JB4734附录B铝容器焊接工艺评定

JB/T4734-2002附录B铝容器焊接工艺评定JB/T4734-2002附录B

（规范性附录）

铝容器焊接工艺评定B.1范围本附录规定了铝容器焊接工艺评定规则、试验方法和合格指标。本附录适用于铝及铝合金压力容器和常压容器的钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊等的焊接工艺评定。衬铝的钢容器的焊接工艺评定，分别按钢及铝各自的标准和要求评定，即铝的焊接工艺评定按本附录，钢的焊接工艺评定按JB4708执行。B.2总则B.2.1焊接工艺评定应以可靠的铝材焊接性能试验为依据，并在产品焊接之前完成。B.2.2焊接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、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。焊接工艺评定验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，并评定施焊单位能力。B.2.3对于截面全焊透的T形接头和角接接头，当无法检测内部缺陷，而制造单位又没有足够的能力确保焊透时，还应增加制作型式试验件进行焊接工艺评定，经解剖试验确认方能允许施焊产品。B.2.4焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，铝材、焊接材料应符合相应标准，由本单位技术熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。B.3对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则B.3.1评定对接焊缝焊接工艺时，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。评定非受压角焊缝焊接工艺时，可仅采用角焊缝试件。试件形式示意如图B.1。b）第焊建试件堤接工艺评定试件形式b）第焊建试件堤接工艺评定试件形式B.3.1.1板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于管材的对接焊缝，反之亦可。B.3.1.2管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝，反之亦可。B.3.2焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素；补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。铝焊接接头只有在特殊情况下才规定进行冲击试验，才需增加补加因素；次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。B.3.3评定规则B.3.3.1焊接方法B.3.3.1.1改变焊接方法，需重新评定。B.3.3.1.2各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素见表B.1，当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。在铝焊接接头规定进行冲击试验的特殊情况下，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。表B.1焊接工艺评定的重要因素、补加因素及次要因素类别焊接条件重要因素补加因素次要因素GMAWGTAWGMAWGTAWGMAWGTAW母材1）改变母材的类别号OO----2）母材厚度超过已评定过的厚度的有效范围OO----3）任一焊道厚度超过13mmOO----热处理冷成形后的热处理OO----接头1）坡口形式_---OO2）增加或取消铝垫板_---OO3）在同类别号内选择不同铝牌号做垫板_----O4）坡口根部间隙_---OO5）取消单面焊时的铝垫板（双面焊接按有铝垫板的单面焊考虑）----O-6）增加或取消非金属或非熔化的金属焊接衬垫_---OO7）增加铝垫板-----O填允材料1）焊丝牌号OO----2）焊丝直径----OO3）增加或取消填充金属-O----4）填充金属横截面积-----O焊接位置1）焊接位置----OO2）需做清根处理的根部焊道向上立焊----OO3）从评定合格的焊接位置改变为向上立焊----OO预热后热1）预热温度比已评定合格值降低50r以上OO----2）最高层间温度比经评定记录值高50r以上--OO--3）施焊结束后至焊后热处理前，改变后热温度范围和保温时间----O-气体1）保护气体种类OO----2）保护气体流量----OO3）增加或取消背面保护气体或改变流量----OO

表B.1（续）类别焊接条件重要因素补加因素次要因素GMAWGTAWGMAWGTAWGMAWGTAW电特性1）增加线能量或单位长度焊道的熔徽金属体积超过已评定合格值_-OO--2）电流值或电压值_---OO3）在直流电源上登加或取消脉冲电流_----O4）钨极的种类或直径_----O5）从喷射弧、熔滴弧或脉冲弧改变为短路弧或反之O-----技术措施1）不摆动焊或摆动焊_---OO2）焊前清理和层间清理方法----OO3）清根方法_---OO4）焊丝摆动幅度、频率和两端停留时间----O-5）导电嘴至工件的距离----O-6）由每面多道焊改为每面单道焊--OO--7）电（钨）极摆动幅度、频率和两端停留时间-----O8）焊丝（电极）间距----O-9）手工操作、半自动操作或自动操作----OO10）钨极间距-----O11）喷嘴尺寸----OO注1：符号O表示对该焊接方法为评定因家。注2：等离子弧焊（PAW）可参照此表。B.3.1.3当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺时，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和焊接工艺焊接试件，进行组合浮定。组合评定合格后用于焊件时，可以采用其中一种或几种焊接方法、焊接工艺，但应保证其重要因素、补加因素不变，按相关条款确定每种焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围。B.3.2母材B.3.3.2.1本附录根据铝材的化学成分、力学性能和焊接性能将容器用铝母材按表B.2分类。表B.2铝母材分类铝母材类别号铝合金类型铝材牌号I纯铝1A85、1060、1050A、1200铝锰合金3003II铝镁合金（MgW4%）5052、5A03、5454、3004m铝镁硅合金6061、6063、6A02W铝镁合金（Mg>4%）5083、5086、5A05B.3.3.2.2改变母材的类别号，焊接接头应重新评定。B.3.3.2.3当重要因素、补加因素不变时，任一牌号母材评定合格的焊接工艺可以用于同一类别号的其他牌号母材的评定。B.3.3.2.4当不同类别号的母材组成焊接接头时，即使母材各自都已评定合格，其焊接接头仍应重新评定。B.3.3.2.5未列人表B.2而已列人国家标准或行业标准的铝牌号，根据其化学成分、力学性能和焊接性能确定归入相应类别或另分类别；未列入表B.2也未列人国家标准或行业标准的铝牌号，应分别另行进行焊接工艺评定。B.3.3.2.6国外铝材首次使用时应按每个铝的国外牌号进行焊接工艺评定，当已掌握该牌号焊接性能，且其化学成分、力学性能与表B.2中某铝牌号相当，且此铝牌号已进行过焊接工艺评定时，该国外铝材可免做焊接工艺评定。可在本单位的技术文件中将该国外铝材归入某铝牌号所在类别内。B.3.3.3焊后热处理铝的焊接接头一般不进行焊后热处理。如有特殊要求才进行焊后热处理。改变了焊后热处理类别后，应重新评定焊接工艺。当规定进行冲击试验时，焊后热处理的温度、时间范围改变后要重新评定焊接工艺。试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同，试件加热温度范围不应超过相应标准或技术文件规定。试件保温时间不应少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%。B.3.3.4试件厚度与焊件厚度B.3.3.4.1评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件的母材厚度和焊缝金属厚度的有效范围按表B.3和表B.4的规定。对于气体保护焊，当焊件规定进行冲击试验时，试件评定合格后，当TN8mm时适用于焊件母材厚度的有效范围最小值一律为0.75T。表B.3对接焊缝试件适用焊件厚度（试件进行力学性能试验和横向弯曲试验）mm试件母材厚度T适用于焊件母材厚度的有效范围适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围最小值最大值最小值最大值<1.5T2T不限2t1.5WTW101.52T不限2t10<T<3852T不限2tN385200*不限2t(t<20)N385200*不限200*(tN20)注：t系同一种焊接方法（或焊接工艺）在试件上所熔敷的焊缝金属厚度*限于钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的多道焊。表B.4对接焊缝试件适用焊件厚度（试件进行力学性能试验和纵向弯曲试验）mm试件母材厚度T适用于焊件母材厚度的有效范围适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围最小值最大值最小值最大值<1.5T2T不限2t1.5〜101.52T不限2t>1052T不限2t注：t系同一种焊接方法（或焊接工艺）在试件上所熔敷的焊缝金属厚度。B.3.3.4.2当试件厚度大于150mm时，多道焊适用于焊件的最大厚度:母材与焊缝金属均为试件的1.33倍。B.3.3.4.3对接焊缝试件评定合格的焊接工艺用于角焊缝焊件时，焊件厚度与焊缝厚度的有效范围不限；角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于非受压角焊缝焊件时，焊件厚度的有效范围不限。B.3.3.4.4组合评定合格后，可当作单一焊接方法（或焊接工艺）分别评定来确定适用于焊件母材的厚度有效范围。B.4试验要求和结果评价B.4.1试件制备B.4.1.1母材、焊接材料、坡口和试件的焊接应符合焊接工艺指导书的要求。B.4.1.2试件的数量和尺寸应满足制备试样的要求。B.4.1.3对接焊缝试件尺寸试件厚度应充分考虑适用于焊件厚度的有效范围。B.4.1.4角焊缝试件尺寸B.4.1.4.1板材角焊缝试件尺寸见表B.5和图B.2。

翼板厚度T1腹板厚度T2W3T1>3WT1，且不小于3表B.5板材角焊缝试件尺寸mm注l：焊脚为T2,且不大于20mm。注2：金相试样尺寸：只要包括全部焊缝、熔合区和热影响区即可。图B.2板材角焊缝试件及试样B.4.1.4.2管材角焊缝试件，可用管一板或管一管试件。如图B.3所示。注1:T注1:T为管壁厚。注2：底板母材厚度不小于T。注3:最大焊脚等于管壁厚。注4:图中虚线为切取试样示意线。a）管一板角焊缝试件注1:T为内管厚。注2：外管壁厚不小于T。注3:最大焊脚等于内管壁厚。注4:图中虚线为切取试样示意线b）管一管角焊缝试件图B.3管材角焊缝试件B.4.2对接焊缝试件和试样的检验B.4.2.1试件检验项目：外观检查、无损检测、力学性能和弯曲性能试验。外观检查和无损检测结果不应有裂纹、未熔合、未焊透。B.4.2.2力学性能和弯曲性能试验检验项目包括拉伸试验、冲击试验（当规定时）和弯曲试验。B.4.2.2.1力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量应符合表B.6的规定。表B.6力学性能与弯曲性能试验项目和取样数量试件母材的厚度Tmm试验项目和取样数量，个拉伸试验弯曲试验b冲击试验d拉伸a面弯背弯侧弯焊缝区TV1.5222--1.5WTV10222-310WTV20222c3TN202--43a1根管接头全截面试样可以代替两个板形试样。b当试件焊缝两侧的母材之间或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有显著差别时，可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验。纵向弯曲时只取面弯和背弯试样各2个。c尤其更宜用横向侧弯试样，可以用4个横向侧弯试样代替2个面弯和2个背弯试样。d当无法制备5mmx10mmx55mm小尺寸冲击试样时，免做冲击试验。B.4.2.2.2当试样采用两种或两种以上焊接方法（或焊接工艺）时，拉伸试样和弯曲试样的受拉面应包括每一种焊接方法（或焊接工艺）的焊缝金属；当规定做冲击试验时，对每种焊接方法（或焊接工艺）的焊缝区都要做冲击试验。B.4.2.2.3力学性能和弯曲性能试验的取样要求：a） 试件允许避开缺陷制取试样；b） 试样去除焊缝余高前允许对试样进行冷校平；c） 板材对接焊缝试件上试样取样位置见图B.4；d） 管材对接焊缝试件上试样取样位置见图B.5。B.4.2.2.4拉伸试验B.4.2.2.4.1取样和加工要求a） 试样的焊缝余高应以机械方法去除，使之与母材齐平。试样厚度应等于或接近试件母材厚照；b） 厚度小于或等于30mm的试件，应采用全厚试样进行试验；c） 当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时，则可将试件在厚度方向上均匀分层取样，等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度。等分后的两片或多片试样试验可代替一个全厚度试样的试验。B.4.2.2.4.2试样形式a） 紧凑型板接头带肩板形试样（见图B.6）适用于所有厚度板材的对接焊缝试件；b） 紧凑型管接头带肩板形试样型式I（见图B.7）适用于外径大于76mm的所有壁厚管材对接焊缝试件；c） 紧凑型管接头带肩板形试样型式II（见图B.8）适用于外径小于或等于76mm的管材对接焊缝试件；d） 管接头全截面试样（见图B.9）适用于外径小于或等于76mm的管材对接焊缝试件。B.4.2.2.4.3试验方法拉伸试验按GB/T228规定的试验方法测定焊接接头的抗拉强度。在确认已读出拉伸试样的最大载荷前，允许不拉断试样。B.4.2.2.4.4合格指标a）试样母材为同牌号铝材，当母材属于非热处理强化铝（I、II、W类）时，每个焊接接头试样的抗拉强度应不低于母材铝牌号（退火态）标准规定值的下限值；当母材为热处理强化铝（III类）且为固溶时效状态（T4、T5、T6等），其焊接接头所用许用应力另有规定时，则每个焊接接头试样的抗拉强度应不低于与该许用应力相对应的抗拉强度下限值（见表4-1〜表4-3及表4-5、表4-6）o6061（T4或T6）的焊接接头为156MPa，6063（T5、T6）的焊接接头为118MPa,6A02（T4、T6）的焊接接头为165MPa。b）试样母材为两种牌号铝材时，每个试样的抗拉强度应不低于两种铝牌号规定值下限的较低值；C）同一厚度方向上的两片或多片试样拉伸试验结果平均值应符合上述要求，且单片试样如果断在焊缝或熔合线以外的母材上，其最低值不应低于母材铝牌号规定值下限的95%。B.4.2.2.5弯曲试验B.4.2.2.5.1试样加工要求试样的焊缝余高应采用机械方法去除，面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平。B.4.2.2.5.2试样形式a） 面弯和背弯试样见图B.10。当试件厚度TW10mm时，试样厚度S与T相等或接近。当T>10mm时，S=10mm，应从试板受压面加工去除多余厚度；b） 横向侧弯试样见图B.11。当试件厚度T为10mm〜38mm时，试样宽度等于试件厚度；当试件厚度T大于38mm时，允许沿试件厚度方向分层切成宽度为20mm〜38mm等宽的两片或多片试样的试验代替一个全厚度侧弯试样的试验。

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