第1讲如何做好焊接工艺评定

如何做好焊接工艺评定一、序二、进行焊接工艺评定工作的依据三、焊接工艺评定的适用范围四、焊接工艺评定的特点五、焊接工艺评定的条件六、焊接工艺评定解决的问题七、焊接工艺评定的规定八、焊接工艺评定的程序及实施（重点）九、根据焊接工艺评定报告编制焊接工艺指导书一、序(一)、焊接工艺评定概念

焊接工艺评定工作是整个焊接工作的前期准备。焊接工艺评定工作是验证所拟定的焊件及有关产品的焊接工艺的正确性而进行的试验过程和结果评价。它包括焊前准备、焊接、试验及其结果评价的过程。

焊接工艺评定也是生产实践中的一个重要过程，这个过程有前提、有目的、有结果、有限制范围。所以焊接工艺评定要按照所拟定的焊接工艺方案进行焊前准备、试件焊接、试件检验、测定试件的焊接接头是否具有所要求的使用性能的各项技术指标，最后将全过程积累的各项焊接工艺因素、焊接数据和试验结果整理成具有结论性、推荐性的资料，形成“焊接工艺评定报告”。(二)、焊接工艺评定的意义

焊接工艺评定是保证锅炉、压力容器和压力管道焊接质量的一个重要环节。焊接工艺评定是锅炉、压力容器和压力管道焊接之前技术准备工作中一项不可缺少的重要内容，是国家质量技术监督机构进行工程审验中必检的项目，是保证焊接工艺正确和合理的必经途径，是保证焊件的质量，焊接接头的各项性能必须符合产品技术条件和相应的标准要求的重要保证。

因此，必须通过相应的实验即焊接工艺评定加以验证焊接工艺的正确性和合理性。通过焊接工艺评定还能够找出在满足焊接接头质量的前提下尽可能提高焊接生产效率和最大限度的降低生产成本的工艺，获取最大的经济效益。(三)、焊接工艺评定目的焊接工艺评定的目的是：

（1）

是锅炉、压力容器和压力管道及设备制造、安装、检修等生产过程和焊工培训教学应遵循的技术文件。（2）

是焊接质量管理所要执行的关键环节或重要措施。（3）

是反映一个单位施焊能力和技术水平高低的重要标志。（4）

是行业和国家相关的规程所做规定的必须进行的项目。（四）、焊接工艺评定的历史和发展

上世纪80年代末，电力系统高温、高压机组不断涌现，尤其近年来超临界、超超临界机组的不断出现，新钢种、新材料的不断出现；国家和行业的标准如《蒸汽锅炉安全监察规程》、《压力容器安全监察规程》和《电力工业锅炉压力容器监察规程》等规程都严格规定要进行焊接工艺评定；而在机组的安装、设备的检修实际工作中也都不同程度出现了由于焊接工艺不当影响焊接质量，并造成了一定的损失。在这种形势下，为了适应电力工业焊接技术发展要求，出版了第一本电力行业的焊接工艺评定规程SD340－89《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》。

SD340－89出版后，我们电力行业的焊接工作者做了大量的基础工作，当时的东北电管局和华北电管局等地都由上级主管部门专项拨款，按照这一规程进行了系统的、规范的焊接工艺评定，做到了材质按级按类覆盖、规格尺寸按壁厚和管径分别覆盖、规范参数按大小线能量覆盖和焊接方法的覆盖，完善了电力工业的焊接工艺、焊接技术管理的基础工作，彻底扭转了过去只注重焊工技艺操作水平的外观和无损探伤合格，不管其焊接热输入量的大小和焊接工艺影响焊接质量、焊接接头性能，认识到整体的焊接工艺实施才是保证焊接质量、满足使用要求的重要条件。

该规程实施十几年来，我们电力行业焊接工作者积累了丰富的经验，对焊接工艺评定的涵义、内容以及实施的工作程序有了更深一层的理解。火力发电厂超临界、超超临界机组不断发展，原有的低碳钢的水冷壁、低合金钢的过热器、再热器、联箱以及蒸汽管道已经满足不了要求，越来越多的高合金钢的新材料T23、T91、P91、T92、P92、T122、P122、E911、E122、NF12、TP347HFG、super304H、HR3C、NF707等钢材的出现使焊接工艺评定工作的难度也越来越大，对焊接工艺评定可靠性的要求越来越高，材料的焊接制约着超临界、超超临界机组材料的使用和发展，每一种新材料的出现必须首先要经过我们的焊接工艺评定合格才能应用机组设备中。由此看出焊接工艺评定合格与否制约着高合金钢技术的发展和超超临界机组的发展。

二、进行焊接工艺评定工作的依据

如何正确的理解焊接工艺评定的实质、内容、试验程序、检验过程、结果评定及适用范围，合理合法执行相关标准进行焊接工艺评定，必须清楚进行焊接工艺评定工作的依据。首先应以《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》、DL612—1996《电力工业锅炉压力容器监察规程》、电力行业DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》等规程作为焊接工艺评定工作的主要依据，在焊接工艺评定过程中还要始终严格执行其他各有关规程。其主要规程有：JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》、电力行业DL/T869—2004《焊接技术规程》、

DL/T819---2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》以及一些相关检验规程和其他有关规范标准和钢管制造手册等，这些规程分别对焊接工艺评定工作都做了具体的要求和提供了技术数据，对指导各企业正确实施焊接工艺评定起到了重要作用。三、焊接工艺评定的适用范围焊接工艺评定的适用范围是：（1）

焊接工艺评定适用于锅炉、管道、压力容器和承重钢结构等钢制设备的制作、安装、检修的焊接工作以及焊工培训和焊工技术考核，在这些工作实施前都要进行的焊接工艺评定，来确定所拟订的焊接工艺的正确性。（2）

焊接工艺评定适用于焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、气焊、埋弧焊等焊接方法。（3）

焊接工艺评定适用于从事制造、安装或检修工作的企业。

（4）

焊接工艺评定是具有针对性的，各种产品的技术条件要求是不同的，如果产品是压力容器，则其工艺评定的试验结果应该符合压力容器的技术条件标准的要求；如果产品是承重钢结构，则其工艺评定试验结果应该符合该承重钢结构的技术条件的标准要求等，焊接工艺评定工作就是以满足产品的技术条件作为焊接工艺评定试验合格标准的首要要求。

四、焊接工艺评定的特点焊接工艺评定的特点是：（1）焊接工艺评定是解决任一钢材在具体条件下的焊接工艺问题，而不是选择最佳工艺参数，具有一定的范围，供大多数人接受。（2）焊接工艺评定是解决在具体工艺条件下的使用性能问题，但不能解决消除应力、减少变形、防止焊接缺陷产生等涉及到的整体质量问

题。

（3）焊接工艺评定要以原材料的焊接性能为基础，通过焊接工艺评定可靠的技术条件试验，去指导生产，避免了把实际产品当试验件的弊病。

（4）焊接工艺评定试验过程中应该排除人为因素，不要把焊接工艺评定与焊工技能评定混为一谈。主持焊接工艺评定工作的人员应该有能力分辨出产生缺陷的原因是焊接工艺问题还是焊工的技能问题，如果是技能问题应通过焊工培训来解决。（5）现有的焊接工艺评定规程所规定需要进行的试验，主要是焊接接头的常温力学试验。即通过了外观检验、无损检测和常温力学试验，一般认为就通过了焊接工艺试验。对于电力行业高温、高压管道的新钢种这个结果是不完全可靠，还要考虑接头的高温持久试验、蠕变试验、应力腐蚀等试验。五、焊接工艺评定条件

（1）电力工业发电设备中需以焊接方法实现联接的任何钢材，均应进行焊接工艺评定。（2）评定前应了解其钢材的焊接性。钢材技术参数、焊接裂纹敏感性等。（3）

所有应用的各种焊接材料均应进行焊接工艺评定。（4）

所有应用的焊接方法均应进行焊接工艺评定。（5）

影响焊接接头力学性能的焊接条件和影响焊接线能量的工艺规范参数均应进行焊接工艺评定。六、焊接工艺解决的问题焊接工艺评定可以解决的问题是：（1）验证施焊单位是否具有焊接工艺评定的能力以及所拟定的焊接工艺方案是否正确，能否达到产品技术条件所要求的质量标准，是焊接工艺实行的可靠依据。（2）

根据焊接工艺评定报告制订焊接作业指导书指导实际焊接工作。七、焊接工艺评定的规定焊接工艺评定的规定（1）焊接工艺评定应以规程或技术标准的规定为依据进行。（2）焊接工艺评定的钢材和所选定的焊接材料应有可靠的质量证明资料和焊接性评价资料。（3）焊接工艺评定应在焊接性评价资料的基础上，制订评定工艺方案之后，于正式施焊产品之前所进行的工作。（4）所用的设备、器具和测定仪器等应处于正常工作状态和检定周期内。（5）焊接工艺评定试件的焊制，应由本单位技术熟练的焊工担任，并应进行测量记录。

（6）参与焊接工艺评定的人员其资质条件应符合有关规程的要求。（7）工艺评定试验的合格标准应符合产品技术条件的规定。若产品技术条件没有规定合格标准，则试验包括力学试验、弯曲试验及产品技术条件规定的其他试验，其合格标准按规程执行。（8）焊接工艺评定全过程的技术资料积累，应完整齐全。八、焊接工艺评定的程序及实施（重点）

焊接工艺评定的程序是：编制和下达焊接工艺评定任务书—编制焊接工艺评定方案—焊制试件和检验试件—编制焊接工艺评定报告—根据焊接工艺评定报告编制焊接工艺指导书（或称焊接工艺卡）（一）、编制和下达焊接工艺评定任务书

任务书的主要作用是下达评定任务，因此，其主要的内容应为：评定目的、评定项目和承担评定任务人员的资质条件等。

<一>、评定目的以焊接过程中得到性能优良的焊接接头为评定目的。

<二>、评定指标的确定根据规程和钢材的理论基础知识（焊接性）等，确定各项技术指标。按照《焊接工艺评定规程》DL/T869-2004的规定，要求焊缝金属的化学成分和力学性能（强度、塑性、韧性等指标）应与母材相当或不低于母材相应规定值的下限。

<三>、评定项目的确定根据工程的实际工作情况要求，按规程适用范围做好项目的相关覆盖，确定好评定项目。

焊接工艺评定的项目确定应从以下几方面来考虑：1、钢材2、评定试件厚度3、焊接方法4、试件的类型5、焊接材料6、管子试件直径7、试件的焊接位置8、预热与层间温度9、焊后热处理10、规范参数和操作技术

1、钢材：

焊接工程应用的钢材品种和规格繁多，如每种均进行“评定”，不但复杂且数量很多，为减少评定数量，且又能取得可靠的工艺，将钢材按其化学成分、冶金性能、焊后热处理条件、力学性能、设计和使用条件等因素综合考虑．划分成类级别进行评定。按规程要求可以进行替代覆盖。

1)、电力工业火力发电厂常用钢材按类级别划分，它们的划分方法是：按用途划分成A、B、C等三个类别，而级别则以力学性能、化学成分和组织类型综合划分为I、Ⅱ、Ⅲ三个级别。几个规程钢材类别划法已统一，具体是：

(1)碳素钢及普通低合金钢为一类，代号为“A”。其级别为：碳素钢(含碳量≤0．35％)代号为：AI。普通低合金钢(6s≤400MPa)代号为：AⅡ。普通低合金钢(6s>400MPa)代号为AⅢ。

(2)热强钢及合金结构钢为一类，代号为“B”。其级别为：

珠光体钢代号为：BI

贝氏体钢代号为：BII

马氏体钢代号为：BⅢ(3)不锈钢为一类，代号为；“C”。其级别为：马氏体不锈钢代号为：CI

铁素体不锈钢代号为：CⅡ

奥氏体不锈钢代号为：CⅢ

2)钢材类级别在“评定”应用中有哪些基本基本规定：

(1)首次应用的钢材，必须进行“评定”。

(2)“评定”用的钢材与实际(工程)应用的钢材应相同。

(3)同类同级，但不同牌号钢材的“评定”工艺，可以相互替代。

(4)同类别中，高级别钢材的“评定”工艺适用于低级别钢材，反之不可。

(5)高类别“评定”合格的工艺，在一定条件下可以替代低类别钢材，但其工艺必须以代替钢材类级别的评定条件和工艺参数施焊，否则不可。

(6)对B类马氏体钢和不锈钢，由于其合金含量比较前述钢材已经达到几倍关系，因此，简单的替代关系不再适用。

3)常用的国外钢材，按国内钢材类级划分，可与国内相应类级的钢材同等对待。划分不上的要进行工艺评定。

4)异种钢的划分：异种钢焊接接头的含义是：异种钢焊接接头钢材组合基本上分为两大类：一类为金属组织类型相同化学成份不同，如低碳钢与低合金钢的焊接接头，它们均属珠光体组织类型，且物理性能差别较小，仅是化学成分不同；另一类为金属组织类型和化学成分都不相同而物理性能差别较大，如低合金珠光体钢与高合金马氏体钢或奥氏体不锈钢的焊接接头。

异种钢焊接接头的主要特征是：其形成的焊接接头存在着化学成分、金相组织、力学性能和焊接残余应力分布等的不均匀性，而焊接过程就需针对这些问题，采取必要的工艺措施加以解决。在DL／T752-2001《火力发电厂异种钢焊接技术规程》中对异种钢接头是根据钢材供货金相组织形态划分的，以电力工业常用钢材及其钢材组合形式，分为3类6组:

(1)A类异种钢接头焊接接头一侧为奥氏体钢，另一侧为其它组织钢材。具体类型有：A+M、A+B、A+P等3组。

(2)M类异种钢接头焊接接头的一侧为马氏体钢，另一侧为其它组织钢材，具体类型有：M+B、M+P等2组。

(3)B类异种钢接头焊接接头的一侧为贝氏体钢。另一侧为珠光体钢。具体类型有：B+P只一组。

2、钢材“评定”厚度在“评定”时的适用范围：

1)对接时：适用于焊件厚度的范围为：

(1)评定试件厚度为1．5≤δ<8(mm)时，适用于焊件厚度的范围规定是：下限值为1．5mm，上限值为2δ，且不大于12mm。

(2)评定试件厚度为8≤δ≤40(mm)时，适用于焊件厚度的范围规定是：下限值0．75δ，上限值2δ。评定试件当厚度大于40mm，上限值不限。

(3)管状对接接头试件直径140mm，而壁厚≥20mm，适用于焊件厚度为评定试件厚度。

2)角接时：已进行评定的角接接头厚度δ，适用于焊件厚度的范围与对接接头厚度规定相同，但试件厚度按下列规定计算：板一板角焊缝试件厚度为腹板的厚度。管板角焊缝试件厚度为管壁厚度。管座角焊缝试件厚度为支管壁厚度。此外，埋弧双面焊、不等厚、小径厚壁等要仔细查阅规程按规程执行。3、焊接方法在“评定”时的规定：

1)各种焊接方法应单独“评定”，不得互相代替。

2)采取一种以上焊接方法组合形式的“评定”，其中每种焊接方法可单独“评定”，亦可组合“评定”。应用时每种焊接方法的焊缝金属厚度，应在各自“评定”的适用范围内。例如：采用氩弧焊焊接根层(厚度3mm)，焊条电弧焊填充和盖面工艺(厚度共9mm)进行焊接工艺评定。

以上2种焊接方法组合评定。则评定合格的工艺除组合工艺有效外，还适用于：

(1)氩弧焊单独焊接：评定焊缝金属厚度为3mm，其适用厚度范围为（1.5～6）mm。

(2)焊条电弧焊单独焊接：评定焊缝金属厚度为8mm，其适用厚度范围为（6.75～18）mm。上述Ds/Ws焊缝焊接工艺也可单独进行氩弧焊、焊条电弧焊焊接工艺评定合格后，组合使用。

3)气焊焊接方法的“评定”，适用于焊件的最大厚度与“评定”试件厚度相同。4、试件的类型在“评定”中规定

1)板状试件“评定”合格的工艺适用于管状试件，反之亦可。但要考虑各种焊接位置。例：板平立仰可以代替水平固定管，板垂直可以代替垂直管。

2)对接试件的“评定”，适用于角接试件。

3)全焊透试件的“评定”，适用于非全焊透试件。

4)板状角焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于管与板或管与管的角焊缝，反之亦可。

5、焊接材料在“评定”时的规定：

1)焊条、焊丝、焊剂等焊接材料，随着焊接过程的进行要熔化，并以填充金属形式熔入焊缝金属中，是焊缝金属的主要组成部分，选定和改变它们对焊接接头的焊缝金属性能有极大影响，但是它们品种繁多，给“评定”带来很大困难·为减少评定数量，合理进行“评定”，因此，焊接材料的选择与钢材的选用原则一样，按类级别划分，（规程有表可查）以利于“评定”工作进行。

2)对于国外的焊条、焊丝和焊剂，可在应用前查询有关资料或经试验验证，确认符合要求后方可使用。其化学成分、力学性能与国内焊材表中某种相近。可划入相应类级别中，与国内焊材等同对待。未列入焊材表中的焊条、焊丝和焊剂，如化学成份、力学性能、工艺特性与表中某种相近，可划入相应类级中，可以应用。不能划入者，应另行“评定”。

3)各类别的焊条、焊丝应分别评定。同类别而不同级别者，高级别的评定可适用于低级别；在同级别焊条中，经酸性焊条评定者，可免做碱性焊条评定。

4)填充金属由实芯焊丝改变为药芯焊丝，或反之需评定。

5)改变可燃气体或保护气体种类，取消背面保护气体需评定。

6)异种钢焊接的材料选择应该遵照DL/T752的规定原则。

7)对于国外材料，尤其是高合金钢用焊接材料，应该充分掌握该材料的基本性能，一些重要的与产品使用性能直接相关的指标应该通过试验取得验证后才能使用。

6、评定管子试件直径有何规定：

一般规程中对管子直径的“评定”没有严格规定，电力工业中因各种管子规格繁多，考虑到工艺上差异较大·故作出如下规定：．

1)当“评定”试件管子外径Do≤60mm、采用氩弧焊焊接方法时，其工艺适用于焊件管子的外径不规定。

2)其它管径的“评定”，适用于焊件管子外径的范围为：下限O.5Do，上限不规定。

7、评定试件的焊接位置有何规定：电力工业针对行业特点，对“评定”的焊接位置和适用范围做了专门规定，(见规程上表)有如下情况时，还应遵循下列规定：

1)在立焊位中，当根层焊道从上向焊改为下向焊或反之，应重新评定。

2)直径由≤60mm管子的气焊、钨极氩弧焊，除对焊接工艺参数有特殊要求外，一般仅对水平管进行“评定”，即可适用于焊件的所有焊接位置。

3)管子全位置自动焊时，必须采用管状试件进行“评定”，不可用板状试件“评定”替代。

8、预热与层间温度预热温度的确定一般以斜Y坡口不产生焊接冷裂纹试验为准，或者查阅资料计算和参照规程。

1)预热温度与以下因素有关：

(1)被焊钢材的含碳量和合金含量。

(2)焊件的结构形状和接头的拘束度。

(3)焊接材料的扩散氢含量。

(4)焊件和周围的环境温度。

2)理论公式理论公式有日本有伊藤公式，它与碳当量、扩散氢含量和壁厚有关。Pw=Pcm+H/60+δ/600Pcm=C+Mn/20+Si/30+Cr/20+Mo/15+V/10+Cu/20+5B(%)H：扩散氢含量，低氢型焊条大约3ml/100gδ：壁厚预热温度＝1440Pw-392

以上公式计算出预热温度，可以作为参考值。

3）评定试件预热温度超过拟订的参数时，应该重新评定：（1）评定试件预热温度降低超过50℃；（2）有冲击韧性要求的焊件，层间温度提高50℃。

9、后热与焊后热处理

1）中间需要进行检验和不能一次将试件焊完，要进行后热处理。

2）焊后不能马上进行热处理的试件，要进行后热处理。

3）焊后热处理应严格按照各类钢材的热处理规范要求进行并符合DL/T819和DL/T868的规定。

4）焊后热处理温度的选择还要考虑以下因素：（1）热处理温度不应超过钢材的Ac1线，一般应在钢材的Ac1线以下50℃左右。（2）对调质钢，应低于调质处理时的回火温度。（3）对异种钢，按合金成分低一侧钢材的Ac1线选择。

10、规范参数和操作技术当焊接规范参数和操作技术出现变化时，应按其参数类型重新评定或变更工艺指导书。

1）气焊时，火焰性质的改变，由氧化焰改变为还原焰，或反之；

2）自动焊时，改变导电咀到工件间的距离；

3）焊接速度变化范围比评定值大10%；

4）从手工焊改为自动焊，或反之；

5）各种焊接器具型号或尺寸的改变；

6）增加或取消焊缝背面清根；

7）焊前或层间清理的方法或程度的改变；

8）对焊缝焊后有无锤击

9）从无摆动改为摆动法，或反之；

10）左向焊改变为右向焊，或反之；

11）由立向上焊改变为立向下焊；

12）自动焊中焊丝摆动宽度及频率和两端停顿时间的改变

13）从单面焊改变为双面焊；

14）多道焊改变为单道焊；等等。可以根据以上十个方面要求或其它特殊条件综合考虑来如何确定焊接工艺评定的项目。（二）、编制焊接工艺评定方案以低合金耐热钢10CrMo910Φ273×28和高合金耐热钢

P91Φ325×30钢为例介绍编制工艺评定方案的方法为例介绍编制工艺评定方案的方法。1、编制工艺评定方案的基础条件

1）、复核焊条、钢材材质单

复核焊条、钢材材质单，其技术指标应符合相关标准的规定，必要时进行化学成分、机械性能复验。

2）、判断钢材焊接性（1）低合金耐热钢10CrMo910Φ273×28的焊接性可以采用斜Y型焊接冷裂纹试验方法直接判断钢材焊接性，也可查阅资料或者采用国际焊接协会推荐的碳当量公式间接判断钢材焊接性。

在有可靠的钢材焊接性评价资料的基础上，确认该钢材的焊接性能，以便确定焊接时的其他工艺参数和规范。

使用国际焊接协会推荐的碳当量公式评价钢材焊接性时，应以当次炉批号的材质单的化学成分来计算。国际焊接协会推荐的碳当量公式：Cqe=C+Mn/6+Si/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Ni/15+Cu/15根据以上计算公式判断钢材焊接性。

（2）P91高合金钢采用插销冷裂纹试验和斜Y型焊接冷裂纹试验判断钢材焊接性，确定焊接时的其他工艺参数。其碳当量公式不适合P91高合金耐热钢判断钢材的焊接性。

3）了解钢材焊接特点了解钢材焊接特点，焊接时针对钢材焊接特点来确定工艺要求。（1）低合金耐热钢10CrMo910的焊接特点是：具有一定的淬硬倾向容易产生焊接冷裂纹。（2）高合金钢P91焊接特点是：容易产生焊接冷裂纹、焊缝韧性低、热影响区软化及Ⅳ型裂纹。

4）清楚评定钢材的应用范围

（1）10CrMo910Φ273×28mm是20万机组的主蒸汽管道，壁厚28mm，适用的厚度范围21mm～56mm。（2）P91钢Φ325×30mm是30万机组的主蒸汽管道，壁厚30mm，适用的厚度范围22.5mm～60mm。

2、工艺条件的确

定

1）选择焊接材料（1）低合金耐热钢10CrMo910一般焊丝选择TIG-R40，焊条选择E6015-B3；（2）高合金钢P91焊丝、焊条有很多国家生产，通过生产实际应用采用德国的蒂森焊丝、焊条效果很好。

2）确定焊接方法此两种规格的钢材均选择氩弧焊打底其余焊条电弧焊。

3）设计坡口尺寸坡口尺寸的设计原则是：在保证融合良好的情况下，填充金属越少越好。一般采用双V型或综合型。

4）确定接头型式、焊接位置结合现场实际情况10CrMo910钢和P91钢均为管状试件，选择水平固定、垂直固定的管状对接试件。

5）确定焊接过程保护方式

10CrMo910钢不用内壁充氩；P91钢要进行内壁充氩，否则会产生氧化和发渣现象。

6）确定焊接线能量

焊接线能量：由焊接能源输入给单位长度焊缝上热能称为焊接线能量。主要参数有：焊接电压U；焊接电流I和焊接速度V。焊接线能量与焊接方法有关，焊接方法不同焊接线能量大小不同，氩弧焊较小，次之焊条电弧焊，埋弧焊最大。焊接接头高温停留时间和焊接接头的冷却时间t8/5与焊接线能量大小有关，影响焊接接头冲击韧性。

根据稻垣道夫等人通过大量实践总结出了焊接条件下热循环的线能量、预热温度、焊件厚度及形状等因素与t8/5之间的经验函数关系[1]：其中：

E—焊接线能量（kJ/cm）

T0—预热温度（℃）

h—焊件厚度（mm）t8/5—800℃～500℃的冷却时间（s）β、Tc、h0、α、K和n为经验参数，焊条电弧焊时：β＝1（平板堆焊或多层焊最后一道）或β≈2（T型接头）Tc＝600h0＝14.6α＝6K＝1.35n＝1.5根据以上经验函数关系，制作了线算图以方便测算出焊接线能量。随着计算机的普及，采用稻垣道夫经验公式代替线算图直接计算焊接线能量已经简便易行。

在工艺评定中如何确定焊接线能量，我们可以根据焊接CCT曲线合理都推断出最佳焊接线能量也就是最佳的焊接工艺参数，通过CCT曲线选择合适的t8/5，如果提高焊接热输入量，加大焊接线能量，延长t8/5的冷却时间可以提高接头的抗冷裂性，但对于一些高合金钢，过高的热输入量明显降低接头的冲击韧性、强度、硬度和蠕变强度。（1）根据10CrMo910钢的化学成分可以估算出其碳当量，焊接性较差，在一定的应力下容易产生冷裂纹。对10CrMo910钢我们希望得到的组织为贝氏体加少量马氏体。由图1中的10CrMo910钢CCT曲线上可以看到，符合这一条件的冷却曲线在第5条到第7条之间，相应的在20秒到109秒之间，此时出现的贝氏体含量10%为98%，其余为马氏体组织。

见图3和图4，如果冷却速度过快，t8/5时间过短，产生过多的马氏体组织，淬硬倾向大，应力大，容易产生焊接裂纹；如果冷却速度过慢，t8/5时间过长，淬硬倾向小，晶粒粗大，冲击韧性降低。选择热影响区硬度值在380HV～420HV.之间，金相组织比较均匀细小，综合性能较好，则我们可以根据相关的线算图图2上求得Emax=46kJ/cm，Emin=14kJ/cm。见图4按以上条件采用稻垣道夫公式计算出焊接线能量为20.2kJ/cm～40.1kJ/cm之间，用两种方法计算出的结果基本相符。根据实际焊接情况选择的焊接线能量：水平固定焊接选用E=33kJ/cm

垂直固定焊接选用E=22kJ/cm。

评定时选择焊接线能量的范围：水平固定焊接选用Emax=38kJ/cm，

Emin=30kJ/cm垂直固定焊接选用Emax=25kJ/cm，

Emin=20kJ/cm

在评定时，Emax和Emin合格，在这个范围之内就合格。

（2）从P91钢的CCT曲线[5]看，见图2—5，当焊接条件在第3条到第5条曲线时，可获得符合要求的焊接组织马氏体，此时的t8/5在10秒到15秒之间，硬度在HV410左右，例如，当焊件的壁厚为30mm，预热温度为200℃时，从线算图可测算出其线能量为17kJ/cm～22kJ/cm之间见图2—6。按以上条件采用稻垣道夫公式计算出焊接线能量为17.8kJ/cm～21.6kJ/cm之间，用两种方法计算出的结果基本相符。P91等高合金钢更要严加控制焊接线能量，它没有10CrMo910钢线能量的范围，必须采用合适焊接线能量才能保证冲击韧性。一般选择在20kJ/cm，评定时，选用Emax=18kJ/cm，Emin=23kJ/cm，Emax和Emin合格，在这个范围之内的规范就合格。

7）确定焊接规范参数

焊接线能量与焊接电流、焊接电压和焊接速度有关。根据E=IU/V，计算焊接速度，V=IU/E

焊接电压：每个人的操作手法一定，弧长一定，焊接电压变化不大。焊接电流：焊接电流大小的控制要保证焊缝金属熔合良好，不产生未焊透，未熔合，夹渣等缺陷，。我们可以根据以上公式计算出最慢焊接速度和最快焊接速度。

V：焊接速度等于焊接长度/焊接时间，它是控制焊接线能量关键指标，用焊接的长度长短来控制焊接每一层的焊缝厚度，焊接长度愈短，焊缝愈厚，焊接线能量就大。反之，焊接长度愈长，焊缝愈薄，焊接线能量就小。

所以，用焊接速度——焊接长度——焊缝厚度来控制焊接线能量具有可操作性，要求每位焊接工程师在进行焊接工艺评定方案时，给出焊接每一层或每一道的焊缝厚度，焊接工程师在焊接工艺指导书中给出的焊接速度应该是给到一根焊条焊接的长度，这个长度用做试验来确定。一根焊条焊接的长，线能量就小，一根焊条焊接的短，线能量就大。新的电力行业DL/T869—2004《焊接技术规程》在工艺参数上也是规定每层厚度的。（1）对于10CrMo910钢壁厚28mm，大约要焊接7～8层左右。（2）对于P91钢壁厚30mm，大约焊接9～10层。8）确定预热、层间温度

通常焊接低合金热强钢10CrMo910钢一般充分注意了预热温度和层间温度不得低于工艺评定规定的温度，但对其上限一般未予充分的注意和限制，认为预热温度和层间温度高一些对防止裂纹会更安全些。但是，预热温度和层间温度高增加了1100度粗晶区的停留时间，降低接头的冲击韧性。尤其对于P91这类新型热强钢来说应必须严格限制其预热温度和层间温度不能超过工艺评定规定的温度，过高的预热温度和层间温度不仅对防止裂纹来说没有必要，反而有可能使焊缝韧性和接头蠕变强度达不到要求。这就需要我们焊接工程技术人员制定焊接工艺评定方案时要充分注意到与以往常规不相同的这一点。根据DL/T819---2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》和有关资料。

（1）10CrMo910钢氩弧焊打底预热温度250℃，其余焊条电弧焊预热温度300℃；层间温度小于350℃。（2）P91钢氩弧焊打底预热温度150℃，其余焊条电弧焊预热温度200℃；层间温度小于300℃。预热宽度从对口中心线开始，每侧不少于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。其它规范应符合DL/T819---2002《火力发电厂焊接热处理技术规程》规定。

9）确定后热和焊后热处理规范

焊后热处理规范也可以参照厂家提供的资料和DL/T819---2002《火力发电厂焊接热处理技术规程规程规定。

P91马氏体钢要求焊接工作完成后，待焊缝冷却至100℃后奥氏体全部转变为马氏体再升温进行焊后热处理。P91钢焊接完成后，要进行后热处理。防止产生冷裂纹。（1）对于10CrMo910钢Φ273×28焊后热处理温度740℃±10℃，恒温1.5小时。（2）对于P91钢Φ325×30焊后热处理温度760℃±10℃，恒温4.0小时。

4、资质

参与编制、审核和批准工艺评定方案的人员资质条件，必须与有关规程规定相符。

（三）、焊制试件

1、选用焊接性良好稳定可靠的逆变式弧焊电源。

2、焊接材料按规定的要求烘干保存。

3、焊制试件必须在有效的监控下，严格按工艺评定方案的要求及规定的规范参数施焊。

4、施焊过程中对每一步骤都应有专人认真记录，应配备能保存记录数据的参数记录仪记录，记录要妥善保存，以备审定。

5、施焊的全过程按照DL/T869—2004《焊接技术规程》要求进行。

（四）、试件检验

试件的检验以任务书的评定目的为准，以使用条件应达到的标准来确定检验项目，一般均进行熔敷金属金相组织、化学成分和力学性能试验。电力工业针对发电设备的工况条件需求的其它检验。

1、主要检验项目有：

1）焊缝外观检查焊缝金属的余高不应低于母材，咬边的深度和长度不超过标准，焊缝表面没有裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔。

2）焊缝的无损探伤检查：管状试件的射线探伤按DL/T821的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级标准。

无损探伤检验与焊接接头力学性能是没有关联的，但“评定”中对焊接缺陷状况的了解却很必要，同时也考虑到在切取试片时应予避开，为此列入检验项目中是应该的。而断口检查主要目的是检查焊缝金属断面宏观焊接缺陷，属于焊工操作技能测定范围，不能直接用于测定力学性能，故取消。

3）拉伸试验（尺寸试样）（1）试样的余高以机械方法去除，与母材平齐。（2）试件的厚度：厚度小于30mm时可用全厚度试件；厚度大于30mm时可加工成两片或多片试样。（3）每个试样的抗拉强度不低于母材的下限。（4）异种钢试样的抗拉强度不低于较低一侧母材下限。（5）两片或多片试样进行拉伸试验，每组试样的平均值不超过母材规定值的下限。

4）弯曲试验（1）弯曲试样可分为横向面弯（背），纵向面弯（背），横向侧弯。（2）T小于10时，T=tT大约t时，t＝10

试样的宽度40、20、10

（3）试样的余高以机械方法去除，保持母材原始表面，咬边和焊根缺口不允许去除。（4）横向侧弯表面存在缺陷应以较严重一测为拉伸面。（5）影响弯曲试验的三个主要因素是：试样的宽与厚之比、弯曲角度和弯轴直径。SD340-89规程的弯曲试验方法和相关的规定未与材料本身延伸率相对应，因此，试样弯曲外表面伸长程度对部分钢材已超过了伸长率规定的下限值，故不尽合理。为使弯曲试验对塑性测定更趋于合理，新规程做了如下规定：弯曲试验方法按GB／T232金属弯曲试验方法进行。

弯曲试验条件规定为：试样厚度≤10，弯轴直径(D)4t。支座间距(Lmm)6t+3，弯曲角度180度。对于标准和技术条件规定延伸率下限值小于20%的钢材，若弯曲试验不合格，而实测值延伸率<20％，则允许加大弯轴直径进行试验，（6）试样弯曲到规定角度后，每片试样的拉伸面上，在焊缝和热影响区内任何方向上都不得有长度超过3mm的开裂缺陷，棱角上的裂纹除外，但由于夹渣缺陷所造成的开裂应计入。

5）冲击试验对承压、承重部件只要具备做冲击试样条件者，均应进行冲试验，因此，当满足下列条件时要做：

（1）当焊件厚度如不足取样(5×10×55mm)时，则可不做。（2）当焊件厚度≥16mm时，需做冲击试验，10×10×55mm.

（3）评定合格标准：三个试样平均值不应低于相关技术文件规定的下限，其中一个不得低于规定值的70％。

6）金相检验管板角接，同一切口不得有两个检验面。

7）硬度试验焊缝和热影响区的硬度不应低于硬度值的90％，不超过母材布氏硬度加100HB，且不超过下列规定：合金总含量小于3％时，硬度小于等于270HB

合金总含量等于3~10时，硬度小于等于300HB

合金总含量大于10时，硬度小于等于350HB

2、以上试样的制备、切取和评定按有关标准进行。

3、检验后必须由具备相应资质条件的人员出具正式报告。

4、检验程序和要求必须符合规程规定。

(四）、编制焊接工艺评定报告

焊接工艺评定报告是工艺评定最后的成果，是评定全过程的总结，是焊接技术文件的重要组成部分，是指导焊接工作的基本文件。根据试件焊制时的各项数据和检验的各项原始报告和记录，由负责评定工作的焊接工程师做出综合评定结论并填写《焊接工艺评定报告》。焊接工艺评定报告必须以认真、严肃的态度进行编制，内容应全面和完整，结论应准确、可靠，不得任意编造、弄虚作假，综合评定结论是工艺评定过程所取得的各项数据的汇总和对评定的总体评价以及指导焊接工作的依据，因此，编写综合评定结论时，必须通过对评定各环节所积累的数据和资料进行认真分析、归纳和总结，提出满足使用条件要求的各项工艺数据和相应条件。完成评定后资料应汇总，评定资料应建档保存。

焊接工艺评定报告是其企业技术储备的重要资料。这些技术储备重要资料要以技术档案资料方式保存在企业的档案之内。当单位预计或遇到需要完成的焊接工程时，应该首先从自己的技术档案查询。如果没有这一工程任务所必须具备的焊接工艺评定文件，或虽然有近似的焊接工艺评定文件，然而根据本标准发现其适用范围与将面临的焊接工程不符合/或不可覆盖，单位应该安排进行焊接工艺评定工作。焊接工艺评定审查报告：焊接工艺评定报告编制之后，应进行审核，除自己初审之外还应组织专门审核会，对全部资料、评定试件、评定试样、评定结论进行审查，还要编制审查工艺评定报告，批准后方可应用于实际焊接工作中。焊接工艺评定审查报告应包括的内容：审查范围和项目、审查过程情况、审查的依据、要点和结论。完整的焊接工艺评定资料应包括的内容：资料应包括：评定任务下达指令书、评定任务书、评定编号法、焊接性评价资料（或焊接工艺设计资料）、评定工艺方案、焊制试件过程的详细记录、评定各项检查、检验和试验的原始报告、评定工艺报告、评定审查报告等。九、根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书

焊接作业指导书是指导实际焊接工作的文件之一，是焊工实际施焊时不可缺少的技术