焊接(第8章简化版)

第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺§8.1过程设备用钢的特点§8.2过程设备用钢的焊接工艺分析§8.3过程设备的焊接变形与应力§8.5焊接缺陷的返修§8.6压力容器焊接技术§8.4过程设备的焊接检验§8.1过程设备用钢的特点压力容器作为一种焊接结构，运行条件苛刻，制造工艺也较为复杂，它的运行必须安全可靠。如果容器一旦破裂，后果及其严重。因此压力容器的可靠性与所选用钢材的性能有着密切的关系：1）压力容器用钢作为一种结构材料，必须在承受压力时有足够的稳定性，要具有足够的强度、塑性和韧性；2）压力容器要经过各种成形工艺，所以还应具有良好的热加工、冷加工和焊接性能；3）对于在腐蚀介质下工作的压力容器、壳体和内件材料必须具有相应的耐蚀性能和抗氢性能；4）厚板制造的压力容器还应具有适应各种形式热处理的特性。第8章过程设备的焊接工艺§8.2过程设备用钢的焊接工艺对于焊制受压过程设备，为确保焊接质量，应有一套严格和完善的焊接生产程序，其一般过程为：焊接性试验－－焊接工艺评定－－焊接工艺细节卡－－产品焊接试板（环缝见证件）－－焊接工艺实施与记录－－焊接检验与缺陷返修其中焊接性试验和焊接工艺评定均为正式产品焊接前进行的试验，目的是为正确编制焊接工艺提供依据；焊接试板和环缝见证件都是采用与产品相同的焊接工艺，且与产品同时焊接的，起实际见证产品焊接质量的作用；焊接工艺卡是指导焊接生产的技术文件，对影响焊接质量的各种因素作出具体的规定和限制。第8章过程设备的焊接工艺§8.2.1、焊接工艺分析一、焊接工艺分析基础1、焊接工艺概念与内容焊接工艺是指焊接产品在制造过程中所有与焊接有关的加工方法与实施措施和要求。其内容主要有焊接方法、焊接设备和焊接材料的选择，焊接规范参数和焊接热处理的拟定以及焊接检验等。焊接工艺正确与否是能否控制焊接质量的关键。焊接工艺的具体形式是各种焊接技术性文件或规范标准。如焊接工艺规程、焊接工艺守则和焊接工艺细节卡等。这些文件都是把焊接生产过程中保证焊接质量的有关技术问题的措施和要求以文字形式规定下来，用于指导焊接生产。第8章过程设备的焊接工艺①焊接工艺规程按适用范围，有通用和专用之分。通用焊接工艺规程适用面广，例如JB/T4709钢制压力容器焊接规程，是我国的现行国家标准规范。其中对手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊的各种钢制压力容器的焊接工艺作了规定。我国的压力容器设计、制造等行业都必须遵守执行。专用焊接工艺规程是针对某一产品或材料和焊接方法而指定的，例如12CrMoV钢手工电弧焊工艺规程等。第8章过程设备的焊接工艺②焊接工艺守则焊接工艺守则是针对某种焊接方法或某种焊接环节的准则，如手工电弧焊工艺守则、埋弧焊工艺守则和焊接材料管理守则等。这类守则往往是行业获企业根据自己的具体条件指定的焊接工艺技术管理制度。第8章过程设备的焊接工艺③焊接工艺细则卡简称焊接工艺卡，它是直接发到焊工手中指导焊接生产的工艺文件。对于重要产品，一个焊接接头就有一张卡。焊工必须按工艺卡的要求和步骤进行焊接。其主要内容有：产品名称与材料；焊接方法与设备和焊接材料；焊接接点图；焊接工艺参数；焊接操作技术要点；焊前预热、后热和焊后热处理及焊接检验等。由于工艺细则卡是针对某个具体产品或焊接接点的，故上述内容必须都是具体的，而不能是一般的原则。例如焊条的牌号、直径和预热温度等均必须填写具体数字，这是与一般的通用焊接工艺规程所不同的。焊接工艺卡是以相关焊接工艺规程和焊接工艺评定为依据拟定的。表8-1所示为典型的压力容器焊接工艺细则卡格式。第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺二焊接工艺细则卡要素分析焊接工艺细则卡，必须对影响焊接质量的主要工艺要素作出具体的规定和要求。其中焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接工艺参数、操作技术与焊接检验是必不可少的。(1)焊前堆备焊前准备是指坡口的制备，接头的装配和焊接区域的清理等工作。它对接头的焊接质量起重要的作用。在压力容器的焊接中，对焊前准备提出了较严格的要求，特别是在不锈钢焊接时，焊前准备工作是决定焊接质量的关键因素之—，必须加以重视。第8章过程设备的焊接工艺(2)焊接材料的选定在焊接工艺细则中应明确规定焊接材料的具体牌号和规格。对于某些焊件，在同一个接头中，可能要采用两种以上的焊接方法。例如小直径厚壁管环缝，第一层采用手工填充丝氩弧焊封底，第二、三层采用手工电弧焊加厚焊缝，以后各层则采用埋弧自动焊。在这种情况下，应将每种焊接方法所使用的焊接材料一并列出，必要时还应提出对焊接材料的烘干要求和温度。焊接材料通常由设计人员选定，并作为技术要求标注在设备图纸上。但制造厂的焊接工艺师应对其正确性与合理性进行分析审查。在焊接专业理论知识和实践经验方面，焊接工艺师都要更为丰富，对于图纸上标注的不尽合理甚至错误的焊接材料应予指出和更正。第8章过程设备的焊接工艺(3)焊接工艺规范参数焊接工艺规范参数包括焊接电参数(电流、电压、电流种类、频率、焊接速度和送丝速度等)、焊前预热温度、后热温度和保温时间、消氢处理温度和保温时间、焊后热处理和消除应力处理制度等。在气体保护焊中，还应包括气体种类，混合比和流量等。所有这些参数在焊接工艺细则中必须明确规定。第8章过程设备的焊接工艺三焊接工艺评定1焊接性试验与焊接工艺评定试验焊接性试验和焊接工艺评定试验都是在产品焊接前进行的焊接试验，但其具体作用和目的不同。焊接性试验是对新开发出的钢种或从未焊过的钢种进行的焊接性试验和评价，并不针对具体产品结构。通常，对作焊接用的钢，在正式批量投产前，均要进行较为全面的焊接性试验。其测试内容较全面，往往由钢厂、制造厂和研究单位协作进行。而制造单位对于自己从未焊过的材料，为全面掌握其焊接性，在焊接工艺评定前，有时也会根据自己的需要进行焊接性试验，主要是测试钢的抗裂性。焊接性试验主要有以下内容：对各类焊接缺陷的敏感性及接头的使用性，特别是对裂纹的敏感性作出分析评价；筛选并确定适宜的焊接方法、焊接材料；确定适宜的焊接规范参数，如电流、电压、焊接线能量和热处理制度等。第8章过程设备的焊接工艺焊接性试验只是解决材料焊接性的好坏和如何焊的问题，它不能解决在具体产品结构和工艺条件下使焊接接头质量完全满足要求这个实际问题。但它是焊接工艺评定试验的基础和依据、没有钢材焊接性试验的基础资料就很难拟定出适宜的焊接工艺指导书，会使焊接工艺评定处于盲目状态。焊接工艺评定试验，是针对某个产品的焊接工艺，在正式施焊前进行的试验，是为确保具体产品焊接质量而进行的试验。第8章过程设备的焊接工艺2焊接工艺评定与焊接工艺细则卡焊接工艺细则卡是发到焊工手中用以指导产品焊接的技术文件。任何一种焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度、预热温度、层间温度、焊接材料的类别与成分、焊后热处理温度和保温时间、焊件厚度及焊接位置的不当或改变都会对接头的性能产生较大影响。为此，对于所拟定的并要用于产品焊接的每项焊接工艺因素，均应事先作相应的评定。焊接工艺评定是制造厂在产品正式焊接以前，对初步拟定的焊接工艺细则卡或其他规程中的焊接工艺进行的验证件试验。即按准备采用的焊接工艺，在接近实际生产条件下，制成材料、工艺参数等均与产品相同的模拟焊接试板，并按产品的技术条件对试板进行检验。若全部有关指标符合技术要求，则证明初步拟定的焊接工艺是可行的，此时即可根据焊接工艺评定报告编制正式的焊接工艺的细则卡、用以指导实际产品的焊接。若检验项目指标中有一项不合格，则表明该焊接工艺不能用于生产，需作相应修改或重新拟定后，再作焊接工艺评定试验，直至全部指标合格。第8章过程设备的焊接工艺焊接工艺评定是在具体条件下解决初步拟定的焊接工艺是否可行的问题，是编制合理焊接工艺卡的依据，是焊接质量保证的有效措施，是锅炉和压力容器等设备焊前准备中的重要环节。世界各先进工业国家都制订有锅炉和压力容器焊接工艺评定标准。我国1991年也颁布了国家标准JB4708焊制压力容器焊接工艺评定。焊接工艺评定只是验证和评定焊接工艺方案的正确性，焊接工艺评定报告并不直接指导生产，只是焊接工艺细则卡等的支持文件，没有一份或多份焊接工艺评定报告支持的焊接工艺细则卡或规程是没有意义的。而焊接细则卡等工艺规程也并非是简单地重复焊接工艺评定报告，其中的工艺参数可在不影响接头性能的范围内变化。同一份焊接工艺评定报告可作为几份焊接工艺卡的依据，而同一份焊接工艺卡也可以来源于几份焊接工艺评定报告。第8章过程设备的焊接工艺3压力容器焊接工艺评定的基本要求从焊缝处的部位来讲，受压壳体上的纵、环焊缝，法兰、接管、管板上的焊缝和受压元件上的点固焊、吊装点、组装焊点及耐蚀堆焊层等均要求进行焊接工艺评定。评定时分别按对接焊缝、角焊缝和堆焊焊缝三种方式制备试板。其中对接焊缝试板要进行外观检查、无损探伤和拉伸、弯曲、韧性等力学性能检验；角焊缝要进行外观和金相检验；耐蚀堆焊层试板要进行渗透探伤、弯曲试验和化学成分分析。焊接工艺评定试验用试板应具有足够的尺寸。手工电弧焊、气体保护焊试板尺寸不小于300mm×500mm，埋弧焊不小于400mm×600mm，电渣焊不小于500mm×800mm。第8章过程设备的焊接工艺焊接工艺评定首先是按钢种来进行的，对于制造单位没有焊过，或虽焊过但要改变焊接方法、焊接材料、热处理制度等重要因素时均要进行焊接工艺评定试验，但为了避免不必要的重复工作，将各种钢材按其母材的化学成分、力学性能和焊接性能进行分组分类。属于同组的各种钢材，只要厚度在规定范围内，则已评定合格的工艺可相互通用。在同类别号中，高组别号母材评定可适用于低组别号母材所组成的焊接接头。除此以外，组别号为VI-1母材的评定也适用于组别号II-1的母材。常用钢材的分类分组可见表8-10。第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺应当指出，在焊接工艺评定中，不是所有的焊接工艺参数的变动都需要做出工艺评定试验。通常是将影响焊接质量的因素分为重要因素、补加因素和次要因素。重要因素是指影响除冲击韧性以外的焊接接头力学性能的焊接条件；补加因素是指影响接头冲击韧性的焊接条件(规定有冲击韧性要求时才有)；次要因素是指不影响接头力学性能的焊接条件。变更任何—个重要因素或补加因素时都要进行焊接工艺评定；而变更次要因素时则不必进行评定，但应重新编制焊接工艺指导书。表8-11所示为各种焊接方法中焊接工艺评定时的重要因素和补加因素。第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺下述情况通常都必须进行焊接工艺评定：①改变焊接方法；②改变母材分类组的编号；③改变焊接材料，如焊条、焊剂、焊丝和保护气体牌号和组成类别等；④改变预热、后热和焊后热处理制度；③母材厚度和熔敷金属厚度超过原评定的有效范围。第8章过程设备的焊接工艺四焊接质量见证试验焊接性试验和焊接工艺评定都是在焊前以试板形式进行的焊接试验，并不反映或代表实际产品的焊接质量和性能。产品的焊接缺陷如裂纹、气孔等可由无损探伤检验与控制，但接头的力学性能必须割取试件才能检验。为避免通过在产品上割取试件检验焊接接头的性能，在锅炉和压力容器焊接过程中，要根据需要设置产品焊接试板和环焊缝见证件。第8章过程设备的焊接工艺1产品焊接试板产品焊接试板是随产品焊接同时焊成，是测定实际焊接产品焊接质量的试件，是实际焊接施工工艺、焊工水平和焊接条件等各种因素的综合反映，是产品上特定部位焊接接头性能的实际见证。产品焊接试板必须在受压圆筒筒节的A类纵向接头焊缝的延长部位与筒节同时进行施焊与热处理。其试板上的尺寸与焊接工艺评定要求相同，但必须由施焊产品的焊工，采用与产品完全相同的焊接工艺条件进行焊接，且试板的材料必须与产品具有相同的钢号、相同的规格和热处理状态。产品焊接试板的检验内容为外观检查、无损探伤和拉伸、弯曲、冲击韧性等。其检验结果基本代表了产品焊接接头的质量与性能。第8章过程设备的焊接工艺GB150中规定，凡符合下列条件之一者A类的圆筒纵向接头，每台容器制备产品应焊接试板：①钢板厚度＞20mm的15MnVR；②标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的钢；③Cr-Mo低合金钢；④当设计温度小于-10℃时，钢板厚度＞12mm的20R和钢板厚度＞20mm的16MnR；第8章过程设备的焊接工艺⑤当设计温度小于0℃，大于等于-10℃时，板厚＞25mm的20R和板厚＞38mm的16MnR；⑥制作容器的钢板凡需经热处理以达到设计要求材料力学性能指标者和图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器。B类接头免做产品焊接试板，但有时要按图样规定要求制作环焊缝见证环试件。第8章过程设备的焊接工艺§8.4过程设备的焊接检验一承压设备焊接检验分类与内容检验是承压设备焊接质量管理的重要环节，它贯彻于焊接过程的始终，对焊接工艺卡等各种工艺规程执行状况进行监督。对焊缝质量进行检验，最终确认焊缝质量是否合格。其检验过程大致分为焊前、焊接过程中与焊后三个阶段。①焊前检查主要内容为：焊工资格确认；焊接材料的确认与烘干和保温；焊接坡口的装配与清理质量；预热温度的正确性及焊接设备的状况等。②焊接过程中的检验主要内容为：焊工对工艺细则卡执行的监督与检查规范的正确性等。③焊后检验焊接工作完成后，首先按焊缝标记规定检验焊工钢印，其次进行焊缝外观检验，然后按有关技术条件进行焊缝无损探伤检验，同时还要进行产品焊接板的无损探伤与力学性能试验等。第8章过程设备的焊接工艺下面重点介绍焊后检验。按照检验的方式，焊后检验可分为非破坏性检验和破坏性检验两大类。各类的具体检验方法和名称，归类如下。①非破坏性检验它是采用专用工具和各种物理手段检验焊接接头的致密性，而不破坏被焊结构完整性的检验方法。主要包括：焊缝的外观检查；焊缝表面探伤与内部探伤；耐压试验和致密性检验等。其中焊缝表面探伤主要是磁粉探伤和渗透探伤，而焊经内部缺陷主要采用射线和超声波进行探伤。第8章过程设备的焊接工艺②破坏性检验对于各种承压壳体，不可能从产品的焊缝上截取试样，否则就损坏了设备结构的完整性。此种情况下，只能通过产品焊接试板进行破坏性检验。破坏性检验主要有：化学成分与金相分析；耐腐蚀性能试验；机械性能试验等。其中力学性能试验包括拉伸、弯曲、冲击、硬度、疲劳试验和管子的压扁试验等。第8章过程设备的焊接工艺二焊接接头的非破坏性检验1焊制压力容器无损探伤要求(1)探伤率压力容器设备的探伤要求，主要与材料的种类、板厚大小、试压方式、介质性质和容器类别等有关。GB150钢制压力容器标准中规定，对压力容器的焊接接头，经形状及外观检查合格后，再进行无损探伤。GB150和《压力容器安全技术监察规程》中规定，凡符合下列条件之一者，对其A类和B类焊接接头进行百分之百射线或超声波探伤：第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺A类接头包括圆柱形壳体筒节（包括接管）的纵向对接接头，球形容器和凸形封头瓜片之间的对接接头，球形容器的环向对接接头及球形封头与筒体相接的环向对接接头，镶嵌式锻制接管与筒体或封头的对接接头，大直径焊接三通支管与母管相接的对接接头。B类接头指圆柱形、锥形筒节间的环向接头，接管筒节间及其高颈法兰相接的环向对接接头，除球形封头以外的各种凸形封头与筒身相接的环向接头。C类接头指法兰、平封头、端盖、管板与筒身、封头和接管相连的角接接头，内凹封头与筒身间的搭接接头以及多层包扎容器层板间的纵向接头。D类接头是接管、人孔、手孔、补强圈、凸缘与筒身及封头相接的T形或角接接头。E类接头包括吊耳、支撑、支座及各种内件与筒身或封头相接的角接接头。F类接头是在筒身、封头、接管、法兰和管板表面的堆焊接头。第8章过程设备的焊接工艺①钢材厚度δs＞30mm的碳素钢、16MnR；②钢材厚度δs＞25mm的15MnVR、15MnV、20MnMo和奥氏体不锈钢：③标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的钢材；④钢材厚度δs＞16mm的12CrMo、15CrMoR、15CrMo；其它任意厚度的Cr-Mo低合金钢；⑤进行气压试验的容器；⑥图样注明盛装毒性为极度危害或高度危害介质的容器；⑦第三类压力容器；⑧多层包扎压力容器内筒的A类焊接接头；⑨热套压力容器各单层圆筒的A类焊接接头；第8章过程设备的焊接工艺⑩钛制容器；⑪设计压力大于等于5MPa的容器；⑫焊接接头系数采用1.0的容器；⑬采用电渣焊的容器等。除上述百分之百探伤外，其他情况下的A类和B类焊接接头，进行长度不得少于每条焊接接头长度20％，且不小于250mm的局部射线或超声波探伤。而且焊缝交叉等特定部位的焊接接头必须探伤。第8章过程设备的焊接工艺对于探伤方法的选择，《规程》还规定，容器壁厚＜38mm时，对接接头应采用射线检测；由于结构等原因不能采用射线检测时，可以采用超声波探伤。对于壁厚＞38mm或材料标准抗拉强度下限＞540MPa，且壁厚＞20mm的容器，其A、B类接头如采用射线检测，则每条焊缝还应附加局部超声波探伤；如用超声波检测，则同样应附加局部射线探伤。第8章过程设备的焊接工艺GB150还规定，对下列条件之一的接头，进行磁粉或渗透表面探伤：①上面③④条中容器上的C、D类焊接接头；②层板材料标准抗拉强度下限位σb＞540MPa的多层包扎压力容器的层板C类焊接接头；③堆焊表面；④复合钢板的复合层焊接接头；⑤标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的材料及CrMo低合金钢材料经火焰切割的坡口表面，以及该容器的缺陷修磨或补焊处的表面，卡具和拉肋等拆除处的焊痕表面；⑥上面百分之百探伤容器上公称直径小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管对接连接的焊接接头。第8章过程设备的焊接工艺(2)焊缝质量等级与合格级别JB4730压力容器无损检测，是我国的压力容器专用探伤标推。该标准对常用的射线、超声波、磁粉和渗透等探伤方法的适用范围、选用原则、具体操作与焊缝的质量评定等级要求等均作了规定。其中焊缝的质量等级是按探伤方法分别评定的。①射线探伤分为四级。I级质量最好，IV级最差：I级——不得有裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣；II级——不得有裂纹、未熔合和未焊透；III级——不得有裂纹、未熔合以及双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝和加垫板单面板焊中的未焊透；缺陷超过III级者为IV级。第8章过程设备的焊接工艺③超声探伤分为三级。I级质量最高，III级最低。其质量标准是按反射波幅大小为准，与射线评定的表述不同。第8章过程设备的焊接工艺⑤磁粉和渗透探伤均为表面探伤，采用统一的五级质量等级。I级质量最高，V级最差。但应注意，JB4730中规定：凡铁磁性材料，必须优先采用磁粉检测表面缺陷，确因形状结构等原因不能采用磁粉检测时，方可采用渗透探伤。GB150中，对钢制压力容器的无损探伤规定了下面的合格级别。其合格级别就是JB4730中规定的相应级别。①凡进行百分之百探伤的A、B类焊接接头，射线不低于E级为合格，超声波I级为合格。②凡局部探伤的A、B类焊接接头合格。③磁粉和渗透探伤均为I级为合格。第8章过程设备的焊接工艺2焊缝的外观检查(1)检验内容与方法外观检查首先是检查焊接接头的外观形状和几何尺寸是否符合要求，如焊缝成型状况、接头是否有翘曲和变形、是否有棱角和错边、错边量大小、焊缝余高的高低尺寸、角焊缝焊脚是否出现单边或下凹等；其次是检查焊缝是否存在表面缺陷，如表面裂纹、表面气孔、咬边、凹陷、满溢、焊瘤、弧坑、电弧擦伤和烧穿等。第8章过程设备的焊接工艺(2)承压壳体焊缝表面检验要求对于承受压力的壳体，其焊缝和热影响区表面不允许肉眼可见的裂纹、气孔、夹渣、弧坑、未焊透和焊瘤等；焊缝咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的10％；对于屈服极限大于等于400MPa的低合金钢与低温存器，焊缝边缘不允许有任何咬边，接管焊缝应修磨成圆弧形，并与母材圆滑过渡。外观形状和几何尺寸应符合有关标准的规定。第8章过程设备的焊接工艺3无损探伤方法的比较与选用焊接接头检验时，其探伤方法应根据工件的材料、厚度、结构和可能产生的缺陷位置以及探伤方法的特点与灵敏度来综合考虑。表6-6为常用探伤方法的特点比较。第8章过程设备的焊接工艺第8章过程设备的焊接工艺4压力试验与致密性检验(1)压力试验压力试验的主要目的是考核承压壳体的整体强度，同时也检验有无穿透性缺陷。压力试验以水压试验为主，个别情况也有它气压试验的。但气压试验危险性大，必须在有关安全部门监督下进行。水压试验时注意要点如下：①升压前必须将内部空气排除干净；②容器与水泵上应同时装设校验合格的压力表；③为防止脆性断裂发生，碳钢、16MnR和正火15MnVR钢容器，试验水温不得低于5℃，其它低合金钢容器不得低于15℃。第8章过程设备的焊接工艺④奥氏体不锈钢制容器，试验用水中的氯离子含量应小于25mg/L，以防止应力腐蚀发生。⑤试验压力应大于等于1.25倍设计压力，试验时压力应缓慢上升，升至试验压力保压至少30min，然后降至规定试验压力的80％，并保持足够时间对所有焊接接头进行检查，如有渗漏必须修复焊，再重新作水压试验；⑥液压试验完毕后，应将液体排净并用压缩空气将内部吹干。第8章过程设备的焊接工艺（2）致密性检验致密性检验目的主要是检验容器或管道等的微小穿透性缺陷。对于不允许有微量泄漏的压力容器壳体，如介质为易燃或毒性程度为极高和高度危害的设备，应进行致密性检验，以检查是否存在有微小穿透性缺陷。常用的方法有：气密性试验；氨渗漏试验；煤油渗漏试验；氦质谱检漏技术。第8章过程设备的焊接工艺三焊接接头的破坏性检验破坏性检验是截取某一部分焊接接头金属，加工成规定尺寸和形状的试件进行试验。试件通常在由与产品同时焊接完成的产品焊接试板上截取。破坏性检验的内容一般有力学性能、金相组织、化学成分等，有些材料还要进行耐腐蚀与扩散氢含量的测定。第8章过程设备的焊接工艺(1)力学性能试验承压壳体焊接接头的机械性能试验按GB150附录E进行，其内容如下。①拉力试验用以测定焊接接头的抗拉强度(σb)、屈服强度(σs)、断面收缩率(ψ)和延伸率(δ)。这些指标能说明焊接接头的强度与塑性。②弯曲试验是以试样弯曲角度的大小及产生裂纹的情况作为评定指标来检验焊接接头的塑性。③冲击试验用来测定焊接接头的韧性指标。要求采用V形缺口试样，应根据具体要求在常温或规定低温下进行试验。④硬度试验。焊接接头的硬度分布曲线能反映出接头各区域的性能差别。一般用维氏硬度法测定焊接接头的硬度分布曲线。第8章过程设备的焊接工艺(2)金相分析通过焊接接头的金相分析可了解接头各部位的组织，发现焊缝中的显微缺陷，如夹杂物、裂纹、白点等。金相分析方法可分为宏观分析和微观分析两种。①宏观分析是直接用肉眼或借助30倍以下低倍放大镜观察试样断口，可进行宏观组织分析，也可进行断口分析，还可做硫印。②微观分析是用光学显微镜或电子显微镜，在放大几百倍至几千倍下观察试片的微观组织。它可检验焊接接头各区域的微观组织、偏析、缺陷以及析出相的种类、性质、形态、数量等，以便研究它们的变化与焊接材料、工艺方法和焊接参数等的关系。它主要作为质量分析及试验研究手段，某些情况下也作为质量检验手段。第8章过程设备的焊接工艺(3)化学分析化学分析试样应取自焊缝金属，但要避开焊缝两端。由于不同层次的焊缝金属受母材的稀释作用不同，一般以多层焊或多层堆焊的第三层以上的成分作为焊条熔敷金属的成分。经常分析的元素为碳、锰、硅、硫和磷。对于合金钢、不锈钢焊缝还需分析相应的合金元素。(4)耐腐蚀性试验焊接接头的腐蚀破坏有多种形式、如总体腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀等。腐蚀试验有各种方法，与材料种类关系大。奥氏体不锈钢焊接接头往往要做晶间腐蚀试验，有时也做应力腐蚀试验。(5)扩散氢含量的测定低合金钢焊缝中扩散氢含量的多少，直接关系到焊后是否会产生延迟裂纹。因此，用于低合金钢焊接的焊条应控制熔敷金属中的扩散氢含量。我国普遍采用45℃甘油法测定熔敷金属中扩散氢的含量。扩散氢含量通常在焊接工艺评定试验中进行测定。第8章过程设备的焊接工艺§8.5焊接缺陷的返修(1)对缺陷返修次数的限制压力容器在制造过程中，对检验出来的超标焊接缺陷，除较小的表面缺陷可以进行打磨消除外，其余均进行返修补焊。GB150中规定，同一部位的返修补焊次数不得超过两次；对经两次返修仍不合格的焊缝，如需再次进行返修，需经制造单位技术总负责人批准。然而一些主要工业发达国家对焊缝的返修次数并无明文规定。实际他们是通过严格的质量管理进行控制，超过两次的返修极少。第8章过程设备的焊接工艺(2)多次返修对焊接接头的影响受焊接热循环的作用，焊接接头将发生组织和性能的变化。一般的情况是，焊接线能量大，易使热影响区的晶粒粗大，韧性下降。这种组织和性能的变化与材料种类和焊接方法关系很大。例如，强度低于500MPa的低碳钢、低合金钢，当采用大线能量的单面埋弧焊、气体保护立焊或电渣焊等方法时，会出现明显的熔合区脆性；而对800MPa级的高强度钢，线能量大于50kJ／cm时，熔合区韧性严重下降，因此焊接时必须限制线能量。返修次数越多，热影响区受焊接热循环的作用就越大。焊缝返修时更应注意这点。第8章过程设备的焊接工艺关于焊缝返修次数问题，国内工程界看法并不一致，关键是缺乏全面的试验研究资料。此前国内对焊缝多次返修的试验研究，几乎都是用16MnR做的，而且焊接规范参数局限性大。其大致结论是：焊缝及热影响区的晶粒度和常温强度、塑性、韧性均无明显变化，可以不予考虑：但其低温韧性却随返修次数的增加有较明显下降，与此同时接头的脆性转变温度也有所上升。第8章过程设备的焊接工艺根据对日本SPV36N钢(相当于16MnR)做过3，5，7次的焊缝返修试验研究，所得结果与上述结论基本一致。所得结果如下。①随着返修次数的增加，热影响区过热组织的晶粒度发生轻微变化。在返修和返修次数不超过3次时，其晶粒度均为7级；在返修5~7次时，其晶粒度均增大为6级。焊缝返修次数每增加3~4次，过热区内的晶粒大约长大1级。表明返修次数对晶粒粗化的影响并不显著。②随着返修次数的增加，热影响区的常温韧性变化甚微；但-40℃时的低温韧性却显著低于未返修焊缝热影响区值，返修3、5和7次时，其值分别为未返修时的40.3％，23.3%和48.3％。返修5次时最低。第8章过程设备的焊接工艺③随着返修次数的增加，热影响区的常温断裂韧性δi呈直线下降，其下降率约为10％，在返修3次时，其δi值不低于母材的93％。④退火与正火热处理均可显著改善多次返修焊接接头的组织与性能。退火可显著提高韧性值、使组织得到部分改善，但不能细化热影响区的晶粒；而正火即可细化晶粒，也可全部消除魏氏体等有害组织，可以获得优于未返修焊缝和母材的组织与性能。因此，为确保质量，可以视具体条件对多次返修焊缝进行局部或整体退火或正火处理。必须指出，以上结论是在一定工艺条件下得出的，可供16MnR之类焊缝返修借鉴。其它材料料焊缝返修后的组织与性能变化就不一定