CWI焊接检验工艺学-05.doc

American Welding Society & Moody International 第五单元焊接检验及评定目 录介绍2图纸2规范5标准6技术要求8材料控制13合金钢的识别15焊接工艺评定及焊工评定18总结34关键术语及定义34第五单元焊接检验及评定介绍焊接检验工作要求检验员了解信息或者通过各种途径获取各种信息。尽管不同行业的焊接检验工作可能在许多方面都是相似的，但是每项工作都有自己独特的要求。“所有的焊缝都必须是完好无缺”这句简单的文字不能够足以评判焊缝的质量。检验员还经常评估除了焊接质量以外的其他方面的制造。不同的材料用在不同焊接结构上会影响整体的质量。如果没有设计人员或焊接工程师提供的有关焊缝质量的信息，焊接检验员就不能准确评判焊接产品。另外，焊接检验员还必须知道何时以及怎样来评判焊接质量。为了满足这些要求，必须提供给设计人员、焊接工程师及焊接检验师许多文件资料以说明何物、何时、何地以及如何检验。这些资料也包括验收准则。这些验收准则根据应用以不同的形式存在。焊接检验师使用的文件中可能包括图纸、规范、标准及技术要求。合同文件或采购单可能反映工作中将使用以上哪些文件。如果不止一项技术要求或规范被指定使用，则必须联合使用这些规范和技术要求。技术要求可能对规范或标准有所增补或修改。焊接检验师如果有机会在工作开始前去了解所有的相关文件是必要的。这些焊前准备工作给即将进行的检验工作提供了重要信息。通过这些文件，焊接检验师可以得到一些信息，其中包括以下几个方面： 部件尺寸及几何形状 使用的母材及填充金属 停止点要求 加工细节 工艺 无损检验规程 检验范围 接收/拒收准则 人员评定要求 工艺评定及焊工评定 材料控制要求图纸图纸，即用图的形式详细地描述产品的部件及结构。焊接检验师必须审核图纸尺寸、公差、标注、焊缝、焊接细则以及相关文件。从中知晓部件尺寸及形状。图纸能够帮助检验师理解构件的装配。另外，图纸还能有助于确定产品制造中的问题。蓝图尺寸有两个基本功能： 提供部件制造所需的尺寸 辨别每个构件上各零件的安装位置尺寸以不同的方式在图纸上标注。不同方式的选用根据每个物体的形状和尺寸而定。方位的指定则使用一根引出线和一根箭头。尺寸本身的位置根据可用空间的大小。在工作中，你会经常遇到英寸和英寸的小数表示。世界已发展成一个各个国家的商品和服务的大市场。因此要求检验师使用公制尺寸。目前，许多公司国际商务交流中在图纸上使用两种尺寸体系。这样制造的部件不仅可以使用U.S.单位体系（常规），而且可以使用SI单位体系（国际单位体系）。使用两种单位时，优先使用U.S.常规单位体系，然后在后面或下面并在括号里使用SI体系标注。： 1-1/2 in.(38.1mm) 或 1.50 in. (38.1mm)有些公司还会在图纸的左上角放置一个图表表示SI相等数值。这样可以帮助工人开始“考虑公制”。图纸上显示的另外一条重要信息就是公差。公差即部件设计尺寸变量允许的总范围。公差表示的三种方法如下：（见图5）(1) 极限值之间的一个变量(2) 设计尺寸后的公差(3) 只标注一个值的时候，另一值假定为0公差也适用于其他图形，如孔、槽、缺口表面及焊缝等的定位尺寸，一般说来公差的大小要切合实际，考虑其它因素以减少生产费用。公差可能是非常具体的并且已经给定了相应的值。公差标注也可能是一注解或包括在图纸标题中。除了特殊标注外， 图纸上的普通公差适用于所有尺寸。焊缝尺寸检验时，公差给予焊接检验师一定的接收/拒收范围。图纸注释提供一些说明及其它信息。这些注解不仅给图纸提供了一些补充说明，还给标题栏、材料清单提供补充信息（见图5.2）。这些释注可以减少图纸面上的信息重复， 如需钻孔的尺寸、使用的紧固件、机加工的操作、检验要求等。当标注太多，如大型结构件及建筑图纸，这些注释要打印成单独的几页并包括在整套图纸或在合同文件中，这就是焊接检验师为什么要审核合同文件的原因之一（有时也指“技术文件包”）。根据蓝图运用，注释可分类为通用的、局部的以及规程（技术条件），通用注释适用于整套图纸，一般位于标题栏的上方或左方。如果图纸区域的通用标注有特例，标注后面会注上“特殊注明除外”，这些特例用局部标注标于图纸上。局部或特殊类型的注释只用于一定的图形或区域的尺寸标注，标注在附近位置，使用一箭头（光箭头和引出线）指向所注释的图形或区域。局部注释也可以注于图纸或材料清单上，在等边三角形里面注上注释号（一般看成一面“小旗”）。作为局部注释的技术要求表示需要的材料、使用的焊接工艺、焊条的类型及尺寸。当一技术要求只针对单一图形，那么必须靠近图形。当技术要求是通用的并适用所有或几个不同图形时，那么技术要求要置于图纸规定的区域，并包括在技术规范或合同文件中。术语“技术要求”常常置于资料包首页以阐明本图纸是一套特殊图纸，或者表示该工程的详细说明文件。但是对于材料，没必要使用技术要求明这一术语，但必须逐一列出有关明细项目，后文将会进一步阐述。图纸或其他文件中的焊接细节包括位置、长度、焊缝尺寸、接头形式、材料清单、无损检验的技术要求以及特殊工艺要求。一些材料要求特殊的工艺，如：预热。任何焊接开始前，焊接检验师要能够认识到这一点。有些文件规定制造过程中的“停止点”。制造过程中的“停止点”是特定的，预先安排的步骤，以进行阶段检验。焊接检验师必须进行检验或控制。只有在检验合格后，制造工作才能继续进行。焊接检验师可以选择安排一些停止点。这些停止点也可以在工作技术要求上标注。加工细节必须在信息包中加以注明。梁的拱度、所用油漆对焊缝有无特殊要求。这些都是焊接检验师必须格外注意的，焊接检验师必须意识到这些细节。这样就可以进行监控及最终审核结果。焊接检验师必须要清楚地了解焊接工艺规程。如果焊接检验师了解使用的焊接工艺及材料，则可以对可能发生的问题以及防止这些问题的发生提出建议。焊接前，检验员必须对焊接工艺进行审核，确保是否覆盖了材料、厚度和工艺。这些规程将指出焊接过程中必须控制的一些重要环节以便得到合格的焊缝。另外一种加工细节包括在规程中说明成形焊缝的无损检验。无损检验技术要求必须附加一些信息，包括使用的方式、试验规程、位置、试验范围及适用的接收/拒收技术要求。这些文件还要给焊接检验师提供目视检验的要求，并提供目视检验的范围。这些文件还规定了是连续检验还是抽样检验，另外还必须随附一些和质量要求有关的说明文件，包括详细的接收及拒收标准。这些信息的最后一方面和进行工作人员的资质有关。对于从事焊接、目视检验及无损检验的人员有一些特殊的要求。焊接检验师进行必须积极地参与焊工资格审查及焊工资格评定试验。焊接检验师必须掌握资格审查及焊工资格评定测试的要求。有些合同规定了从事焊缝目视检验及无损检验人员的评定等级。此时，必须有资料来证实检验人员的评定等级。以上可见，各种资料文件里面有各种信息。焊接检验师应及时得到这些信息以便进行有效的检验。有经验的焊接检验师可以识别哪些地方可能产生装配问题。若能及早地发现，可以避免一些潜在的问题。如果在制造过程中问题发现得早，就可避免很多潜在的问题。如果由有经验的检验师审核这些关键步骤，一些费用昂贵的错误可能可以避免。在这里我们仅限于讨论如何处理焊接质量文件中某些信息。我们将详细的阐述这些文件。工作中，焊接检验员很可能要参考这些文件。审核三种基本文件（规范、标准和技术要求）。这并不是说明与焊接检验师有关的文件就此三种。每位检验师要负责审核和检验项目有关的所有文件。另外，必须熟悉本文描述的所有检验要求和检验方式。回顾本教材的第一单元，焊接检验师必须拥有丰富的图纸、规范及标准知识。这并不是说焊接检验师必须记住这些图纸的内容。但是，检验师必须非常熟悉这些文件以及时安排适当的检验。所有文件必须可得，以便问题产生时查询使用。焊接检验师必须熟悉指定工作的有关文件。对其它文件基本了解也是非常有益的。这对解释某些情况非常有帮助。以上提到的标准、技术要求及规范可以解答不同行业的问题。下文将逐个讨论规范、标准及技术要求。以下许多组织是负责文件资料的编写及其版本的修改。包括但不仅限于以下组织。l 美国焊接协会（AWS）l 美国机械工程师协会（ASME）l 美国国家标准协会（ANSI）l 美国石油协会（API）l 美国船检局（ABS）l 运输部（DOT）l 军事部门（陆军、海军等）l 其他政府机构规范首先讨论的是规范。可以定义为，“供国家、城市等参照的法规”。城市或州裁决建一建筑时，常常要符合“建筑规范”。因为规范具有法律地位，所以一般被视为是强制性的。因此，规范中“必须”、“要”这类词常常见到。每个规范都有其自身的条件和要求，通常还包括有关的评判方法。焊接检验师经常根据规范进行检验。 AWS和ASME等组织将这些规范的有关领域加以发展。AWS已经出版了六个规范，每个规范涉及到焊接应用的不同行业：l AWS 规范l AWS D1.1 钢结构焊接规范钢l AWS D1.2 钢结构焊接规范铝l AWS D1.3 钢结构焊接规范薄板l AWS D1.4 钢结构焊接规范钢的加强l AWS D1.5 桥梁焊接规范l AWS D1.6 薄板焊接规范因此，根据焊接型式的不同，在以上的规范中选择一个或多个作为焊缝的质量要求。ASME也已经出版了一些压力管道及容器规范。其中两项，ASME B31.1，动力管道及B31.3，工艺管道，详细阐述了两种类型的压力管道的要求。当这两项规范前带上ANSI命名时，实际上它们已经被ASME完善。ASME同样也编写并完善了压力容器设计及制造的一系列规范。根据容器的不同运用，ASME包括一整套11个独立的卷。这11个部分为：l ASME规范章节l 第一卷 动力锅炉l 第二卷 材料l 第三卷 NCA第一册和第二册 总要求l 第四卷 采暖锅炉l 第五卷 无损检验l 第六卷 采暖锅炉维护及运行推荐规范l 第七卷 动力锅炉维护推荐规范l 第八卷 压力容器，第一册、第二册和第三册l 第九卷 焊接及钎焊评定l 第十卷 玻璃纤维增强塑料压力容器l 第十一卷 核动力厂检验规则除了ASME规范第十一卷所列章节，许多卷还有分册。焊接检验师要参考ASME规范的分卷分册。例如：在碳钢的制造篇，压力容器需参照以下几卷：l 第二卷 A篇铁基材料技术条件l 第二卷 B篇非铁基材料技术条件l 第二卷 C篇焊条及填充金属技术条件l 第二卷 D篇特性l 第五卷 无损检验l 第八卷 压力容器建造规范，第 一册、第二册和第三册l 第九卷 焊接及钎焊评定因为有如此多的章节可供查阅，焊接检验师要知道每条具体信息的出处。如：ASME第二卷，C篇等同于AWS填充金属技术条件。ASME几乎整体采用AWS技术条件。如果焊接检验师某一部分很精通，则只需查阅标题。标准本文涉及的下一种文件类型即标准。词典上如此描述“标准是一种准则或基准，用于测量比较或决定事物的容量、数量、内容、范围、价值、质量等”。一项标准被视为一套独立的资料。但是，标准一词也适用于许多形式的资料，包括：规范和技术要求。其它形式的资料也可认为是标准，如术语、各种图示符号、分类及一些条款的定义。有些标准是强制性的。就是说这些资料是绝对要求遵循的。这类标准精准、清晰，象法律、法规一样。因此，焊接检验师必须根据标准的内容作出裁决。这类强制性标准中使用“必须”等词句，因为这类标准的要求是强制性的。所以规范也属于强制性标准的一种，因为规范是具有法律效应的。许多提供重要信息的标准是非强制型的。术语就是非强制性标准的一例。推荐篇也属于非强制性标准。在文字上，非强制型标准使用“应当”代替“必须”。言下之意是对某些工作作指导说明。但这并不是说拒收就是因为不符合这项指导说明。即使一项标准是非强制性的，它仍提供了许多焊接检验师不能忽视的信息。非强制性标准为强制性标准的完善提供了基础。如：ASNT推荐篇NO.SNT-TC-1A。ASNT编制这份文件是“无损探伤检验人员的评定及指南”（见图5.3）。国家标准就是通过投票表决而产生的。国家标准由美国国家标准协会（ANSI）编制完善。标准由不同的技术组织编写如：AWS和美国机械工程师协会（ASME），并由ANSI审核完成。当适用时，它们可能会同时带有两个组织的标志。如：ANSI/ASME锅炉及压力容器规范，第九卷，和AWS D1.1, 钢结构焊接规范（见图5.4和5.5）。 焊接检验师使用的其它常用标准有美国石油协会的API 1104，管道及相关设施的焊接标准。意如其名，此标准适用于全国石油运输及储存的所有管路及其它设施的焊接。此标准包含焊接工艺评定、焊工及焊接操作工技能评定，适用于原油、石油产品气体燃料中压缩机、泵、运输管路中对接接头焊及T型接头的气体保护焊和电弧焊。API1104 也包括焊缝目视检验和RT检验要求(见图5.6)。 ASTM协会还编写了许多有关材料和试验方式的技术要求。这些标准包括各种行业的金属和非金属产品。这些技术要求由买方和供货商而定。双方就材料和试验方式的要求达成共识。当使用某种材料进行某种试验时，这些现存的技术要求就非常方便双方的交流（见图5.7）。技术要求本文讨论的最后一类文件资料即技术要求。这类文件被描述为“产品部件的详细说明；对某一部件实际尺寸或要求尺寸、质量、性能、条款等的解释。”技术要求就是对某些条款或操作步骤的详细说明。技术要求中不仅列出要求，而且还列出了具体的测量方法。技术要求根据不同的需要以不同的形式存在。许多公司常常编写一些内部技术要求，这些技术要求反映生产制造中的材料发放及工艺。这种技术要求可以在公司内部使用，也可以提供给供货商说明公司需要购买的产品的类型。当要求已经书面化，则更加可以确保所提供的产品或服务能满足客户的需求。工程部和采购部用技术要求来反映它们的要求。除了公司内部技术要求，许多组织还颁布了其他技术要求或标准供工业界使用。表5.1列出了这些组织的详细资料。这些组织有很多共同感兴趣的领域，如：焊接，所以他们已达成协议减少技术要求的重复。用于某些产品的技术要求由某一组织编写，此组织承担所有的责任。每个编写标准或技术要求的组织都由自愿者或任务小组组成并完成这项任务。这些组织的成员都是该领域的专家。他们初步编写技术要求或标准，然后由更大的组织进行审核。每个组织的主委会是由生产商、用户和政府部门的一些成员组成。为了避免某一集团的控制或减少他们的影响，必须规定所有成员的比例。联邦政府完善或采用技术要求和标准用于公众产品。技术要求或标准编写委员会常常有联合政府部门或机构的人员组成，这些机构对某些产品或服务负责。其他为各自的行业编写技术要求的组织有API和AWS。API技术要求涉及石油工业中的材料和设备的要求。AWS编写了许多制造中焊接填充金属及焊接型式的要求。规范的A5.XX、AWS A5.1AWSA5.33涉及不同类型的焊接材料要求。例：A5.1关于手工电弧焊中有关碳钢药皮焊条的详细资料，包括焊材的类别号、熔敷金属的化学成分及机械性能、要求的试验、试验细节、尺寸要求及包装。AWS A5.01，填充金属采购指南则概括了填充金属的采购程序。AWS编写的其它规程（技术条件）则反映了各种类型设备的不同制造要求。详见D14.1到D14.6。其中包括这些文件：其中每个规程都和AWS D1.1的总要求有关。l D14.1 工业及工厂吊车的焊接规程l D14.2 金属切割机床刀具焊接规程l D14.3 推土机及施工设备的焊接规程l D14.4 机械设备焊接接头规程l D14.5 印刷机及印刷设备的焊接规程l D14.6 旋转设备规程表5.1标准编写机构美国焊接协会（AWS）1美国气体协会（AGA）550 N.W. LeJeune Rd.1515 Wilson BoulevardMiamim FL 33126Arlington, VA 22209Tel. (305) 443-9353Tel. (703) 841-8400Fax (305) 443-7559Fax (703) 841-8406铝协会（AA）1美国矿业、冶金及石油工程协会(AIME)900 19th Street, N.W345 East 47 th StreetSuite 30014 th FloorWashington, DC 20006New York, NY 10017Tel. (202) 862-5100Tel. (212) 705-7676Fax (202) 862-5164Fax (212) 371-9622美国石油协会（API）设备工程协会1220 L Street, N.W.8180 Corporate Park DriveWashington, DC 20005-8029Suite 305Tel. (202) 682-8000Cincinnati, OH 45242Fax (202) 682-8115Tel. (513) 489-2473Fax (513) 247-7422美国州立高速公路及运输协会（AASHTO）444N. Capital Street, N.W.美国钢结构协会（AISC）Suite 249One E. Wacher DriveWashington, DC 20001Suite 3100Tel. (202) 624-5800Chicago, IL 60601-2001Fax (202) 624-5806Tel. (312) 670-2400美国船检局（ABS）Fax (312) 670-5403Two World Trade Center106 th Floor美国钢铁协会（AISI）1New York, NY 100481101 17 th Street, N.W.Tel.(212) 839-5000Washington, DC 20036-4700Tel. (202) 452-7100研磨工程协会（AES）Fax (202) 463-6573108 Elliott DriveButler, PA 16001-1118美国核协会（ANS）Tel. (412) 282-6210555 North Kensington AvenueFax (412) 282-6210La Grange Park, IL 60526Tel. (708) 352-6611美国国家标准协会（ANSI）Fax (708) 352-049911west 42 nd Street12th Floor美国铁路工程协会（AREA）New York, NY 10036-800250 F Street, N. W. Suite 7702表5.1 (续)标准编写机构Tel. (212) 642-4900Washington, DC 20001-2183Fax (202) 398-0023Tel. (202) 639-2190Fax (202) 639-2183美国土木工程协会（ASCE）345 East 47 th Street美国机械工程师协会（ASME）New York, NY 10017345 East 47 th StreetTel. (212) 705-7496New York, NY 10017-2392Fax (212) 355-0608Tel. (212) 705-7722Fax (212) 705-7674美国无损探伤协会（ASNT）1711 Arlingate Lane美国质量控制协会（ASQC）P.O. Box 28518P.O. Box 3005Columbus, OH 43228-0518611 East Wisconsin AvenueTel. (614) 274-6003Milwaukee, WI 53201-3005Fax (614) 274-6899Tel. (800) 248-1946Fax (414) 272-1734美国安全工程协会（ASSE）1800 East Oakton美国材料与试验协会（ASTM）Des Plaines, IL 60018-21871916 Race StreetTel. (847) 699-2929Philadelphia, PA 19103-1187Fax (847)296-3769Tel. (610) 832-9500Fax (610) 832-9555美国焊接协会（AWI）10628 Dutchtown Road美国水工厂联合会（AWWA）Knoxville, TN 379326666W. Quincy AvenueTel. (423) 675-2150Denver, CO 80235Fax (423) 675-6081Tel. (303) 794-7711Fax (303) 795-1440ASM国际集团（ASM）9539 Kimsmin Road美国铁路协会（AAR）Materials Park, OH 4407350F Street, N.W.Tel. (216) 338-5151Washington, DC 20001-1564Tel. (202) 639-2100钢铁工程协会（AISE）Fax (202) 639-5546Three Gateway CenterSuite 1900加拿大标准协会（CSA）Pittsburgh, PA15222178 Rexdale BoulevardTel. (412) 281-6323Rexdale, Ontario M9W 1R3Fax (412) 281-4657CanadaTel. (416) 744-4000表5.1 (续)标准编写机构加拿大焊接局（CWA）砂轮协会（GWI）254 Merton Street30200 Detroit RoadToronto, Ontario M4S 1A9Cleveland, OH 44115-1967CanadaTel. (216) 899-0010Tel. (905) 487-5415Fax (216) 892-1404加拿大焊接研究协会（CWDI）工业事故防范协会（IAPA）391Burnhamthorpe Road100 Front Street WestEast Oakville, Ontario L6J 4Z2Royal York Hotel AreadeCanadaToronto, Ontario M5J1R3Tel. (905) 845-9881CanadaTel. (416) 366-3711铜研究协会1260 Madison Avenue工业安全设备协会（ISE）New York, NY 10016-24011901 N. Moore StreetTel. (212) 251-7200 或1-800-232-3282Suite 808Fax (212) 251-7234Arlington, VA 22209Tel. (703) 525-1695压缩气体协会（CGA）Fax (703) 528-21481725 Jefferson Davis Highway Suite 1004国际焊接协会（IIW）Arlington, VA 22202-4104550 N.W. LeJeune RoadTel. (703) 412-0900Miami, FL 33126Fax (703) 412-0128Tel. (305) 443-9353Fax (305) 443-7559美国低温实验协会（CSA）c/o Huget Advertising国际标准组织（ISO）1033 South Boulevard(见美国国家标准协会)Oak Park, IL 60302Tel. (708) 383-6220国际氧气制造商协会（IOMA）Fax (708) 383-9337P.O. Box 16248Cleveland, OH 44116-0248爱迪生焊接协会（EWI）Tel. (216) 228-21661250 Arthur E. Adams DriveFax (216) 228-5810tel. (614) 688-5000fax (614) 688-5001国际钛协会1871 Folsom Street国际生产制造协会（FMA）Suite 200833 Featherstone Road Boulder, CO 80302-5714Rockford, IL 61107-6302Tel. (303) 443-7515Tel. (815) 399-8700Fax (303) 443-4406Fax (815) 399-7279表5.1 (续)标准编写机构材料控制工业协会资料管理中心38720 Red Oak BoulevardU.S. Government Printing OfficeSuite 201Washington. DC 20402Chariotte, NC 28217-3957Tel. (202) 783-3238Tel. (704) 522-8644Fax (704) 522-7826超声波工业协会（UIA）3738 Hilliard Cemetery Road国家防腐工程协会P.O. Box 628, Hilliard, OH 43026Box 218340Tel. (614) 771-1972Houston, TX 77218-8340Fax (614) 771-1984Tel. (713) 492-0535Fax (713) 492-8254担保人实验办公室（UL）333 Pfingsten Road国家锅炉及压力容器检验工程师协会（NBBPVI）Northbrook, IL 600621055 Crupper AvenueTel. (312) 272-8800Columbus, OH 43229Tel. (614) 888-8320锅炉与压力容器统一法规协会（UBPVLS）Fax (614) 888-0750308 N. Evergreen RoadSuite 240, Louisville KY 40243-1010国家电器制造商协会（NEMA）Tel. (502) 244-60292101 L. Street, N. W.Fax (502) 244-6030Washington, DC 20037Tel. (202) 457-8400焊接研究委员会（WRC）Fax (202) 457-84113 Park Avenue, 27 th FloorNew York, NY 10016国家消防协会（NFPA）Tel. (212) 591-7956P.O. Box 91011Fax (212) 371-9622Batterymarch ParkQuincy, MA 02269-9101焊接钢管协会（WSTI）Tel. (617) 770-3000522 Westgate TowerFax (617) 770-0700Cleveland, OH 44116Tel. (216) 333-4550海军刊物及信件中心2700 Andrews Robbins Avenue钢容器协会（STI）Blge. 4, Sect. D570 Oakwood RoadPhiladelphia, PA 19111Lake Zurich, IL 60047-1559(215) 697-2179Tel. (847) 438-8265 Fax (847) 438-8766此处所列机构的细节参考AWS焊接手册第1卷第八版第13章“规范与标准”1“UNS”指定编号2 军事规程3 联邦规程美国国家标准协会（ANSI）是一个民间组织，负责美国国家标准的协调。ANSI事实上并不编写标准，只组织国内的相关的审核小组以决定哪项标准符合公众的利益。每个小组的成员来自和各种文件资料有关的不同组织。如果一项标准被一致认同，就会被采用作为国家标准。但是，ANSI标准的采用并不是强制性的。其它工业国家也编写并发行了焊接标准。国际标准化组织（ISO），其目的就是建立国际统一的标准以便进行国际贸易和服务。ISO由80个国家的标准编写组织组成，采用或编写了4000多项标准。ISO标准的出版权属ANSI。美国焊接协会（AWS）出版了许多有关焊接使用及质量控制的资料。这些资料包括：规范、技术要求、推荐篇、分类、焊接方式及指导说明。AWS刊物涉及到以下内容：定义及符号、填充金属、评定及试验、焊接工艺、焊接应用及安全（见图5.8）。材料控制在许多国家，制造的一个重要方面就是材料的识别及跟踪。这在压力容器和核设备制造工厂尤为重要。有些焊接检验师常规工作的一部分就是协助材料的控制。这种情况下，焊接检验师就必须能够正确的进行材料识别，并能就相关资料进行比较。焊接材料的订购需符合某个标准及技术要求。为了确保合同与标准规范的一致性，供货商必须附上标有材料重要特征的文件资料。这些文件有时为材料试验报告，其英文缩写为“MTR”。还有些时候是文件“MTC”，为材料试验证明书。这些文件常常来自制造商阐述材料化学及物理特性的证明文件。文件通常既典型又实际。典型特性就是笼统地表示材料符合某个技术要求。实际就是材料特性已经实际的测量并在MTR中逐条列出。这两条特性都表明材料符合技术要求。实际特性描述了材料所测得的化学及机械特性，有：板材、管子、棒材、型材及焊接填充金属等。见图5.9。当材料到达制造现场，焊接检验师要负责MTR的审核。这项审核有助于识别材料是否符合所有技术要求。一般情况下，根据类型、牌号、炉号等进行区分。材料识别后，对其进行油漆标记或在材料表面某些明显位置进行标注。焊接检验师将这些识别标记和MTR中的信息进行对比，确保提供正确的文件资料及材料。为了对材料成功的控制，必须要有材料控制体系，以便对在制造过程的每个阶段的材料进行跟踪。其目的在于对产品中每个材料能追溯至MTR和材料的供应商。许多产品制造中，这不是一项绝对要求。许多工业，如：核工业和航空工业，在制造中对此项有绝对要求。一般工厂都会规定哪些部件需要进行制造跟踪。焊接检验师也在材料控制体系中进行检验。焊接检验师可审核文件的一致性，或只进行简单检查确保此项工作已由其它人员完成。焊接检验师可以深入到整个材料控制体系或仅仅某一方面，如材料识别规程。一个成功的材料控制体系有几个重要特性。第一，尽可能简单。如果一个体系过于复杂，它可能不会被接受领会，最终导致控制失败。能让每一个人都理解的简单材料控制体系更易成功。另外一个重要特征就是：能对其进行适当的检验，确保体系不被破坏，从而不会导致跟踪失效。有几种方法可确保对材料的有效跟踪。根据材料控制的程度和所需材料的类型，公司建立符合各自需要的体系。如果仅仅可能使用两三种不同型号的材料，简单、单独的体系就足够了。这种方式要求各种材料要单独存放。此种隔离使用特殊的、注有标记的架子或者在制造工厂的某一单独的区域使用不同型号的材料。进行材料控制的另一种有效的方法就是使用颜色区分。每一种型号或牌号的材料使用某重颜色进行标注。材料验收时，负责材料的人员做正确的颜色标记。在后期制造中，材料标记可以帮助材料的识别。材料的颜色标注暴露在阳光或大自然中，其颜色会改变，所以必须考虑颜色标记的“牢度”或耐久度。由于日晒引起的颜色变化可能会导致材料控制的严重错误。另外，必须考虑标注的颜色不能对材料本身有损害。例：含氯量高的标记材料对奥氏体不锈钢材料有损害；含硫量高的标记材料对高镍合金有损害。材料控制的另一种方法就是使用字母数字编号。可以采用将整个识别符号移至每一小块材料的方法来进行材料跟踪。但是，信息范围可能非常广泛，需要大量的时间和精力。字母数字编号使用时可以减少信息范围，例：类型、牌号、尺寸、炉号、批号等。字母数字编号（也可以很短）可以注于材料上用来简化材料跟踪。收到一批材料，这批材料有规定的型号、牌号、炉号等，则标上A1、A2、A3、D1、D2等。材料信息标于一页小标签上并有适当的字母数字编号，通过这些特殊的符号就可进行制造过程中的材料跟踪。这些缩写的符号比那些复杂的的标记更容易移植。本文要讨论的最后一种材料控制的方法就是“条形码”，在材料控制和储存控制中自动使用并且非常有效。条形码使用一簇短的、不同宽度的垂直线段作为材料标记。这些条形码可以在一定的区域手工或自动标上。使用条形码要有阅读器，阅读器能够扫描条形码并将线段信息翻译成实际型号、牌号、化学成分等。这套体系非常有效，许多工厂在材料控制方面都选择这一体系。这些标注体系的识别符号都必须非常明显。如果部件较大，习惯将标记标在好几处。如果部件较小，标记标在板材两对角处或管子、型材、棒材两端。如果材料被分成两半，每一半则保留标记。如果材料被进一步切割，必须将标记移植到每一块材料，包括被储存的材料。许多管材制造商在管子的长度方向上每36英尺印上管子尺寸、管子技术要求号及炉号等简易标注。焊接检验师由于工作原因会涉及以上几种材料控制体系。涉及的工作可能为审查、标注或简单检查焊件上的标记即可。合金识别合金识别符号一般由一些工业协会完善，如：汽车工程协会（SAE）、美国钢铁协会（AISI）、铜研制协会（CDA）。有些合金识别符号产生于某些工业，与其它工业没有太大关系。所以，这些工业协会所创的合金识别符号相互覆盖，甚至完全不同的合金使用相同的识别符号，导致混淆甚至错误。1974年创建的统一数字体系（UNS）有助于许多国际通用的数字系统的内部联系，这几个数字系统由许多协会、贸易组织、个体、金属及合金生产商支持（见图5.10）。UNS体系可以防止同一材料使用不同识别符号引起混淆，还可以防止两种或两种以上不同材料使用相同的识别符号。统一数字体系使用标准有利于有效索引、记录保存、数据储存、金属及合金的修正及相互参考。这一体系不是有关材料的形式、条件、质量的规程，它的创立只为基本识别。UNS可以为每一种有：“商业意义”或“生产价值”的金属或合金标注字母数字标记。意思是说这些金属及合金有实际工业价值或已固定生产。UNS建立了18个系列金属及合金基本符号。每一个系列包含一单个的字母前缀，其后是5个数字。多数情况下，字母对金属系列具有提示作用。（如A代表铝，S代表不锈钢）。图表5.11列出了基本符号及金属、合金分类。此资料出自SAE HS-1086/ASTM DS-56 E，统一数字体系中的金属及合金（SAE和ASTM联合出版）。为了说明金属和合金编号可以相互参考，请参考下文：AISI1020 = 碳钢UNSG10200 = 碳钢CDAC36000 = 高速切削黄铜UNSC36000 = 高速切削黄铜“UNS”主要编号系列A 00001-A99999铝及铝合金C 00001-C99999铜及铜合金E 00001-E99999稀土金属及类似金属及合金F 00001-F99999铸铁G 00001-G99999AISI及SAE碳钢及合金钢H 00001-H99999AISI及SAE H钢J 00001-J99999铸钢（除刀具钢材外）K00001-K99999硬质合金钢及铁基合金L00001-L99999低熔点金属及合金M00001-M99999硬质非铁基金属及合金N00001-N99999镍及镍合金P00001-P99999贵金属及合金R00001-R99999活性耐火金属及合金S00001-S99999耐热耐腐蚀钢（包括不锈钢），阀门钢及铁基高温合金T00001-T99999工具钢，锻件及铸件W00001-W99999焊接填充金属Z00001-Z99999锌及锌合金图5.11UNS基本编号在每组“UNS基本编号”系列内，建立一“次要分编号”对金属及合金进行分类。如图表5.12所示，焊接填充金属在主要UNS分类后，已被细分为一系列的分编号。读者必须知道此清单为填充金属，由化学成分来决定。此清单不能与AWS符号混淆。在AWS中，E代表焊条，而UNS对焊条分类是基于焊缝熔敷金属。本单元这一章节提供的资料只作说明，帮助你去理解编号系统中的材料符号。若要得到一些详细的解释或得到金属及合金在统一数字体系中的附加列表，读者可以联系表5.13中所列的资料（这些组织的地址及电话号码在前文已有所列）。“UNS”-次要编号系列“UNS” 编号规定组织W 00000-W99999焊缝填充金属-碳钢AA铝研究协会W 10000-W19999焊缝填充金属-锰钼合金ASTM美国材料及试验协会W 20000-W29999焊缝填充金属-镍钢AWS美国焊接协会W 30000-W39999焊缝填充金属-奥氏体不锈钢CDA铜发展研究协会W 40000-W49999焊缝填充金属-铁素体不锈钢SAE汽车工程协会W 50000-W59999焊缝填充金属-铬基低合金钢ZI锌研究协会W 60000-W69999焊缝填充金属-铜合金W 70000-W79999焊缝填充金属-表面堆焊合金图5.13一些合金的研究组织W 80000-W89999焊缝填充金属-镍合金图5.12UNS的次要编号常用钢的技术要求焊接检验师有时要将材料的实际性能和材料技术要求中的特性相对比。ASTM组织已经编写了许多材料技术要求。参考这些要求，可以得到许多信息。为了更进一步了解这些信息，这里将讨论一种常用钢的技术要求。例如：ASTM技术要求A514，高屈服强度、适用于焊接的、淬火及回火合金钢板。我们将用这个技术要求来阐述常用钢的技术要求中的一些细节。焊接检验师可以通过其中一些重要章节来了解技术要求的基本格式。范围 精确地说明了技术要求所阐述的内容。即技术要求覆盖的范围。引用文件 技术要求中所要参考的其他文件的目录。订货须知 符合此技术要求的材料。一般依照ASTM A6，而不是按照每个独立的技术要求。制造工艺 列出产品生产的方式。热处理 列出合金的热处理细节。化学成分 为您提供一张列有化学成分要求的表格。标出这几个牌号非常重要，而且每个牌号有各自的化学成分。拉伸要求 为您提供一张列有所需合金拉伸强度的表格。对于不同的厚度范围，拉伸强度一般是不同的。布里涅耳硬度要求 说明布里涅耳硬度试验的范围及要求。试样 列出任何与试样位置、准备、处理有关的信息。试验数量 列出试样的数量。重新试验 此章节阐述试验不合格的试样需要遵循的程序。标记 有关材料识别说明。增补要求 列出所有买方提出的增补要求。如果买方在采购单上不作说明，则不考虑增补要求。常用的填充金属技术要求焊接检验师还要审核焊接填充金属特性，检查是否与技术要求一致。技术要求之一，AWS A5.1，碳钢药皮焊条技术要求将作为一例详细阐述。技术要求的一些重要特征将在此阐述：范围 说明技术要求所涉及的内容。A部分基本要求分类 列出分类的基础。列表说明参考资料。这些分类基于电流的类型、熔敷金属的类型、焊接位置、化学成分及机械