SEW-110-铸件焊接工艺评定-中文

SEW 110铸钢件焊接工艺试验德国钢铁冶金协会钢铁材料标准(简称“SEW”) 1986年7月铸钢件焊接工艺试验 SEW 110第1版1、 范围本标准为下列类别的铸钢件焊接工艺试验配备指导文件。铸钢件符合DIN 1690-1的界定。非合金与合金的铁素体，包括马氏体奥氏体奥氏-铁素体经协商后，本标准也可用于结构件焊接工艺试验。2、 工艺试验目的利用工艺试验，验证用于铸钢件焊接的焊接条件及焊接参数，包括焊后热处理、适应母材的冶金特性、熔敷金属和气体，使得用此焊接规程符合要求。特殊焊接规程试验，采用模拟铸件实际焊接规程的方法，这能预示着用相同方式焊接铸件将同样符合规范。通常情况下，规定的要求与母材要求是相同的。3、焊工资质锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，只能由具有符合 DIN 8560要求的焊接资质人员施焊。4、工艺说明进行工艺试验前，制造者应提供详细的焊接试验任务书(焊接计划)。焊接试验应包括以下内容：铸件说明(图纸、材料等)试件尺寸与热处理状况焊接工艺焊接辅料说明(焊材、焊剂等)焊条或焊丝种类及尺寸焊接保护气体种类所要求的焊接技术参数，如电流种类、极性、电压、电流强度、送丝速度。焊接接头的准备焊接位置接头型式与焊接顺序(多层多道的焊层、焊道)最低预热温度与最高层间温度焊后热处理及热处理温度的具体范围特殊措施，如加衬垫。5、焊接与试件类型焊接应为多层多道全熔透焊，且在焊口单边缘开约10坡口。所要求的焊缝角度坡口，是在两块足够大的试块上，用机械加工或热切割后打磨边缘制成。在焊接试验开始前，将两试块牢固地焊在一起，焊缝距试块两端至少50mm长、为全填充焊缝，见图1示。一般情况下，焊接焊缝不带衬垫。如果在铸件上焊的是单层单道焊缝(如表面缺陷修复)，建议在同样试件上额外焊一条单层单道焊缝进行评定。额外的单层单道焊缝焊在试块的合适位置，长约50mm、宽达3mm，见图1示。6、焊接辅助材料(焊丝、焊条、焊剂等)所选用的焊接辅助材料须满足焊接规范中焊接参数要求，包括焊后热处理。通常应遵循所用的铸钢件的交货技术条件(如DIN 钢铁产品表)。锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，只有已批准的熔敷金属材料(焊丝、焊条等)才可使用。7、焊接方法焊接方法必须与铸件上所用的焊接方法一样。如下：手工电弧焊(E)熔化极气体保护焊(MSG)，如MIG焊和MAG焊，用实心或药芯焊丝非熔化极气体保护焊(TIG)图 1-检测图示图1检测图示说明：1)用叠加的单道焊检测多道焊。检测层位置按图示位置。试件长约400mm、宽约400mm。2) 检测项、试样及标准清单检测图示编号试样描述 a) 多道焊 (试样616按图示测试层)1焊缝金属的光谱分析(化学成份)试样2宏观晶相(金相)及维氏硬度检测试样3微观晶相(金相)检测试样452个侧弯检测试样 标准 DIN 50121第1部分(是1978年版本，已被EN910-1996取代)6拉伸试验检测试样(母材) 标准DIN 50125(A、B、C、D型)(找到的最新标准为2009年版本)7拉伸试验检测试样(焊缝) 标准DIN 50125(A、B、C、D型)(找到的最新标准为2009年版本)8103件一组的ISO V型缺口冲击检测试样(母材) 标准DIN 50115(找到的最新标准为1991年版本)1113ISO V型缺口冲击检测试样，标准DIN 50115。热影响区，缺口位置PO-U 0.5至1，按DIN 50122 (是1984年版本，已被EN 875-1995或ISO 9016-2001取代)。4163件一组的ISO V型缺口冲击检测试样(焊缝)缺口位置S，按DIN 50122。17耐晶间腐蚀检测试样 标准DIN 50914 或SEP 1877b) 附加的单层单道焊18宏观晶相(金相)及硬度检测试样19微观晶相(金相)检测试样20侧弯检测试样 标准 DIN 50121第1部分检测层试件厚度d50mmM-中间检测层(d/2)试件厚度d50mmO-上端检测层(d/4)U-下端检测层(3d/4)8、焊接位置 焊接通常为平焊位置(同时见第13.4条)。9、焊后热处理 焊后热处理应在交货技术条件中说明。通常给定的温度范围根据第4条，在工艺说明中规定。工艺试验所使用温度应取工艺说明中规定温度的中间范围。10、检验范围10.1 无损检测10.1.1焊前无损检测 如果可将焊前所进行的相似的无损检测结果拿来对比，那么判断焊后无损检测的结果就会大大简化。因此，建议焊前如下项检测：检测坡口表面缺陷，可渗透检测SEP 1936或磁粉检测SEP 1935。(SEP 1936或SEP 1935已用于DIN 1690-2中)对焊缝区进行射线探伤，按DIN54111-2，等级B。10.1.2焊后无损检测 焊接后对试件焊缝区进行如下项检测：射线探伤，按DIN54111-2，等级B。对于壁厚35mm的铁素体铸钢件焊接，需增加超声波探伤，按SEP 1922，等级1。热处理后检测表面缺陷，可渗透检测SEP 1936或磁粉检测SEP 1935。10.2 焊缝金属化学成份检测测定焊缝金属的化学成份并出报告。10.3 机械性能、金相组织检测及腐蚀试验表1规定，按图1示的检测方案来检测机械性能、金相组织及耐腐蚀检验。对试件厚度50mm，横向拉伸和缺口弯曲试验均为单试样且取在焊缝金属中间。试件厚度50mm，检测试样在焊缝金属上分两层取样。图 2 多层多道焊缝硬度检测法-维氏硬度压痕检测法 尺寸单位：mm，硬度压痕间距为1mm。表1 - 按第10.2和10.3条进行的检测范围。检测项如下：焊缝金属化学成份，机械性能，金相组织及腐蚀试验。检验项材料类别铁素体和马氏体奥氏体奥氏体-铁素体 1、多层多道焊 Yes-做检验 N/A-不做检验多料组3 样试验报告蚀试验666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666焊缝金属分析YesYesYes焊缝宏观晶相截面YesYesYes母材、过渡区、焊缝区的微观检验。YesYesYes按图2进行的硬度检测，检测方法维氏硬度HV10。 YesN/AN/A在焊缝横截面并根据试板总厚度1) 取样，做2个侧弯检测，标准 DIN 50121第1部分。YesYesYes在室温下对母材做拉伸试验，标准DIN 50145(已被DIN EN ISO 6892-1-2009取代，ISO 6892-1与国标GB/T 228-2010等同。)。试样取自母材，按标准DIN 50125为圆形拉伸试样。YesYesYes续表1检验项材料类别铁素体和马氏体奥氏体奥氏体-铁素体 (续)1、多层多道焊 Yes-做检验 N/A-不做检验多料组3 样试验报告蚀试验777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777在室温下对焊缝做拉伸试验，标准DIN 50145。试样取自焊缝周围，见图1示，按标准DIN 50125为圆形拉伸试样。纯焊缝金属的拉伸试验按协商。YesYesYes缺口冲击试验2)，ISO V型缺口，标准DIN 50115。每个试板做3组试样，如下：是否检测按下列母材YesYesYes热影响区YesN/A3)N/A焊缝金属YesYesYes耐晶间腐蚀检测 标准DIN 50914 或SEP 1877 N/AYesN/A 2、附加的单层单道焊 Yes-做检验 N/A-不做检验焊缝宏观晶相截面YesYesYes母材、过渡区、焊缝区的微观检验。YesYesYes硬度检测(母材、过渡区、焊缝区)，方法维氏硬度HV10。 YesN/AN/A在焊缝横截面取样做侧弯试验，按DIN 50121第1部分，试样宽度50mm。YesYesYes上述右上角标说明：1)侧弯试验最大宽度为50mm。试件厚度大于50mm，按图1示取2层。2)试验按母材交货技术条件中验收规定的温度进行。 如果相关材料标准中没有关于缺口冲击试验的说明(如耐热铸钢类)，则取消缺口冲击试验。3) 用于较低温度下时的奥氏体铸钢类，该项检验不取消。4)如果奥氏体-铁素体铸钢类要求有耐晶间腐蚀性，则该项检验不取消。11、检验规范11.1 无损检测结果焊后的焊缝区表面缺陷检测与射线检测符合DIN 1690-2等级1要求。如果射线检查或超声波检查发现有裂纹和边接头缺陷是不允许的。其它在“AD Merkblatt HP5/3”中详述的、临界内缺陷是允许的。11.2 机械性能检验、金相组织检验及耐腐蚀测试结果按10.3条(也见表1)检测的机械性能、金相组织及耐腐蚀测试结果，必须满足各类铸钢件交货技术条件确定的要求。如果这些要求因技术上无法满足，或这些铸钢件因特殊境况不需要满足，则必须进行协商。12、文件资料对每一成功的工艺试验必须提供试验报告，试验报告应包含附录A中指示的详细细节及引用认可范围(见第13条)。文件最好是用附录A所示的文件格式。作为最低要求，下列文件必须附在焊评的报告中：根据第4条提出焊接试验任务书(焊接计划)拟定取样方法(见图1样例)施焊记录(见附录B样例)热处理记录所进行的所有无损检测和破坏性试验及与之相关的检测结果报告13、焊接工艺评定的认可范围13.1 规范认可范围见表2.1和表2.2。13.2 铸件材料的认可范围见表3。13.3 试件厚度为s的认可范围为：所有1.5s的厚度范围。当厚度100mm时，上限无规定。13.4 仰焊适用立焊位置或平焊位置，立焊位置适用平焊位置，表2.1和表2.2中规定的其它允许的适用范围。13.5 无衬垫全熔透焊适用带衬垫全熔透焊。13.6 全熔透焊适用“U”型接头焊缝。13.7 焊接工艺评定的有效性为由焊接主管负责确定的试验报告范围内。14、焊评的时效性 只要焊接评中的参数(焊接计划)和相应的检测结果，不超出表2.1和表2.2中归为A类的各项要求允许的限度，焊评就有效。 锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，检测人员的资质有效期符合TRD 201和AD规范(德国压力容器规范)中相关资料篇HP 2/1的要求。表2.1 需另做焊接工艺评定的影响因素1) -电弧焊(E)影响因素相对于做过的工艺评定有变化的因素评定A) 2)B) 3)1、母材1.1材料其他材料组别按表31.2材料厚或试件厚按照第13条，材料厚度超出允许的材料厚度范围1.3硬度等级母材相同，高硬度等级。母材相同，低硬度等级。2、衬垫(背板)衬垫使用类似的金属使用相类似的金属垫板，焊后完成后去除。3、焊接材料3.1手工电焊条 另一类型的电焊条 其它合金 其它药皮3.2焊条芯焊接所用焊条直径比下列2种尺寸更大或更小时 较大焊条直径 较小焊条直径4、焊接位置另一种焊接位置(焊接位置改变)： 焊位更困难的条件下(如焊位被限制)焊位更容易的条件下5、热输入5.1预热温度在配备的母材允许情况下，预热至不超过60K的温度。续表2.1 需另做焊接工艺评定的影响因素1) -电弧焊(E)影响因素相对于做过的工艺评定有变化的因素评定A) 2)B) 3)5、热输入5.2层间温度层间温度提高时表3中材料组别为3.1、3.2、3.4、5.1、5.2的层间温度超过60K时。表3中剩下的材料组别的层间温度超过100K时。6、焊后热处理6.1类型其它类型的焊后热处理(无焊后热处理、消除应力退火、正火、固溶退火、回火)6.2温度在母材允许情况下，焊接工艺规范(焊接计划)中对上述的焊后热处理温度改变。7、工艺规程7.1焊接参数另外一种电流参数及极性在电焊条允许范围内改变电流强度7.2封底焊使用封底焊7.3焊缝结构单层单道焊代替多层多道焊7.4焊接型式U型焊接接头代替全熔透焊接上述右上角标说明：1) 锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，检测人员的资质要符合TRD 201和AD规范(德国压力容器规范)中相关资料篇HP 2/1的要求。2) A 是焊接工艺评定中重要的影响因素。相对于先前的焊接工艺规程有任何修改都需要新的评定。3) B 是焊接工艺评定中非重要的影响因素。相对于先前的焊接工艺规程有修改不需要新的评定。表2.2 需另做焊接工艺评定的影响因素1) 气体保护焊(MSG，WIG)影响因素相对于以前的工艺评定有变化的因素评定A) 2)B) 3)1、母材1.1材料其他材料组别按表31.2材料厚或试件厚按照第13条，材料厚度超出允许的材料厚度范围1.3硬度等级母材相同，高硬度等级。母材相同，低硬度等级。2、衬垫(背板)衬垫使用类似的金属使用相类似的金属垫板，焊后完成后去除。3、焊缝金属3.1成份 另外一种合金的焊缝金属3.2焊丝直径焊接所用焊丝直径比下列2种尺寸更大或更小时 较大焊丝直径 较小焊丝直径3.3实芯焊丝和药芯焊丝用药芯焊丝代替实芯焊丝，反之也亦然。4、焊接用气体4.1保护气体使用另外一种保护气体 不同特性 相同特性4.2气体流量改变保护气体的流量5、焊接位置另一种焊接位置(焊接位置改变)： 焊位更困难的条件下(如焊位被限制)焊位更容易的条件下6、热输入6.1预热温度在配备的母材允许情况下，预热至不超过60K的温度。6.2层间温度层间温度提高时表3中材料组别为3.1、3.2、3.4、5.1、5.2的层间温度超过60K时。表3中剩下的材料组别的层间温度超过100K时。续表2.2 需另做焊接工艺评定的影响因素1) 气体保护焊(MSG，WIG)影响因素相对于做过的工艺评定有变化的因素评定A) 2)B) 3)7、焊后热处理7.1类型另外一种类型的焊后热处理(无焊后热处理、消除应力退火、正火、固溶退火、回火)7.2温度在母材允许情况下，焊接工艺规范(焊接计划)中对上述的焊后热处理温度范围改变。8、工艺规程8.1焊接参数电压或电弧种类的改变(短弧、喷射电弧、脉冲电弧)在电焊条允许范围内改变电流强度8.2封底焊使用封底焊8.3焊缝结构单层单道焊代替多层多道焊8.4焊接型式U型焊接接头代替全熔透焊接上述右上角标说明：1) 锅炉与压力容器类铸件焊接试验，由有资质的人进行质量控制检测，检测人员的资质要符合TRD 201和AD规范(德国压力容器规范)中相关资料篇HP 2/1的要求。2) A 是焊接工艺评定中重要的影响因素。相对于先前的焊接工艺规程有任何修改都需要新的评定。3) B 是焊接工艺评定中非重要的影响因素。相对于先前的焊接工艺规程有修改不需要新的评定。表3 焊接工艺评定允许的铸钢材料组别分类认可范围1) 材料组别铸钢种类工艺评定认可范围1.1非合金2)铸钢类C0.23%，Si0.50%，Mn1.6%，其它元素(Cr、Mo、Ni等)合计0.8%。该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组碳当量CE+0.13) 的铸钢。1.2C0.23%的非合金铸钢类C0.23%的Si、Mn合金铸钢耐热铸钢GS 22 Mo4。该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组和1.1组碳当量CE+0.13) 的铸钢。1.3微合金硬铸钢Mn1.6%，Mo0.25，及其它元素，如Cu、Nb、V。焊接工艺评定与铸钢种类相关。也适用于1.1组和1.2组碳当量CE+0.13) 的铸钢。2.1Cr5%的Cr-Mo耐热铸钢和Cr-Mo、Cr-Mo-Ni精铸钢。该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组碳当量CE+0.13) 的铸钢。2.2Cr5%的Cr-Mo-V耐热铸钢和Cr-Mo-V、Cr-Ni-Mo-V精铸钢。该组铸钢的焊接工艺评定适用于本组和2.1组的碳当量CE+0.053) 的铸钢。3.1耐热铸钢G-X 12 CrMo 10 1和 G-X 22 CrMo V 12 1G-X 22 CrMoV 12 1类铸钢也适用于G-X 12 CrMo 10 1类铸钢。3.2不锈铬钢铸件G-X 5 CrNi 13 4和 G-X 22 CrNiMo 16 5该两种铸钢的焊接工艺评定互相适用。3.3含1218%Cr且含2%Ni的不锈铬钢铸件。如G-X 8 CrNi 12、G-X 20 Cr14、G-X 22 CrNi 17。该组铸钢的焊接工艺评定也适用于本组较低合金铸钢。3.4按SEW 685的冷韧性镍铸钢。该组铸钢的焊接工艺评定也适用于本组较低合金铸钢。3.5未包含在材料组别3.3中的不锈耐热铬铸钢该组铸钢的焊接工艺评定也适用于本组含较低碳和合金元素铸钢。续表3 焊接工艺评定允许的铸钢材料组别分类认可范围1) 材料组别铸钢种类工艺评定认可范围4.1按DIN 17445的奥氏体不锈钢和按SEW 685的冷韧性奥氏体铸钢件，完全奥氏体铸钢件除外。1)该组中钼合金铌稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它种类的铸钢。2)该组中钼合金非稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它非稳定性铸钢种类。3)该组中无钼合金铌稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有无钼合金铸钢种类。4)该组中无钼合金非稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它无钼合金非稳定性铸钢种类。注：第1)条中的扩大试验范围，适用于冷韧性铸钢。4.2完全奥氏体不锈钢和C0.20%的高耐热奥氏体钢铸件。如：G-X 15 CrNi 25 20G-X 10 CrNiNb 32 20该组中钼合金铌稳定性铸钢的焊接工艺评定也适用于本组中所有其它种类的铸钢，但G-NiCr 50 Nb (2.4813)除外。对G-NiCr 50 Nb需做特殊焊接工艺评定。4.3C0.20%的奥氏体耐热铸钢类该组铸钢的焊接工艺评定方法适用于本组中所有其它种类的铸钢。续表3 焊接工艺评定允许的铸钢材料组别分类认可范围1) 材料组别铸钢种类工艺评定认可范围5.1C0.20%的奥氏体铁素体不锈钢铸件。如：G-X 8 CrNi 26 7G-X 6 CrNiMo 24 8 2该组铸钢的焊接工艺评定方法适用于本组中所有其它种类的铸钢。5.2C0.20%的奥氏体铁素体不锈钢铸件。如：G-X 40 CrNi 27 4该组铸钢的焊接工艺评定方法适用于本组中所有其它种类的铸钢。上述右上角标说明：1) 这是不详细铸钢类型，具体应根据焊接适应性的经验进行归类。2) 按照欧洲标准20相同规格的轧制钢适用于非合金和合金钢铸钢之间的划分。3) CE是碳当量，其值是所进行的相应的铸钢组类焊接工艺评定用的值。CE用下列公式计算：标准参考和其他文件。DIN 1690 第1部分 金属材料铸件交货技术条件-通用要求1)。DIN 1690 第2部分 金属材料铸件交货技术条件-铸钢件的无损检测质量等级1)。DIN 50115 金属材料检验-缺口冲击试验1)。DIN 50121 第1部分 金属材料技术检测-熔焊接头焊缝弯曲检测表面硬化检测1)。DIN 50122 金属材料检验-熔焊接头缺口冲击试验、试样位置、检测报告1)。DIN 50125 金属材料检验-拉伸试验制造指导1)。DIN 50133 金属材料检验-维氏硬度检测，范围HV 0.2HV 1001)。DIN 50145 金属材料检验-拉伸试验1)。DIN 50914 不锈钢耐晶间腐蚀检验-硫酸铜/硫酸法1)。DIN 54111 第2部分 金属材料无损检测-X射线或射线检测；铸铁件射线检验1)。钢铁试验表1877 对