焊接外观检验工作手册

单元                         标题

概述

1、焊接的外观检验

2、焊接和焊接的无损检测

3、焊接的不连续

4、焊接规范和技术条件

5、焊接的测量

焊接目视检验工作手册

一、概述

1、术语：

CODE 法规

STANDARD 标准

SPECIFICATION 技术条件

PROGRAM 规程

PROCEDURE 工艺

CRITERIA 准则

2、预先设定一系列的目视检验程序是非常有效的，即在焊接件生产的具体阶段执行这些预设的目视检验程序，甚至在没有无损检验的条件下，也可以在较高程度上保证达到预期的质量要求。

3、焊接及焊接件的质量决定因素：

（1）焊件及接头设计

（2）制造材料

（3）焊接工艺

（4）焊接方法

（5）检验规程

目视检验可以有效控制以上因素。

4、手册目的：

（1）提供可能影响焊缝及焊接件质量的基本知识。

（2）提供24条焊接检验程序，该程序能基本上保证大多数制造的产品满足焊接质量要求。

（3）怎样编制及执行质量计划，以满足焊接及焊接件的质量要求。

（4）示例如何有效运用所需的目视检验技术以控制焊接质量。

二、质量

1、定义：符合相应的技术要求

2、产品或服务所需的质量水平由设计人员根据服务的工作环境及使用寿命；来决定。

三、术语及定义

1、不连续：任何均与物体中的间断；

2、缺陷：不符合技术要求的不连续；

3、技术要求：

   （1）技术要求描述了焊接检验师判断所检验产品质量的所有重要信息。

   （2）采购方会指定一个规范或标准，或编写一个所需技术要求给制造商。

   （3）无论指定哪种质量要求，上方认可后的质量准则就成为检验师执行有关工作的依据。

4、规范：

   （1）指系统编制，一套综合的焊接准则和标准，并在与公共利益相关的场所强制执行。

5、表1.2给出了焊接检验师所需的知识和实际经验。

四、认证的焊接检验师

1、符合AWS标准的检验师称为认证的焊接检验师（CWI）

2、CWI必须了解与焊接质量相关的所有方面的知识，并且知道怎样相互作用。

五、目视检验要点

1、任何检验规程也不会绝对保证焊接和焊接件的质量能够满足其所期望的应用。编制适宜的检验计划，就可以获得更经济、可靠的焊接产品。

2、目视检验有局限性。通过在编制检验计划时规定对焊接表面的最少检验数量加以弥补，从而在一定程度上保证焊接的质量。

3、无损检验是对目视检验的补充不是替代。四种无损检验方法各有优劣。

   （1）渗透和磁粉检验是表面检测技术，后者仅适用于铁磁性材料。

   （2）射线检测具有方向性

   （3）超声波检测需要光滑的表面以便与探头相耦合。

第一单元 焊接目视检验

1.0目的：

1、考虑可能或将要影响焊接和/或焊缝质量的因素；

2、详细介绍4个阶段，24条焊接检验规程，以提供所需的任何质量保证的等级，从而满足对制作焊接质量的要求；

3、仔细审查检验规程中的各个条款并使每个条款的基本要求及应用范围满足其特定要求。

1.1 焊接接头设计

1、焊接生产质量中最重要的因素是所需焊接各部件拼接和排布。

2、部件之间相互连接关系和所要承受的载荷决定了焊缝的局部应力。

3、焊接各部件拼接和排布不是焊接检验师的责任。

4、接头设计及焊接工艺是焊接和焊缝质量中最重要的因素。如表1.1

5、表1.1 焊接接头设计决定因素

焊接接头的设计

（1）要便于焊接和检验操作；

（2）最经济方式；

（3）最小残余应力；

6、理论上，焊接接头设计由制造商建议并由设计人员批准。

7、常会发生不适合的焊接接头强加于制造商，这时焊接检验师将负责查找潜在问题，及时纠正。

8、接头设计体现在应用的焊接工艺规程（WPS）。

9、WPS审查：

（1）阶段A：初审

      考虑焊接接头设计

      核对接头形式尺寸是否符合所应用标准

（2）阶段B：焊前检验

      核对接头实际装配尺寸和形式是否与规定一致。

      焊接开始后，除非特殊情况否则焊接接头型式和尺寸是不允许改变的。

1.2 制造材料

1、焊接检验师就材料可焊性做出两个重要决定：

（1）在阶段A，验证具体应用的焊接方法及焊接材料与母材匹配性。

（2）在阶段B，验证熔敷的焊接材料能够满足母材的性能要求。ASME锅炉及压力容器规范第8部分中要求对所有焊接部件进行标示。

1.3 焊接工艺规程（WPS）

1、时间积累，焊接生产制造商都形成一套合格焊接工艺的数据库，以此编制焊接工艺规程。

2、WPS给出了许多重要的焊接工艺参数，超出范围就要重新评定。

1.4 焊接方法的应用

1、焊工资格评定时验证焊工在特定条件范围内，使用指定的材料，焊接某个焊接接头的技能。

2、条件内容：焊接方法、母材形状及类型、接头位置、焊接技术和焊接方向和位置。

3、在阶段A：

（1）检验师要验证焊工、焊接操作工及定位焊工的资格能否满足焊接生产中的焊接工艺的要求。

（2）注意：在焊工资格评定中，不一定使用焊接生产中的一样的焊接接头。图1.3的焊接接头试样评定合格的焊工也适用于板的焊接。

（3）限位环的作用是焊接位置，用于考核在焊接位置困难的情况下焊工的技能。

4、阶段B：检验师要检查焊接设备状况，母材与焊材的匹配性，接头装配，预热。

5、阶段C：

（1）检验师要在整个焊接过程中不断检查焊工技能。

（2）若焊工技能下降且连续出现低于规定要求的焊接质量，必须重新进行焊工资格评定，甚至重新培训。

1.5 焊接检验规程

1、表1.2给出了简洁定义概述了所需各个具体的检验活动。

2、AWS有关焊接目视检验刊物是ANSI/AWS B1.11“焊缝目视检验指南”。其对表1.2中所列的24个步骤中的每一项进行充分考虑，提供所有阶段要遵循并作为参照的基本要求。

1.6 检验规程——阶段A

1、A1——审核采购合同和技术要求

（1）结构不同于工艺管道，压力容器与储罐也不相同。

（2）需要获得的数据至少包括：

      制造规范

      制造材料

      应用标准和技术要求

      焊缝位置及类型1的详图

        详图给出了工作形式，尺寸，组大小及位置。给出了焊缝位置，型式（对接，角接，或其他）及范围，没有接头型式或大小。

        B工作图给出了制造细节，如用符号或其他方法标出的头型式和其他应用的焊缝数据。

      检验次数、技术和准则

2、A2——编制检验计划

（1）定义：检验计划是包括焊接生产前，后及过程中所需的所有检验活动内容详细清单。

（2）内容：

1）常见形式为核查表。

2）检验清单的栏目标题至少包括检验活动内容，所用的技术要求，日期、检验报告编号和签名。

3）每个具体的检验活动项目是分别列出的。

（3）分级：

1）一级检验计划包括整个工作内容。监督和指导二级检验计划。

2）二级检验计划包含表1.2所示阶段B，C，D所列的检验活动。

3）三级季铵盐计划是用于控制与单个焊接接头有关的活动。

（4）停止点（H点），指在生产过程中需要停工等待检验的点，而且如规范一样强制执行。

（5）常见形式为核查表。

3、A-3——核查焊接工艺规程和焊工资格状态

（1）许多供货商、制造、安装公司都有一些已经评定过或免评定的焊接工艺规程。

（2）一旦支持的焊接工艺评定合格后，就可以编制所需的焊接工艺规程了。

（3）焊工资格评定包括所含材料的形式（板或管），焊接方法（一个或多个），焊材牌号，焊接位置，母材厚度和管材直径。

（4）有些规范允许焊工在生产过程中进行评定。条件是：

1）焊接接头中的一段长度或一定数量的接头需要通过射线检测。

2）若通过射线检测评定合格的焊工，其适用范围要小于试验评定合格的范围。

3）若射线检测不合格，需要剔除该焊工所有的全部焊缝，而不是仅仅返修。

（5）焊接工艺规程无时间：一旦评定合格，该工艺一直有效。

（6）焊工资格有一定时间的，目前一般为6个月或1年。

1）若对于某种焊接方法有连续施焊记录，则该焊工资格自动持续有效。

2）否则有效期过后，就要重新考核评定资格。

4、A4——建立检验文件化系统

（1）在安排现场焊接生产时，都有检验报告和不符合报告的检验文件。

（2）这些文件以及其他所需的文件的格式内容都必须符合所应用规范和技术的要求。

5、A5——建立不符合项标示系统

（1）在焊接生产中，常会发生不一致品部件被装配的问题

（2）这种问题往往由于没有标示系统而产生的。

6、A6——保持纠正措施程序来消除缺陷

（1）消除缺陷的纠正措施应该是有组织的活动，并应根据正式程序进行，并由胜任的权威人士（工程师）批准。

（2）要找出不合格项原因

1.7 检验程序——阶段B

1、阶段A的活动奠定了焊接检验程序的基础。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

2、B1——检查焊机使用状态和适宜性

（1）焊机的适宜性指焊接设备能否在给定焊接工艺的条件下具备焊接优质焊缝的能力。

（2）一台150A交流焊机，虽然能满足120-130A最大焊接电流的要求，但可能不能用于直径为1/8inE7018焊条的焊接。

（3）一台600A  60%负载率的埋弧焊机是不能在500A电流下连续焊接6英尺直径环焊缝，但能焊接相同容器上不超过5~6英尺的纵缝。

（4）用于烘焙手工焊低氢焊条（E7018）的烘箱至少能够维持250℃的烘焙温度。

（5）低氢焊条在空气中的暴露时间应小于4个小时，以免影响其低水分含量的性能要求。

（6）电缆、工件导电搭头、焊钳和导电头等焊接附件都是否能够承受焊接工程的全电流。

（7）是否所用的连接接头都连接牢固以免连接点过热，电流损耗及输出参数变化。

3、B2——核对焊材和母材的匹配性

（1）母材和焊材在焊接前验证确认符合WPS要求。

（2）材料试验报告（MTRs）以及材料合格证（CMTRs）都是有力的证据。

4、B3——核对部件和接头位置

（1）检查焊接焊接是否有焊接空间。

（2）在阶段A的审图阶段要指出有操作空间问题的任何部件。（见图1.5）。

（3）焊接件的反变形预置是取消或减小焊缝收缩影响明智的和有效的方法。图1.6焊接接头反变形设置范例。

1）反变形设置需要考虑三个重要因素：

反变形预设置量；

现有不均与的约束力情况；

焊接顺序

（4）AWS D1.1在焊接工艺规程中规定了对焊接位置的要求。焊工资格规定也类似。

5、B4——检查焊接接头准备和装配

（1）在施工图上，焊接接头准备的尺寸要求是用适宜的焊接符号表示。

（2）接头边缘准备的目的是允许焊条进入接头根部，这样电弧就可以直接弧击所需熔融的接触面上。

（3）检查焊接接头边缘准备和装配是焊接检验程序中最重要的步骤。

（4）装配T型接头两边用焊缝连接

1）T型接头间隙会减小焊缝的有效尺寸。

2）实际的焊缝尺寸需要增加接头间隙量来保证。

（5）连接接头角焊缝的作用

1）定义：良好的角焊缝根部是连续部分仅落在一点上。

2）在接头根部只有一个应力集中点。若接头间有间隙就会产生两个焊根，即两个应力集中点，这种情况是不理想了。

（6）对接接头间隙过大的补救措施：

1）小间隙：用堆焊的办法产生边缘；也可用衬垫，如必要衬垫在焊接后去除。

2）另外一种可能是添加焊接填料，并在第一面焊接后用背面清根的方法来去除焊接填料。

（7）在焊接接头两边距离焊缝中心2英寸范围内松散的焊渣、锈、油、脂、切割渣、油漆和其他表面污物必须全部清理干净。

1）若焊接区域有锈就要求将该区域磨出金属光泽；

2）对于新用的材料（锈很少或无锈），用力刷就可以了。

3）若表面有松动的蓝色氧化皮，就需要打磨去除了。

（8）注意管接头的焊接，尤其背部使用气体保护的情况。

1）在焊接热作用下，母材表面污染物会被蒸发，造成焊接区域富氢气氛。

2）这些富氢气氛会严重影响焊接高温熔融状态下的焊缝和母材金属。

6、B5——检查保持装配对中

（1）焊接工程中产生相当大的力作用在焊接接头上，要采取定位措施保证接头在整个焊接过程中的对中。

（2）定位焊处，要检查定位焊的长度和数量来保证正确的装配定位对中。

（3）当接头使用夹子保持定位时，夹子压力必须正对着焊缝膨胀和收缩的作用力方向。

（4）横向膨胀和收缩与焊接速度有关

1）快速焊接时，电弧前未焊的接头趋于张开； 

2）慢速焊接时（GTAW或气体保护焊）接头像剪刀一样趋于合拢。

7、B6——检查焊接接头预热或初始温度

（1）在接头边缘2英寸的地方布置2英寸宽的加热区域。

（2）温度测定部位在接头两侧，并上下表面据街头2英寸或3英寸的距离。

（3）AWS D1.1要求焊接区域的温度低于0℉时，不允许进行焊接。

（4）当母材温度小于32℉，焊前就需要至少加热到70℉。