焊接工艺评定制度 1 目的 规范焊接工艺评定工作，使评定工作程序化、规范化，保证评定工作的质量，确保公司制造、安装、改造、维修工程的焊接质量。 2 适用范围 适用于公司内部的焊接工艺评定工作。 3 主要引用标准和相关文件 GB/T19000—2008 《质量管理体系基础和术语》（idt IS09000:2008） GB/T19001—2008 《质量管理体系要求》（idt ISO9001:2008） GB/T28001—2011 《职业健康安全管理体系规范》 GB/T24001—2004 《环境管理体系要求及使用指南》(idt ISO14001:2004) GB/T50430—2007 《工程建设施工企业质量管理规范》 TSG Z0004-2007 《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》 NB/T47014-2011(JB/T4708)《承压设备焊接工艺评定》 《蒸汽锅炉安全监察规程》（劳部发（1996）276号） DL/T868—2004 《焊接工艺评定规程》 SY/T0452-2002 《石油天然气金属管道焊接工艺评定》 Q/HEPSEC.SC-2013 《管理手册》 Q/HEPSEC.CX27-2013《不符合与事件控制程序》 4 职责 4.1 总工程师 4.1.1 负责焊接工艺评定的领导、组织和协调工作。 4.1.2 审批焊接工艺评定任务书、方案和报告。 4.2 工程管理部焊接工程师 4.2.1 负责编制、下达焊接工艺评定任务书。 4.2.2 负责审核焊接工艺评定方案和报告 4.2.3 负责焊接工艺评定工作的存档、管理、监督和推行。 4.3 焊接技术中心 4.3.1 负责制定焊接工艺评定方案； 4.3.2 负责具体实施焊接工艺评定工作。 4.4 专业化公司、项目部项目/分公司 4.4.1 根据工程需要向工程管理部提出焊接工艺评定意向。 4.4.2 配合焊接技术中心实施工艺评定工作。 4.4.3 负责执行焊接工艺评定结果。 4.5 经营管理部 负责审批焊接工艺评定材料计划及预算。 4.6 物资公司 负责及时提供评定用合格焊材、母材和其他消耗性材料。 I
如何做好焊接工艺评定－评定的程序 焊接工艺评定的程序是：编制和下达焊接工艺评定任务书—编制焊接工艺评定方案—焊制试件和检验试件—编制焊接工艺评定报告—根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书（或称焊接工艺卡） 一、编制和下达焊接工艺评定任务书 任务书的主要作用是下达评定任务，因此，其主要的内容应为：评定目的、评定指标、评定项目和承担评定任务的部门及人员的资质条件等。 （一）评定指标的确定 根据规程和钢材的理论基础知识（焊接性）等，确定各项技术指标。按照《焊接工艺评定规程》 DL/T869的规定，要求焊缝金属的化学成分和力学性能（强度、塑性、韧性等指标）应与母材相当或不低于母材相应规定值的下限。 （二）评定项目的确定 根据工程的实际工作情况要求，按规程适用范围做好项目的相关覆盖，确定好评定项目。 焊接工艺评定的项目确定应从以下几方面来考虑： 1．钢材 焊接工程应用的钢材品种和规格繁多，如每种均进行“评定”，不但复杂且数量很多，为减少评定数量，且又能取得可靠的工艺，将钢材按其化学成分、冶金性能、焊后热处理条件、力学性能、规格、设计和使用条件等因素综合考虑．划分成类级别进行评定。按规程要求可以进行替代覆盖。 （1）钢材类级别划分 电力工业火力发电厂常用钢材按类级别划分，它们的划分方法是：按用途划分成A、B、C 等三个类别，而级别则以力学性能、化学成分和组织类型综合划分为I、Ⅱ、Ⅲ三个级别。几个规程钢材类别划法已统一，具体是： 1）碳素钢及普通低合金钢为一类，代号为“A”。其级别为： 碳素钢(含碳量≤0．35％)代号为：A I。 普通低合金钢(6 s≤400MPa)代号为：AⅡ。
焊接工艺评定规则 模板 1 2020年4月19日
焊接工艺评定规则 WI03-11 1、总则 1.1、适用范围 本规则适用于钢制压力容器的气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊、耐蚀层堆焊等的焊接工艺评定。1.2、编制依据 本规则的编制依据为JB4708-99《钢制压力容器焊接工艺评定》。 2、一般要求 2.1、焊接工艺评定程序: 拟定焊接工艺指导书→施焊试件→检验试件, 制取试样→检验试样→提出焊接工艺评定报告→比较验证焊接工艺的正确性。 2.2、焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态, 钢材、焊接材料必须符合相应的标准, 由厂焊接技能熟练的焊工焊接试件, 焊接试件过程在厂进行。 2.3、评定对接焊缝或工艺时, 采用对接焊缝试件; 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝; 评定非受压角接焊缝工艺时, 可仅采用角接焊缝试件。( 焊缝的分类方法见GB/T3375-94) 。 2.4、焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。各种焊接方法的重要因素、补加因素和次要因素参见JB4708-99, 表1。 2.5、钢制压力容器上的以下焊缝的焊接工艺必须按本工艺评定规则评定合格。 2 2020年4月19日
2.5.1、受压元件之间的对接焊缝接头和要求全焊透的T形焊接接头; 2.5.2、受压元件与承载的非受压元件全焊透的T形或角接焊接接头; 2.5.3、受压元件的耐腐蚀堆焊层。 3、焊接工艺评定规则 3.1、一般规则: 3.1.1、改变焊接方法, 需重新评定。 3.1.2、当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。当增加或变更任何一个补加因素时, 则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验。当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺, 但需重新编制焊接工艺指导书。 3.1.3、当同一条焊缝使用两种焊接方法或两种以上焊接方法( 或焊接工艺) 时, 可按每种焊接方法( 或焊接工艺) 分别进行评定, 亦可使用两种或两种以上焊接方法( 或焊接工艺) 焊接试件, 进行组合评定。 组合评定合格后用于焊接试件时, 能够采用其中一种或几种焊接方法( 或焊接工艺) , 可是, 要保证每一种焊接方法( 或焊接工艺) 所熔敷的焊缝金属厚度都在已评定的各自有效范围之内。 3.1.4、为了减少焊接工艺评定数量, 根据JB4708-99表2的材料划分, 对国外进口钢材用于压力容器受压元件焊接的实践经验, 特对母材进行分类分组, 详见表3.1.3 3 2020年4月19日
焊接管理制度 1、评定管理 执行公司焊接工艺评定控制,焊接工艺评定管理工作由公司所属焊检公司负责实施，由项目焊接技术人员根据工程焊接情况和要求（规格、材质）提出申请，由焊检公司出据由公司总工批准能够覆盖整个工程焊接的工艺评定一览表，作为项目工程焊接编制焊接工艺卡的依据及指导性文件来执行。 2、焊机管理 3.1、公司所有焊机统一有机具站管理调拔,各专业工区需用焊机直接向本项目机具站工区租赁. 3.2、焊机由公司机具站负责维护保养.按《设备管理维修制度》执行。 3.3、焊接热处理设备由热机公司负责管理，使用的计量仪表应处于有效期内。 3、管理 4.1、焊材采购采用专业工区计划报批,由项目经营部(物资)统一采购,采购严格执行公司质保程序,焊材进库必须验证,方准入库,验证由项目安质部(质量)焊接专工负责，验证焊材质保书及包装质量，并随机抽取焊材，检查内部质量,检查合格后，填写焊接材料验收记录表。进入焊材一级库,焊材保管严格按公司焊材储存与保管制度执行,库房设施达到要求,焊材进入一级库后,再有各专业工区按各自工区所承担的焊接工作量,所需焊材领用,多余焊材进入焊材二级库,二级库由专业工区自行负责建立,焊材保管必须达到公司制定的焊材储存与保管制度要求才能储存，否则不允许储存,焊材烘干由专业工区自行负责烘干.发放. 4.2、焊接材料的储存和保管 4.2.1、焊材必须在干燥通风的室内存放，焊材储存库内，不允许放置有害气体和腐蚀性介质，室内保持整洁。 4.2.2、焊材存放在专用架子上，严防受潮。 4.2.3、焊材堆放时应按种类、牌号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确标记，避免混乱。 4.2.4、焊材在供应给使用单位之后至少在6个月之内可保证使用，入库的焊材应做到先入库的先使用。 4.2.5、特种焊材储存与保管应高于一般性焊材，特种焊材应堆放在专用仓库或指定区域。 4.2.6、对受潮或包装损坏的焊材未经处理不许入库
广东珠海LNG项目一期工程 焊接质量管理规定 广东珠海金湾液化天然气有限公司 工程部
目录 1. 目的 (2) 2. 适用范围 (2) 3. 编制依据. (2) 4. 相关方的焊接管理要求 (2) 5. 焊接管理基本要求............... ................ .. (3) 6. 人员资格控制 (4) 7. 焊接设备控制 (4) 8. 焊接环境控制 (4) 9. 焊接材料控制 (5) 10. 焊接实施和过程控制........... .................. .. (5) 11. 焊接的检查与检验......... ............. ............ .. (8) 12. 焊缝的返修 (9) 13. 焊缝的热处理 (10) 14. 附则 (10)
1 目的 1.1 为了确保广东珠海金湾液化天然气有限公司LNG项目的重要施工工序——焊接施工的全过程受控。即保证焊接施工的各关键要素符合项目的质量控制和管理的要求。 1.2 为规范广东珠海金湾液化天然气有限公司LNG项目工程的质量管理行为，加强工程质量管理，确保工程质量，实现“投料开车一次成功，装置安、稳、长运行，实现四年一修，创优质工程，重大质量事故为零”的目标，特制定本管理办法 2 适用范围 2.1 本管理办法适用于参与珠海LNG项目建设焊接实施各单位，包括设备、管道预制焊接；设备、管道制造焊接；设备、管道现场安装焊接；钢结构工程预制焊接；钢结构工程现场安装焊接。 2.2 本管理办法不适用于土建工程的钢筋对接与焊接。 2.3 建筑工程的钢筋、预埋板、预焊板的焊接与对接可以参照此办法相关要求执行。 2.4 本管理办法不适用于有色金属的焊接 3 编制依据 特种设备焊接操作人员考核细则TSG Z6002-2010 钢制压力容器焊接工艺评定JB/T4708-2000 钢制压力容器焊接规程JB/T4709-2009 石油化工不锈钢复合钢焊接规程SH3527-2009 石油化工低温钢焊接规程SH3525-2004 石油化工异种钢焊接规程SH3526-2004 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98 石油化工管式炉碳钢和铬钼炉管焊接技术条件SH3085-1997 焊接和钎焊评定ASME IX-2007 工程建设标准强制性条文－石油和化工建设工程部分 4 相关方的焊接质量管理职责 4.1 业主质量部：
焊接方法 焊接材料适用厚度范围评定标准 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 焊接工艺评定报告SMAW J507 焊接工艺评定任务书 焊接工艺评定报告 焊接工艺评定指导书 母材、焊材质证书抄件 无损检测报告 焊后热处理报告 力学和弯曲性能试验报告 焊评施焊记录表 外观和无损检测记录表 力学性能检测记录表 结论7?14 类别、组别号 焊接工艺评定编号 （ PQR02) 焊接工艺规程编号（PWPS02) Q345R Fe-1、Fe-1-2 7mm 焊缝金属 0?14 NB/T47014- 2011 ? > 本评定按_NB/T47014-2011_标准规定，焊接试件，检验试样，测定性能，确认试验记录正确。评定结果：■合格□不合格
焊接工艺评定任务书 表码号：Q/CKED102-2009 共1页第1页 检验项目、评定指标及试样数量
预焊接工艺规程 表码号：Q/CKED026-2009 单位名称： 有限公司 预焊接工艺规程编号： PWPS02 日期：2011.12.18 焊接工艺评定报告编号： PQR02 焊接方法： SMAW 机械化程度（手工、半自功、自动）： 手工 母材： 类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-2 与类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-2 相焊及 标准号 GB713-2008 钢 号 Q345R 与标准号 GB713-2008 钢 号 Q345R 相焊 厚度范围： 母材： 对接焊缝 6-14mm 角焊缝 不限 管子直径、厚度范围： 对接焊缝 / 角焊缝 / 焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 0-14mm 角焊缝 _______ 不限 其他： ■/ ________________________________________ 共2页第
焊接工艺评定规则 WI03-1１1、总则 1.1、适用范围 本规则适用于钢制压力容器的气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊、耐蚀层堆焊等的焊接工艺评定。 1.2、编制依据 本规则的编制依据为JＢ47０8-99《钢制压力容器焊接工艺评定》。 2、一般要求 2.1、焊接工艺评定程序： 拟定焊接工艺指导书→施焊试件→检验试件，制取试样→检验试样→提出焊接工艺评定报告→比较验证焊接工艺的正确性。 2.2、焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态,钢材、焊接材料必须符合相应的标准，由厂焊接技能熟练的焊工焊接试件，焊接试件过程在厂进行。 ２.3、评定对接焊缝或工艺时,采用对接焊缝试件；对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝；评定非受压角接焊缝工艺时,可仅采用角接焊缝试件。（焊缝的分类方法见GB/Ｔ33７5-9４)。 2．4、焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。各种焊接方法的重要因素、补加因素和次要因素参见ＪＢ4708－9９,表1。 2.5、钢制压力容器上的以下焊缝的焊接工艺必须按本工艺评定规则评定合格。２.5.1、受压元件之间的对接焊缝接头和要求全焊透的Ｔ形焊接接头; ２.5.２、受压元件与承载的非受压元件全焊透的Ｔ形或角接焊接接头;
2.5．3、受压元件的耐腐蚀堆焊层。 3、焊接工艺评定规则 ３.1、一般规则: 3.１.１、改变焊接方法,需重新评定。 ３.１.2、当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。当增加或变更任何一个补加因素时，则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验。当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺,但需重新编制焊接工艺指导书。 3.1.3、当同一条焊缝使用两种焊接方法或两种以上焊接方法(或焊接工艺)时,可按每种焊接方法(或焊接工艺）分别进行评定，亦可使用两种或两种以上焊接方法（或焊接工艺)焊接试件,进行组合评定。 组合评定合格后用于焊接试件时,可以采用其中一种或几种焊接方法（或焊接工艺),但是,要保证每一种焊接方法(或焊接工艺)所熔敷的焊缝金属厚度都在已评定的各自有效范围之内。 ３.1.4、为了减少焊接工艺评定数量,根据ＪＢ４708-９9表2的材料划分，对国外进口钢材用于压力容器受压元件焊接的实践经验，特对母材进行分类分组，详见表3.１.3
焊接工艺评定管理管理制度 1 主题内容 本制度对焊接工艺评定的程序和要求做出了规定，以确保压力管道元件的焊接质量。 2 适用范围 本制度适用于压力管道元件的焊接接头的焊接工艺评定。 3 焊接工艺评定的原则 3.1压力管道元件焊接工艺评定的要求如下： 压力管道元件产品施焊前，管道元件焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、管道元件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺规程（WPS）支持。 3．2属于下列情况之一时，产品施焊前也必须进行焊接工艺评定： (1)、首次焊接的新钢种； (2)、改变焊接材料(焊条、焊丝、焊剂、保护气体等)；
(3)、改变焊接方法； (4)、焊接工艺参数的改变超出原定范围； (5)、改变热处理种类。 3.3 压力管道元件焊接工艺评定的规则、评定程序、试件的制备和试样的加工、试验方法及合格标准，应符合JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》的规定。焊接工艺评定在产品施焊前由本单位的焊工和焊接设备完成。 4 焊接工艺评定的程序和方法 4.1 焊接工艺人员在编制焊接工艺文件时，发现缺少焊接工艺评定时，应下达表HJ-05《焊接工艺评定任务书》，拟定表HJ-01《焊接工艺指导书》，(表HJ-01)经焊接热处理责任人审核后安排焊接试验室进行焊接工艺评定工作。 4.2 焊接试验室根据表HJ-01《焊接工艺指导书》的要求准备焊接试件（件）和焊接材料，施焊试件，进行外观检验，并作好施焊及检验记录。 4.3焊后在焊接工艺员监督下由检验员检验，并由检验员填写表HJ-02《焊接试件施焊及外观检查记录》，外观检验合
钦江大桥焊接工艺评定方案 为了保证钦江大桥焊缝焊接质量，根据大桥结构特点及现场施工条件，特制定焊接工艺评定实施方案.。 1、引用标准 1）、TB10212-98《铁路钢桥制造规范》 2）、GB/T5117 《碳钢焊条》 3）、GB/T14957 《熔化焊用钢丝》 4）、GB/T8110 《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢钢丝》 5）、GB/T5293 《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》 6）、HG/T2537 《焊接用二氧化碳》 7）、GB-2651 《焊接接头拉伸试验方法》 8）、GB-2653 《焊接接头弯曲及压扁试验方法》 9）、GB-2650 《焊接接头冲击试验方法》 2、大桥的主要焊接接头、焊接方法及焊接材料见表1 表1 钦江大桥主要焊接接头型式表 编号焊接 方法 母材规格焊接材料 适用 范围 焊接 位置 接头 型式 1 SAW （埋弧焊） φ720~1200 ×16~28 H10Mn2, HJ431 纵、环缝平焊（1G） 60° 80+1 1 6 - 2 8 2 SMAW （手工电 弧焊） φ720~1200 X16-28 J507 环缝 水平固定 焊（5G）2 55+5° 2-3 ( 1 6 - 2 8 ) 3 GMAW+SMAW （气保焊+ 电弧焊） δ22(24、 28) 加垫 J507 接头段 环缝 水平固定 （5G） 30° 8 2 2 - 2 8 6
4 SMAW （电弧焊） δ22(24、28) 加垫 J507 接头段 纵缝 横焊（2G）30°8 22-28 6 5 SMAW （电弧焊） δ10~16+ δ16~28 J507 T、K型 焊缝 管45°固 定位置焊 （6FG） C区 B区 A或B区 钢管相贯焊缝位置分区示意图 支管 主管 细节B（侧部） 当ψ由135°变到90°时， 则F由0变化到tb/2。 6 GMAW+ SAW （气保焊+ 埋弧焊） δ20~22+ δ28 ER50-6 H10Mn2、 HJ431 缀板与主 弦管的焊 缝 平角焊 （1FG）2-3 7 20° 注：其它接头型式按图纸要求 3、焊接工艺评定 1）、焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在生产制作之前完成。2）、焊接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书、施焊试件、无损检测、制取试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。 3）、焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态。 4）、焊接环境 当焊接环境出现下列情况时，必须采取有效防护措施，否则禁止施焊。 A、风速：气体保护焊时大于2m/s，其它焊接方法大于8m/s； B、相对湿度大于80%； C、雨雪环境； D、当低合金钢焊件低于50℃、普通碳素钢焊件温度低于0℃时，应在始焊处100mm范围内预热到20℃以上。 5）、焊接工艺评定所用材料 母材：Q345C 焊材：埋弧焊用H10Mn2焊丝、HJ401-H10Mn2（HJ431）焊剂；手工电弧焊用E5015（J507）焊条；二氧化碳气体保护焊用ER50-6焊丝、CO2气体。
目录 1、焊接工艺评定管理制度----------------TH焊管01-2012 2、焊接材料管理制度--------------------TH焊管02-2012 3、产品施焊管理制度--------------------TH焊管03-2012 4、焊接试板管理制度--------------------TH焊管04-2012 5、焊接返修及原材料补焊管理制度--------TH焊管05-2012 6、焊接检验管理制度--------------------TH焊管06-2012 7、焊工管理制度------------------------TH焊管07-2012
焊接工艺评定管理制度 TH焊管01-2012 1目的：保证锅炉压力容器产品制造时所用的焊接工艺得到焊接工艺评定，并确保焊接工艺评定工作的有序进行。 2范围：本厂生产热水锅炉、蒸汽锅炉、压力容器所用的焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、非熔化极气体保护焊、埋弧焊等。 3依据：NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》 4评定对象 4.1锅炉、压力容器、压力管道产品评定对象 4.1.1受压元件焊缝 4.1.2与受压元件相焊的焊缝 4.1.3熔入永久焊缝内的定位焊缝 4.1.4受压元件母材表面堆焊、补焊 4.1.5上述焊缝的返修焊缝 5评定需求及数量的确定 5.1工艺员针对产品图纸(施工图)将焊接接头按母材的种类、厚度、结构位置确定其所用 焊接方法、焊接材料及其它焊接工艺，对实际产品的每个接头及采用的每种焊接工艺都要进行焊接工艺评定。 5.2对照原焊接工艺评定目录，查看原有评定适用范围是否能覆盖现有产品所用焊接工艺， 如不能完全覆盖则由工艺员根据实际需求按所需项目提出增加新评定的需求，并编制预焊接工艺规程（pWPS），由焊接责任工程师审核后下达到焊接实验室进行焊接工艺评定。 6焊接工艺评定的程序 编制预焊接工艺规程----焊接工艺评定试件----检验、试验----形成焊接工艺评定报告6.1《预焊接工艺规程（pWPS）》由工艺员编制，焊接责任工程师审核后下达到焊接试验室。 《预焊接工艺规程（pWPS）》的内容应至少包括：预焊接工艺规程编号、评定标准、评定材料牌号、规格、接头形式、焊接方法、焊材种类、检验试验项目及标准及完成日期（应保证在用于产品施焊前完成）等。 6.2由焊接室通知生产部门加工试板，规格、尺寸按《焊接试板制做工艺规程》，数量由焊 接室根据实际情况确定。