焊接技术培训讲座

焊接技术培训讲座2013年4月第一页，共一百三十三页。一、课程简介焊接概述及焊接方法分类焊接工艺评定及焊工考试焊接施工管理及焊接规程常用材料的焊接及应用二、讲课原则三、目标及实现第二页，共一百三十三页。1．焊接概述及焊接方法分类焊接定义：焊接是利用加热、加压或两者兼用，并使用填充材料（也可以不用）使两焊件达到原子间结合，而形成一个整体的工艺过程。焊件可以是同种同类或不同类的金属、非金属（塑料、陶瓷、石墨、玻璃等），也可以是一种金属与一种非金属。金属连接在现代工业中具有最重要的实际意义。因此狭义的讲，焊接通常就是指的金属的焊接。早在战国时期，我国劳动人民就发明了最早的焊接技术，并将其应用于生产实践。如大型钟、鼎的耳、足和本体分开铸造，再利用铸焊将其连为一体。焊接是一门古老且又新兴的加工技术，虽有几千年的历史，但真正成为一种重要的制造技术，是1885年发明碳弧焊开始的。随着科学技术的发展，焊接技术也取得了第三页，共一百三十三页。日新月异的进步，尤其是从20世纪中叶以来，新的焊接方法纷纷问世，如：等离子弧焊、熔化极气体保护焊、真空电子束焊、激光焊、显微焊、搅拌焊等。由于工程材料的多样化和焊接技术的普及深入，焊接已从一种传统的热加工工艺发展成为关键的制造技术。从长江三峡、西气东输、南水北调、“神州”“嫦娥”工程，到我们的日常生活，衣食住行，无不与焊接有关。在石油化工建设中，焊接就像巧手的裁缝，把各种金属材料按不同要求进行裁剪、拼合，缝焊成钢铁的结构、塔罐、厂房、管道，形成巨大的联合化工装置，承受各种严酷、恶劣工况的考验。石油化工中高分子化合物的聚合、分解，经常接触到易燃、易爆、有毒甚至剧毒介质，对焊接施工的要求相对其它行业更加严格，不允许有任何的麻痹和疏忽，否则将给国家和人民生命财产造成巨大的损失。

第四页，共一百三十三页。如70年代吉林市液化气站球罐因焊接裂纹造成库区爆炸，直接经济损失达三千多万元。2010年底，上海一栋28层居民楼因电焊工违章作业失火，造成58人死亡。作为承担焊接施工的工程技术人员或焊工，都应充分认识肩负的责任，从不同层面关注焊接施工质量，关注国家财产和人民生命安全。施工生产常用的焊接方法有：手工电弧焊、氧—乙炔气焊、手工钨极氩弧、熔化极气保焊（包括实芯焊丝、药芯焊丝）和埋弧焊等。1.1电弧焊根据分类，属于熔化焊范畴，包括范围较广。采用金属电极或碳棒，与工件间产生电弧，利用电弧燃烧产生的热量熔化母材，填充或不填充金属，实现金属焊接的方法。第五页，共一百三十三页。1）药皮焊条电弧焊：焊条由金属焊芯和药皮组成，焊芯的作用是在焊接过程中传导电流并与焊件间产生电弧，在电弧加热下，焊芯熔化过渡到熔池，冷却后成为填充金属形成焊缝。药皮的作用是稳定电弧燃烧、造渣造气保护熔池、金属精炼脱除有害杂质、添加合金元素和保护高温焊缝缓冷等。2）碳弧焊：（略）3）埋弧焊：利用焊剂导电熔化母材和焊丝（焊带），实现焊接的焊接方法。效率很高，焊丝直径可达6mm，δ=14mm板材不开坡口，可实现一道焊成。熔深大，穿透力强，但热输入大，易造成焊缝晶粒粗大。配合工装可实现储罐埋弧自动横焊。第六页，共一百三十三页。第七页，共一百三十三页。电弧焊再细分，还包括气体保护焊：

①非熔化极气体保护焊：电极材料为金属钨，采用氩气作为保护气体。钨极与母材间产生电弧，加热母材和焊材，但钨极并不熔化。属于微弧焊，焊缝质量较高，容易掌握，但工效低，成本高。②熔化极气体保护焊：包括活性气体保护焊（MIG），保护气体采用CO2；惰性气体保护焊(MAG)，保护气体采用氩、氦或多元混合气体。（主要用于铝、镁、钛等活泼稀贵金属焊接）电极材料又分为实芯焊丝气保焊（GMAW）和药芯焊丝气保焊（FCAW）。与常规的药皮焊条手工电弧焊、埋弧焊相比，熔化极气体保护焊在操作工艺性、接头质量、焊接过程自动化、生产效率和经济效益等方面具有以下优点：第八页，共一百三十三页。a、明弧操作，焊接过程中易于观察电弧与熔池情况，便于及时调整；b、焊丝直径小，母材受热集中，热输入量少，焊接热变形很小，在大型储罐底板和其它对焊接变形比较敏感部位焊接施工中，作用更为显著；c、不需要焊条药皮、焊剂，焊缝表面无渣，故可节省清渣辅助工时和涂药、焊剂的费用，在多层焊时尤为突出，能大幅提高劳动生产率和降低焊接成本；d、节省焊接材料和能源消耗，实芯焊丝熔敷效率可达95%（药芯焊丝为90%），而药皮焊条手工电弧焊仅为55%。且焊丝直径一般较小（φ0.8-1.6mm），可达性好，焊缝坡口可减小10-20°，降低了焊材消耗量；e、由于焊丝连续送进，焊接过程易于实现机械化和智能化控制。第九页，共一百三十三页。上世纪90年代以来，随着焊接装备、焊接材料的研究改进，熔化极气体保护焊的应用得到了迅猛的发展。药芯焊丝气保焊异军突起，配合焊接专机的使用，实现了大型球罐药芯焊丝全自动气保焊。在16万立LPG储罐壁板全自动气电立焊、北京奥运会鸟巢大型箱型梁钢结构焊接中得到成功应用。1.2气焊是利用可燃气体（乙炔、石油液化气、氢气、气化酒精或汽油等）和助燃气体—氧气混合燃烧产生的化学能熔化母材和焊材实现焊接的一种焊接方法。优点是大部分金属材料都可以焊接，灵活、方便，可在无电的野外焊接。第十页，共一百三十三页。缺点是焊缝质量差，热影响区大。目前主要用于钎焊、有色金属铸件焊接修补、金属喷涂、黑色金属切割等。1.3钎焊属于焊材熔化母材不熔化焊接方法，如常见的白铁皮锡焊，铝、铜导线锡焊等。工业应用主要是印刷电路板的焊接和飞机、航天器蒙皮的焊接。2.焊接工艺评定和焊工考试2.1焊接工艺评定（1）焊接工艺评定定义：为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。

国家能源局于2011年7月1日颁发了NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》，代替JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》，并明确自2011年10月1日起实施。第十一页，共一百三十三页。适用范围从钢制压力容器扩大到锅炉和压力管道；适用金属材料从钢扩大到铝、钛、铜、镍；焊接方法增加了等离子弧焊、摩擦焊、气电立焊和螺柱电弧焊；评定类别增加了复合金属材料、换热管与管板；参照ASMEⅨ，重新划分了材料类别和填充金属类别；重新界定了焊后热处理和各种焊接方法专用评定因素；增加了三个资料性附录和四个规范性附录；把锅炉、压力容器和压力管道的焊接工艺评定统一在一个规范里，结束了业内困惑多年的不同行业间各自为政，不相统属的混乱局面。主导思想是既要符合国内锅炉、压力容器和压力管道的安全技术规范，第十二页，共一百三十三页。又要向国外先进标准靠拢。本次修订主要参照ASME《锅炉压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接和钎焊评定标准》，其权威性与广泛性一直为世界各国所公认，也不排除欧洲EN标准和日本JIS标准中的合理因素。

在石化工程建设领域里，焊接是施工的重要工艺手段，焊接质量在很大程度上决定了制造的质量。焊接工艺能否保证产品的焊接质量，焊前需要在试件上进行验证，这就是广义的焊接工艺评定的概念即：“为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。”

第十三页，共一百三十三页。（2）标准的核心思想

承压设备产品所使用的材料极其丰富，结构多种多样，服役条件复杂，焊接工艺更是千变万化，标准的任务只是对适用于所有承压设备的焊接工艺评定标准作出最基本规定，使焊接接头的力学性能、弯曲性能或堆焊层的化学成分符合规定。将焊接接头的使用性能当做承压设备焊接工艺定的目标是制定焊接工艺评定标准的核心思想。

焊制承压设备是由母材和焊接接头构成的，焊接接头的使用性能从根本上决定了承压设备的质量。焊接工艺能否保证承压设备焊接接头的使用性能，焊前需要在试件上验证，焊接接头的使用性能是验证所拟定的预焊接工艺规程正确性的判断准则。第十四页，共一百三十三页。（3)焊接工艺评定的目的预焊接工艺规程正确与否的标志在于焊接接头的使用性能是否符合要求。若符合要求，则证明所拟定的预焊接工艺规程是正确的。当用于焊接产品时，则产品焊接接头的使用性能同样可以满足要求。需要注意的是：①焊接工艺评定合格只说明将来施焊产品的焊接接头使用性能符合要求。单凭评定合格的焊接工艺并不能确保承压设备焊接质量全都符合要求，更谈不上确保它们安全可靠的使用。确保承压设备焊接质量和安全可靠使用是一整套复杂的系统工程。②“通过焊接工艺评定，确定了焊接工艺规程”的提法是不全面的。比如说产品在某第十五页，共一百三十三页。一焊后热处理规范下的焊接工艺经评定合格，只能说明在该焊后热处理规范下，产品焊接接头的使用性能是符合要求的，但最终确定焊后热处理规范，还必需测定焊接残余应力和观察金相组织后综合评定。因此，焊接工艺评定只是确定焊接工艺规范的一个方面，不是全部内容。（4）

预焊接工艺规程是由具有一定专业知识和相当实践经验的焊接工艺人员，根据材料的焊接性能，结合产品特点、制造工艺条件和管理情况来拟定的。从材料焊接特点出发，选择与其相适应的焊接方法；通过试验确定若干适用的焊接方法，依据焊缝金属性能不低于材料性能的原则进行焊接材料的筛选或研制；第十六页，共一百三十三页。焊材选定后，着手进行焊接工艺试验，确定适合的焊接规范参数。确定焊接方法、焊接材料和焊接规范参数过程中，主要进行焊接性能试验。材料焊接性能试验主要解决材料如何焊接问题，但不能回答在具体工艺条件下焊接接头的使用性能是否满足要求这个实际问题，这只有依靠焊接工艺评定来完成。材料的焊接性能是承压设备焊接工艺评定的基础、前提。没有充分掌握材料的焊接性能就很难拟定出完整的焊接工艺进行评定。第十七页，共一百三十三页。焊接工艺评定与材料焊接性能试验是两个相互关联、又有区别的概念，它们之间不能互相代替。料材的焊接性能试验是重要的，但不要求进行焊接工艺评定的单位一定要进行完整的焊接性能试验，更没有要求每次评定前都相应进行一次焊接性能试验。可以借鉴材料研制技术资料和其他单位的生产实践。焊接工艺评定是解决实际生产条件下，获得符合使用性能产品的焊接性试验，所拟定的“预焊接工艺规程”与产品特点、制造条件、焊接装备及人员素质密切相关。所以规程明确“焊接工艺评定应在本单位进行……由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件”，重点在于考核施焊单位管理、装备、焊工、操作习惯、地域等因素。第十八页，共一百三十三页。每个单位必需反复去独立完成，而不能由国家权威部门统一制作，其他单位共享。这就是焊接工艺评定不可“输入”或“输出”的原则。由于承压设备用途广泛，服役条件复杂，焊接接头的使用性能也是多种多样的。焊接条件与接头使用性能之间对应变化规律并没有完全掌握。目前对焊接条件变更而引起的焊接接头力学性能（拉伸、弯曲、冲击）改变的规律掌握的比较充分，将焊接接头力学性能作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则，从而制定焊接工艺评定标准，确定评定规则。焊接接头的力学性能是压力容器设计的基础，是基本使用性能，以力学性能作为判断准则也是恰当的。第十九页，共一百三十三页。（5）焊接工艺评定试件分类对象

从焊接角度来看，任何结构的压力容器都是由各种不同的焊接接头和母材构成的，不管是何种焊接接头都是焊缝连接的，焊缝是组成不同形式接头的基础。焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定，因此焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头。标准中将评定试件形式分为对接焊缝试件和角焊缝试件，并对它们的适用范围作了规定：对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝，这是从力学性能准则出发的。第二十页，共一百三十三页。（6）焊接工艺评定与焊工技能考试

对于承压设备的合格焊缝而言，一是接头性能符合要求，二是焊缝没有超标缺陷。这就很好的说明了焊接工艺评定与焊工技能考试之间的关系。焊工技能考试的目的是要求焊工按照评定合格的焊接工艺焊出没有超标缺陷的焊缝，而焊接接头的使用性能是由评定合格的焊接工艺来保证的。进行焊接工艺评定时，要求焊工技能熟练，以排除焊工操作因素干扰。NB/T47014—2011是承压设备焊接工艺评定的基础和通用标准，对于特殊结构、特殊使用条件的承压设备和端接焊缝、塞焊缝、槽焊缝的焊接工艺评定，还应考虑特殊技术要求，作出相应规定或另行制定标准。第二十一页，共一百三十三页。2.2、《承压设备焊接工艺评定》正文讲解（1）范围

规定了承压设备的对接焊缝和角焊缝焊接、耐蚀堆焊、复合金属材料焊接、换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定以及螺柱电弧焊工艺评定的规则、试验方法和合格指标。适用于气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、摩擦焊、气电立焊和螺柱电弧焊等焊接方法。（不适用气瓶）（2）规范性引用文件（略）（3）术语与定义新增了：①预焊接工艺规程（PWPS）②焊接作业指导书（WWI）③焊接工艺附加评定（SWPQ）④螺柱电弧焊(SW)⑤缺欠第二十二页，共一百三十三页。(4）总则1)承压设备的焊接工艺评定，除遵守本规定外，还应符合锅炉、压力容器和压力管道产品相关标准、技术文件的要求。2)焊接工艺评定的一般过程是：依据金属材料的焊接性能，按照设计文件规定和制造工艺拟定拟定预焊接工艺规程，施焊试件和制取试样，检测焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价。3)焊接工艺评定应在本单位进行。所用设备、仪表应处于正常工作状态，金属材料、焊接材料符合相应标准，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。4)评定合格的焊接工艺是指合格的焊接工艺评定报告中，所列通用焊接工艺评定因素和专用焊接工艺评定因素中重要因素、补加因素。第二十三页，共一百三十三页。5)焊接工艺规程程序见附录A（5）焊接工艺评定因素及类别划分

1）各种焊接方法的通用焊接工艺评定因素及分类

①焊接方法及分类

焊接方法类别：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊（含药芯焊丝电弧焊）、电渣焊、摩擦焊、气电立焊和螺柱焊。

②焊制承压设备用母材分类分组分类分组所列材料，都是承压设备现行标准、法规中所使用的国产材料。

主要考虑焊接接头的力学性能、母材化学成分和焊接性能。原则及做法力图按照ASMEⅨ的规定，但有区别，不能相互通用、交换。第二十四页，共一百三十三页。第二十五页，共一百三十三页。第二十六页，共一百三十三页。第二十七页，共一百三十三页。60Kgf/mm2三组；Fe-4类为含Cr量＜2%的耐热钢，分为1Cr-0.5Mo和1Cr-0.5Mo-V两组；Fe-5A类为Cr-Mo耐热钢，典型成分为21/4Cr-1Mo；Fe-5B类为含Cr量≥5%耐热钢，分为Cr-5%和Cr-9%两组；Fe-5C类为含Cr≯3%的Cr-Mo-V耐热钢，典型成分为21/4Cr-Mo-V；Fe-6类为马氏体不锈钢，不分类；Fe-7类为铁素体不锈钢，按含Cr量分为两组；Fe-8类为奥氏体不锈钢，按Cr-Ni含量分两组：18-8、25-13型和25-20型；Fe-9B类为含Ni为3%的低温钢，不分组；Fe-10I类为高铬钢，含Cr量为27%；Fe-10H类为奥氏体-铁素体双相不锈钢及高铬钢；第二十八页，共一百三十三页。③填充金属分类（略）包括焊条、焊丝、填充丝、焊带、焊剂、预置填充金属、金属粉、板极、熔嘴等，这些填充金属与母材的匹配，除应符合相应规范、标准要求外，一般应经焊接工艺评定确定，设计图纸也应明确规定。④焊后热处理铁基材料（除Fe-7、Fe-8类）焊后热处理类别：a、不进行焊后热处理；b、低于下转变温度进行焊后热处理；c.、高于上转变温度进行焊后热处理（如正火）；d、先在高于上转变温度，而后在低于下转变温度进行焊后热处理（即正火或淬火后回火）；e、在上下转变温度之间进行焊后热处理；除上述材料外的各类别材料焊后热处理类别：a.、不进行焊后热处理；b、在规定的温度范围内进行焊后热处理。第二十九页，共一百三十三页。焊后热处理的目的是改善金属金相组织，松滞焊接应力。本次修订对“焊后热处理”作了定义：“能改变焊接接头的组织和性能或残余应力的热过程”。包括了容器封头的热冲压、厚壁筒体的热滚压、高温搪瓷等加工过程中的受热，均会对钢材的金相组织、机械性能产生影响，而这些热过程与常规热处理中的正火、正火加回火、淬火加回火的含义是不同的。2）每种焊接方法的专用焊接工艺评定及分类专用焊接工艺评定因素分为重要因素、补加因素和次要因素。重要因素是指影响焊接接头力学性能和弯曲性能（冲击韧性除外）的焊接工艺评定因素；补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺评定因素。当规定进行冲击试验时，需增加补加因素；次要因素是指对要求测定的力学性能和弯曲性能无明显影响的焊接工艺评定因素。第三十页，共一百三十三页。各种焊接工艺评定因素对不同焊接方法的要求和影响程度是不同的，如焊接位置的改变，对于焊条电弧焊、气体保护焊属于补加因素或次要因素，但是对于螺柱焊则属于重要因素。（6）对接焊缝和角接焊缝焊接工艺评定1）各种焊接方法的通用评定规则是判断是否需要重新进行焊接工艺评定的重要原则。新规程对新增的焊接方法和材料增添了部分评定规则。△母材类别号改变，需要重新进行焊接工艺评定；△焊条电弧焊、埋弧焊、气保焊、等离子弧填丝焊，Fe-1~Fe-5A类母材，高类别评定合格的适用于该类别号母材与低类别号母材之间相焊；第三十一页，共一百三十三页。△除上条规定外，不同类别号母材相焊，即使母材各自焊接工艺已评定合格，其接头仍需重新进行评定；△母材组别号改变时，需重新进行焊接工艺评定；△某一母材评定合格，适用于同类别同组别号的其它母材；△在同类别号中，高组别号母材评定合格适用于与低组别号母材相焊；△组别号Fe-1-2母材评定合格，适用于组别号Fe-1-1的母材；△变更填充金属类别号需重新进行焊接工艺评定，当用强度类别高的填充金属代替类别低的填充金属焊接Fe-1、Fe-3类母材，不受此限制。△在同一类别填充金属中，当规定进行冲击试验时，下列情况为补加因素：用非低氢型焊条代替低氢型焊条、用冲击韧性较低的填充金属替代冲击韧性较高的填充金属；第三十二页，共一百三十三页。△改变焊后热处理类别，需重新进行焊接工艺评定；△当规定进行冲击试验时，焊后热处理的保温温度或时间改变，要重新进行焊接工艺评定；△对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围：当T＜1.5适用母材厚度为T—2T；当1.5≤T≤10适用母材厚度为1.5—2T；当10-20≤T≤38适用母材厚度为5—2T当38≤T≤150适用母材厚度为5—200当T＞150适用母材厚度为5—1.33T（仅限于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊）

当规定进行冲击试验时，若T≥6mm，适用母材厚度最小值为T与16mm两者中的较小值；第三十三页，共一百三十三页。当T＜6mm时，适用母材厚度最小值为1/2T；其它特殊情况另有规定；△对接焊缝试件评定合格的焊接工艺用于角焊缝时，焊件厚度不限。2）各种焊接方法的专用评定规则△当变更任何一个重要因素时，都需要重新进行焊接工艺评定。△当增加或变更任何一个补加因素时，应增加焊冲击韧性用试件进行试验。当增加或改变次要因素时，不需重新评定，但需重新编制预焊接工艺规程。3）评定方法△试件形式分为板状与管状两种，摩擦焊试件接头形状应与产品一致；第三十四页，共一百三十三页。△评定对接焊缝预焊接工艺规程时，采用对接焊缝试件，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于焊件中的对接焊缝和角焊缝。评定非受压角焊缝预焊接工艺规程时，可采用角焊缝试件。△板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于管状焊件的对接焊缝，反之亦可。△同一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，可分别进行评定，。组合评定合格的焊接工艺，可以采用其中一种或几种焊接方法（或焊接工艺），但应保证其重要因素、补加因素不变。4）试件制备△母材、焊材和试件的焊接必须符合拟定的预焊接工艺规程的要求。△试件数量和尺寸应满足制备试样的要求，并充分考虑厚度适用范围。第三十五页，共一百三十三页。5）检验要求和结果评价△试件检验项目包括外观检查、无损检测、力学性能试验和弯曲试验。外观检查和无损检测（按JB4730）结果不得有裂纹。△力学性能试验和弯曲试验项目和取样数量除另有规定外，按附表11△当规定进行冲击试验时，仅对钢材和含镁量＞3%的铝镁合金焊接接头进行冲击试验，铝镁合金只取焊缝区。△角焊缝试件和试样的检验包括外观检查和金相宏观检查。△耐蚀堆焊试件试样的检验包括渗透检测、弯曲试验和化学成分分析。第三十六页，共一百三十三页。评定合格的焊接工艺目的不在于焊缝外观达到何种要求，也不在于焊缝能达到无损检测几级标准，虽然试件检验项目规定了外观检查、无损检测，其主要目的是了解试件施焊情况，避开焊接缺陷取样。试验一般包括拉伸、弯曲。应考虑的因素：试样的取样部位、试验室的设备能力等。当设计或材料标准有要求进行冲击试验时，应考虑每种材料、每种焊接方法的焊缝区和热影响区。规程明确了弯曲试验条件及参数。基本参照ASMEⅨD的规定，弯曲角度全部为180°，与以前的评定规范相比，更趋合理。NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》共有七个附录第三十七页，共一百三十三页。附录A《焊接工艺规程流程图》，是资料性附录。说明了形成焊接工艺规程的过程及评定的作用；附录B《母材、填充金属和焊接方法的补充规定》是规范性附录。明确了规程未包括的母材、焊材和焊接方法的归类处理原则；

附录C《复合金属处理焊接工艺评定》是规范性附录。规定了复合材料工艺评定的试验、检验方法；

附录D《换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定》是规范性附录。参照ASMEⅨ“管子与管板焊接工艺评定”内容新增的；

附录E《螺柱电弧焊工艺评定》是规范性附录。参照ASMEⅨQW-192编制的。

附录F、G是资料性附录，包括：焊接工艺评定表格推荐格式和焊接工艺评定常用英文缩写及代号。第三十八页，共一百三十三页。（7）焊接工艺评定的过程和评定注意事项1）焊接工艺评定的一般过程①拟定预焊接工艺规程（PWPS）预焊接工艺规程是在评定前虚拟的焊接工艺条件，应由具有一定专业知识和相当实践经验的焊接工艺人员，根据材料的焊接性能，结合产品特点、制造工艺条件和管理情况来拟定的。编制的前提是依据材料的焊接性能，分析可能出现的问题，制定相应的工艺措施。材料的焊接性能来源于材料研制报告、类似材料使用或其他单位的使用经验等。本单位首次使用的材料一般应先进行焊接性能试验，以了解材料焊接性能。预焊接工艺规程的内容应包括每种焊接方法的重要因素、补加因素和次要因素。第三十九页，共一百三十三页。②按照预焊接工艺规程施焊试件，检验和测定试件、试样性能，填写焊接工艺评定报告，内容主要包括每种焊接方法施焊试件所需控制的重要因素、补加因素数据记录值和各项检测结果，如评定不合格，应修改按照预焊接工艺规程重新评定，直到评定合格。评定报告最终应作出结果评价。2）焊接工艺评定应注意的事项

①正确选用焊接工艺参数可以减少焊接工艺评定数量△在同一组别内最好选择规定进行冲击试验的钢号进行评定；△本单位若需要多种焊接位置，则选择向上立焊评定焊接工艺；第四十页，共一百三十三页。△对于常用钢号厚度统一考虑，使覆盖范围连续，以减少重复；△充分利用已有评定，应用于两种或以上焊接方法和工艺焊接焊件；△尽量选用低氢碱性焊条和产品可能使用的最大直径焊条；△尽量选用产品可能使用的热输入最大值；△要求焊后热处理的，应考虑产品可能使用的热处理最长保温时间。3）根据评定合格的焊接工艺评定报告，编制焊接工艺规程（WPS）,用于指导产品施焊，以保证获得力学性能符合要求的焊接接头。第四十一页，共一百三十三页。4）预焊接工艺规程和焊接工艺评定报告的关系及填写要领

“预焊接工艺规程”应由“焊接工艺评定报告”来证明其正确性，所以每份“预焊接工艺规程”中必需填写相应的“焊接工艺评定报告”编号。经评定合格的“预焊接工艺规程”和“焊接工艺评定报告”都可以拿出来单独使用，当重要因素、补加因素不变时，可以依据一份“焊接工艺评定报告”编制多份“预焊接工艺规程”，此时这些“预焊接工艺规程”已经得到评定。也可以从两份或两份以上“预焊接工艺规程”中抽取其中重要因素、补加因素相同部分，编制一份“预焊接工艺规程”，则该份文件应当承认是评定合格的。第四十二页，共一百三十三页。“预焊接工艺规程”是评定前，根据焊接工艺人员的经验和理论知识对预先设想（虚拟）的重要因素、补加因素及可能使用的范围进行评定，评定覆盖范围较大。如：采用厚度10mm的板材进行手工电弧焊立焊焊接工艺评定合格后，它可能覆盖的范围是1.5—20mm板材、管材全位置的手工电弧焊。设定的焊接工艺参数既要考虑1.5mm厚度管材的立焊或仰焊位置焊接，又要考虑20mm厚度板材平焊位置焊接，设定的参数范围就应十分宽大，否则就覆盖不全。而“焊接工艺评定报告”所记录的是针对评定试件实际焊接时所采用的具体参数，即使有范围也是窄小的。经检验、试验合格后，用于证明第四十三页，共一百三十三页。“预焊接工艺规程”的正确性。填写时应注意区别对待，不能混淆、颠倒。通病是“预焊接工艺规程”。和“焊接工艺评定报告”所记录的内容相同，数值一致。这就是没有理解两份文件的含义，也无法在生产实践中使用2.3焊工考试焊接作为现代工业的一种重要的加工手段，直接关系到锅炉、压力容器、压力管道、特种设备等重要结构的制造质量和使用安全。随着机构改革，锅炉压力容器安全监察机构的职能范围发生了很大的变化，国家质量监督检验检疫总局于2010年11月4日颁发了TSGZ6002―2010《特种设备焊接操作人员考核细则》，自2011年2月1日起施行，02版《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》同时废止。第四十四页，共一百三十三页。新考规编制的指导思想是：靠拢国际通用标准，结合我国材料、焊接方法特点，兼顾大型国有企业较多采用先进焊接方法，对02版《考规》作出了重大修改：明确了承压类设备、机电类设备焊接操作人员必需持《特种设备作业人员证》方可上岗操作；基本知识考试采用计算机答题方法，焊工考试实行计算机与视频管理；新增了非金属材料焊工考试内容；《特种设备作业人员证》每四年复审一次。第四十五页，共一百三十三页。1）第一章总则（第一条—第八条）锅容管特行业焊接作业焊工考试的目的是要验证焊工对焊接装备、焊接材料、安全操作、实现设计预期能力的掌握程度。依据《特种设备作业人员监督管理办法》、《特种设备作业人员考核规则》制订了本考核细则。

从事《特种设备安全监察条例》规定的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道（统称承压类设备）和电梯、起重机、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆（统称机电类设备）的焊接操作人员，必需持有《特种设备作业人员证》。省级质监部门负责确定并公布本区域内的焊工考试机构及承担的考试类别、项目范围。承担长输管道、非金属材料的考试机构还应报国家局批准并公布.第四十六页，共一百三十三页。焊工考试包括基本知识和操作技能两部分，基本知识考试采用计算机答题方法。特种设备金属材料和非金属材料焊工考试范围、内容、方法和结果评定，按照本细则附件A、附件B的规定执行。2）第二章考试机构（第九条—第十四条）

考试机构由具有法定资质的单位、机构或者组织设立，有常设组织和固定场地等软硬件设施，焊工考试实行计算机与视频管理。建立和管理焊工考试档案并按特种设备信息化要求，及时将信息输入特种设备人员库。地市级质检部门负责对辖区内的焊工考试实施监督检查。第四十七页，共一百三十三页。3）第三章考核程序与要求（第十六条—第三十四条）

申请考试的焊工需经用人单位或培训机构进行安全教育和培训，基本知识考试合格后方能参加操作技能考试。考试组织工作要求严格执行保密、监考等各项制度，保证考试工作质量。考试合格的焊工由地市质监部门统一发证，《特种设备作业人员证》全国有效，每四年复审一次。首次取证项目第一次复审需要重新考试，再次复审时可在合格项目范围内抽考。逾期未申请复审，复审不合格者，《特种设备作业人员证》失效，由发证机关予以注销并公告。考试作弊或以欺骗方式取得《特种设备作业人员证》，违章操作造成特种设备事故，发证机关工作人员违反法定程序超越范围考试发证，原发证机关可吊销或撤销其证件。第四十八页，共一百三十三页。4）第四章附则（第三十五条—第三十九条）

用人单位应按本细则规定，结合本单位实际情况，制定焊工管理办法，建立焊工焊接档案，为焊工取证和复审提供客观真实的证明资料。焊工解除聘用关系后，原用人单位有责任向发证机关提供焊工焊接档案资料。本细则范围之外的焊接方法、新材料、焊缝形式的焊工考试，由用人单位按产品设计制造技术条件，参照国内外相应标准，必要时组织专家审查，制定考试方案，报发证机关备案，其他要求仍按本细则执行。按照《特种设备作业人员监督管理办法》规定，证件中应注明“承压焊”或“结构焊”合格项目代号前注明“Y”或“J”。第四十九页，共一百三十三页。附件A特种设备金属材料焊工考试范围、内容、方法和结果评定A1适用范围

本附件规定了特种设备金属材料焊工考试范围、内容、方法、结果评定与项目代号。适用于金属材料常规焊接方法的焊工考试。A2术语

分为手工焊、机动焊和自动焊焊工，机动焊和自动焊工合称焊机操作工。A3基本知识考试范围

包括设备、材料、焊接工艺、焊接缺陷、焊接检验、焊接安全、法律法规等14个大方面，要求编制考试题库，采用计算机答题考试。

第五十页，共一百三十三页。A4焊接操作技能考试A4.1焊接操作技能的要素包括焊接方法、操作机动化程度、材料类别、填充金属类别、试件位置、衬垫、焊缝金属厚度、管材外径、焊接工艺因素等9个要素。A4.2焊接操作技能考试要素的分类代号A4.2.1焊接方法

每种焊接方法都可以表现为手工焊、机动焊、自动焊操作方式。焊接方法代号（略）A4.2.2金属材料类别第五十一页，共一百三十三页。FeⅠ类材料属低碳钢，焊接难度小；FeⅡ类材料属低合金结构钢，在低碳钢中添加了部分Mn、Cr、Mo、V、Ni、W、Ti、B等合金元素，以改善钢材的强度为主，有一定的淬硬倾向，需要焊前预热和控制热输入；FeⅢ类材料属中合金耐热钢、铁素体钢和马氏体钢，合金元素含量较高，化学成分和金相组织复杂，需要注意焊前预热、控制热输入、冷却速度、后热处理和焊后热处理；FeⅣ类材料属奥氏体和奥氏体+铁素体双相不锈钢，需要严格控制热输入，避免耐蚀性能降低，Ⅲ、Ⅳ类材料焊接难度较大；铜、镍、铝、钛及其合金材料分类（略）。第五十二页，共一百三十三页。A4.2.3填充金属类别

焊接材料对焊工操作技能的影响，因各种焊接方法的不同而存在差异。对焊条电弧焊，焊工焊接操作技能与焊条药皮和熔敷金属类别密切相关。将焊条药皮类别划分为四类：1）钛钙型操作性能好，适应焊接规范变化能力强。类别代号为Fef1，如EXX03；适用于焊件填充金属类别范围为Fef1；2)纤维素型常用于打底和向下立焊。向下立焊时速度较快，不宜摆动，焊层厚度较薄。类别代号为Fef2,如EXX10、11、10-X、11-X,适用于焊件填充金属类别范围为Fef1、Fef2；第五十三页，共一百三十三页。3）低氢型、碱性，类别代号为Fef3,型号表示为EXXX(X)-15、-16、18、48、15-X、16-X、18-X、48-X等，为控制焊缝金属中氢的含量，药皮中含有较多的碱性氧化物，引弧较困难，电弧稳定性差，需短弧操作，掌握难度大。适用于焊件填充金属类别范围为Fef1、Fef3、Fef3J；

4）奥氏体不锈钢和双向不锈钢用焊条，钛型、钛钙型，类别代号为Fef4，型号表示为EXXX(X)-16、17，适用于焊件填充金属类别范围为Fef4；碱性，类别代号为Fef4J，型号表示为EXXX(X)-15、16、17焊条的施焊特点类似于Fef3J，适用于焊件填充金属类别范围为Fef4、Fef4J。第五十四页，共一百三十三页。A4.2.3.4试件位置

焊缝位置基本上由试件位置决定，分为板材对接平、横、立仰，代号1G、2G、3G、4G；板材角焊缝平、横、立仰，代号1F、2F、3F、4F；管材对接水平转动、垂直固定、水平固定(向上、向下)、45°固定(向上、向下)，代号1G、2G、5G、5GX、6G、6GX和管材、管板角焊缝（略）。A4.2.5衬垫

板材对接、管材对接、和管板角接头试件，分为带衬垫和不带衬垫两种，试件双面焊、角焊缝、不要求焊透的对接焊缝和管板角接头均视为带衬垫。A4.2.6焊接工艺因素（略）第五十五页，共一百三十三页。A4.3焊接操作技能考试规定

△变更焊接方法，焊工需要重新考试（含手工焊和机动焊、自动化间的变更）；△当某类别任一钢号考试合格后，手工焊接该类别其他钢号、手工焊该类别与低类别钢号异种焊接、除FeⅣ类外手工焊接类别较低钢号、焊机操作工焊接各类别钢号，不需要重新进行操作技能考试；△手工焊异种类别钢号管板或管材角焊缝考试合格，适用上条规定；△不带衬垫对接或管板焊缝考试合格，适用于带衬垫，反之不适用；第五十六页，共一百三十三页。△焊缝金属厚度，当手工焊试件δ＜12mm时，适用焊缝金属厚度为2δ，当试件δ≥12mm时，适用焊缝金属厚度不限，考试焊缝不得少于3层。焊机操作工考试合格后，适用焊缝金属厚度不限△管材外径适用范围见附表8

本条参照ASMEⅨ的规定，因为管径越小，焊接时需要随时调节焊条角度，操作难度大，对小管焊工的焊接技能提出了更高的要求。耐蚀堆焊适用上述考试规定。不锈钢复层及过渡层焊工应通过耐蚀堆焊考试。A4.4焊接操作技能考试方法第五十七页，共一百三十三页。△焊接操作技能考试可以是一名焊工采用一种或多种焊接方法进行考试，也可以是2名以上（含2名）焊工在同一试件上采用一种或多种焊接方法进行考试，但试件厚度应≮20mm。△施焊要求：焊工应按焊接作业指导书规定焊接试件；△手工焊第一层焊缝至少有一个停弧接头；△不带衬垫考试必须从单面焊接；Fe1材料考试，除管材角焊缝、对接焊缝和管板角焊缝第一道焊缝换焊条时允许修磨接头，其他焊道不得修磨；其他材料（使用镍质焊条除外）除第一层和中间层换焊条时允许修磨接头，其他焊道不得修磨；第五十八页，共一百三十三页。△对接焊缝、板材角焊缝、和管板角接头试件，均要求全焊透；A5结果评定

综合评定基本知识考试满分100分，不低于60分为合格；操作技能考试试件检验，按规定内容各项检验均合格，该项目考试合格。试件检验（略）A6补考规定

焊工操作技能考试不合格者，允许3个月内补考一次，试件数量、检验项目、数量按原规定，但弯曲试验不允许复验。A7其他金属材料和填充金属材料考试要求△附表A-2、A-3以外的材料和填充金属材料，考试机构可按成分、性能纳入近似类别材料、填充金属材料中考试。或按细则第三十六条，按照第五十九页，共一百三十三页。产品设计和制造技术条件，国内外相应标准制定考试办法，报发证机关备案后组织考试；△本细则规定以外的焊接方法、焊缝形式、机电类设备采用国外标准设计等特殊情况的焊工考试，参照上条原则执行。A8复审抽考

在焊工持有项目范围内，由考试机构随机抽取。抽考项目合格，则相同焊接方法中的所有项目继续有效，否则不再有效；A9焊工操作技能考试项目代号

△手工焊焊工操作技能考试项目表示为①﹣②﹣③﹣④﹣⑤﹣⑥﹣⑦，如果考试项目中不出现某项时，则不填该项。①﹣焊接方法代号，见附表A-1，耐蚀堆焊加代号：第六十页，共一百三十三页。（N与试件母材厚度）；

②﹣金属材料类别代号，见附表A-2，异种类别材料用“X/X”表示；③﹣试件位置代号，见附表A-4，带衬垫加代号：(K)；

④﹣焊缝金属厚度（板材角焊缝为试件母材厚度T）；

⑤﹣外径⑥﹣填充金属类别代号，见附表A-3；

⑦﹣焊接工艺因素代号，见附表A-5；△焊机操作工操作技能考试项目表示为①﹣②﹣③

①焊接方法代号，见附表A-1，耐蚀堆焊加代号：第六十一页，共一百三十三页。（N与试件母材厚度）；

②试件位置代号，见附表A-4，带衬垫加代号：(K)；

③焊接工艺因素代号，见附表A-5；项目代号应用举例（1）厚度14mm的Q345钢板对接焊缝平焊试件带垫衬，使用J507焊条手工焊接，试件全焊透，项目代号：SMAW-FeⅡ-1G(K)-14-Fef3J；（2）Φ60×8mmQ245R钢管对接水平固定试件，背面不加衬垫，手工钨极氩弧焊打底，背面无保护气体，实芯焊丝直流正接，焊缝厚度3mm。然后用J427焊条手工焊填满坡口，项目代号：GTAW-FeⅠ-5G-3/60-FefS-02/11/12和SMAW-FeⅠ-5G(K)-5/60-Fef3J；第六十二页，共一百三十三页。（3）厚度10mm的Q345板对接立焊无衬垫，半自动CO2气保焊，药芯焊丝，背面无气体保护，采用喷射弧施焊，项目代号：FCAW-FeⅡ-3G-10-FefS-11/15；（4）Φ70×8mm16Mn钢管对接无衬垫水平固定试件,采用机动熔化极气保焊，实芯焊丝自动跟踪遥控脉冲多道焊，项目代号：GMAW-5G-06/09/20；（5）Φ86×10mm16Mn钢管垂直固定试件，使用A312焊条沿圆周方向手工堆焊，项目代号：SMAW(N10)-FeⅡ-2G-86-Fef4；第六十三页，共一百三十三页。（6）管板角接头无衬垫水平固定试件，20号钢管Φ25×3mm，Q345板材厚度8mm，手工钨极氩弧焊直流正接背面无气体保护不填丝打底，焊缝厚度2mm，然后采用机动钨极氩弧焊药芯焊丝多道焊填满坡口，焊机无稳压系统，无自动跟踪，目视观查控制，项目代号：GTAW-FeⅠ/FeⅡ-5FG-2/25-01/11/12和GTAW-5FG(K)-05/07/09/19；（7）S290钢管Φ320×12mm，水平固定位置无衬垫，使用EXX10焊条手工向下焊打底，焊缝厚度4mm，然后采用药芯焊丝机动向上焊，遥控施焊过程，无自动跟踪，多道多层焊填满坡口，项目代号：SMAW-FeⅡ-5GX-4/320-Fef2和FCAW-5G(K)-07/09/20；第六十四页，共一百三十三页。（8）06Cr19Ni10钢板，厚度10mm，采用埋弧焊（机动）平焊，背面加焊剂垫，无自动跟踪，焊丝H08Cr21Ni10Ti，焊剂HJ260，目视观察控制，单面施焊2层填满坡口，项目代号：SAW-1G(K)-07/09/19；（9）12mm的1060铝板对接平焊试件，采用半自动熔化极气保焊，焊丝ER4043，直流反接，熔滴弧施焊，单面多道全焊透，表面有保护气体，项目代号：GMAW-AlⅠ-1G-12-AlfS3-10/15；

（10）10mm的Q345R钢板角焊缝立焊试件，采用半自动气保焊，背面无保护气体，药芯焊丝喷射过渡，项目代号：FCAW-FeⅡ-3F-10-FefS-11/15。第六十五页，共一百三十三页。3.焊接施工管理及压力容器焊接规程焊接施工管理，总体要求和其它工程施工相似，一般包括质量、安全、进度、成本的管理和控制。但有它的特殊性，从技术角度衡量，是施工中的重要环节，从某种意义上讲，又是施工中的关键路线。如在球形储罐、大型储罐、裂解炉施工中，其重要性就很突出。下面将结合JB/T47015-2011《压力容器焊接规程》讲解焊接施工管理的内容和要求：3.1参预施工组织设计的编制首先应了解工程项目中焊接施工的内容，有什么特殊材料，特殊要求，施工采用什么规范，实物工作量，施工地域，气侯特点，焊接施工的难点是什么。如某单位2000年在北方某港口承接了一台10000m3低温双层储罐，外罐材质16MnR，第六十六页，共一百三十三页。内罐材质9%Ni钢，储存介质为液态乙烯（-103.5℃），设计及内罐材料（含焊材）由德国某公司提供，施工按API620规程附录Q进行。外罐按三类压力容器要求，在编制施工组织设计时，焊接施工成了最大的难点：a9%Ni钢没焊过，需要经过焊接工艺评定；b焊工没有经过培训、考试；c外罐顶部球形封头（φ25m）需联系重型制造厂压制；d海边施工，风大、空气湿度大，施工跨越冬季；

编制具体的施工方案：第六十七页，共一百三十三页。a9%Ni钢焊接工艺评定方案（需要通过-196℃低温冲击试验）；b焊工考试方案（天泰TK110焊条，外方派遣专家来华培训焊工）；c考虑海边施工，材料焊接难度，确定先外罐后内罐安装方案；d防风保温措施，罐外搭设防风棚，罐内采取加温措施。编制冬季施工方案；3.2施工地域资源调查

根据施工组织设计、施工方案和施工装备，调查当地的资源供应情况。如前例，TK110焊条属镍基焊条，9%Ni钢焊前对钢材剩磁有较高的要求，外方提供的施工要领书规定必须采用交流电焊机焊接，空载电压90V以上，需联系焊机生产厂家第六十八页，共一百三十三页。专门定做电焊机。海边施工防风、防潮湿需要有防风维护和加温手段。某些材料焊接需要高纯度的保护气体，还应考虑产地与施工地间的供应问题。3.3焊接施工中的技术管理

焊前应经焊接工艺评定合格，焊工应经考试合格取得相应资质。

根据评定合格的焊接工艺，编制指导焊接施工的焊接工艺卡，对上岗焊工进行交底、培训，严肃工艺记律，杜绝施工中的个人随意性，如大型储罐底板焊接，要求焊工平均分布，同步同工艺，否则将造成罐底焊接变形事故。大型球罐16-20条纵缝，要求4-8名焊工采用基本相同的电流和焊速，如焊接工艺参数相差太大，会造成应力集中甚至开裂。第六十九页，共一百三十三页。3.4《压力容器焊接规程》正文讲解

国家能源局2011年7月1日颁发了NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》,代替JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》，是指导焊接施工的重要法规。3.4.1通用焊接规程1）一般规定

压力容器的焊接除应按本标准外，还应符合设计文件的技术要求。经试验研究和实践证明有效的成果，经认可后，可列入企业标准，用于压力容器焊接。2）焊接材料焊接材料包括焊条、焊丝(焊带)和填充丝、焊剂、气体、电极、衬垫等。焊接材料的选用原则：第七十页，共一百三十三页。△焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定的限值，当需要时，其它性能也不应低于母材相应要求。应根据母材化学成分、力学性能、焊接性能并结合焊件特点、使用条件等综合考虑选用焊接材料。△压力容器用焊接材料应符合NB/T47018《承压设备用焊接材料订货技术条件》的规定。这里有一个指导思想问题，欧美国家主张高匹配，一般要求焊缝强度高于母材，考虑的侧重面是使用寿命；日本等国家从结构应力考虑，主张低匹配，要求焊缝强度等同或略低于母材；如香港青衣岛油库工程中，散装罐底板搭接焊缝，图纸规定：第七十一页，共一百三十三页。一般搭接焊缝选用与母材等强度的焊材,在丁字接头三快板搭接处（T字头每侧200mm）选用高一个等级的焊材，充分考虑受力情况，比较合理。焊材入库应核查材质证明书并进行必要的复验，大型项目焊材库应分级管理。焊材应按规定烘烤，发放、回收、复烘并由专人负责。3）焊缝位置：分为平焊缝、立焊缝、横焊缝与仰焊缝四种。4）焊接工艺评定和焊工考试承压元件焊缝、与承压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、承压元件母材表面堆焊、补焊、上述焊缝的返修焊缝均需按NB/T47014评定合格；承担相关焊缝焊接的焊工，应按TSGZ6002规定考试合格。第七十二页，共一百三十三页。5）焊前准备△场地高合金钢制压力容器场地应与其他类别材料分开，地面应铺置防划伤垫，使用特殊工卡具；

△有色金属压力容器应在专用场地或专用空间内制造，与黑色金属加工隔离并采取保护措施（如地面防护、卷板滚筒隔离、采用特殊工具等）；

△坡口按图样要求或工艺条件选用，原则是：对不同焊接方法、母材种类和厚度，减少填充金属，避免焊接缺陷，减少残余应力与变形，焊工操作方便，复合钢板的坡口应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率等；

△坡口制备可采用冷加工或热加工法。热加工后需用冷加工法去除影响焊接质量的表面层。焊接坡口表面平整，无裂纹、分层、夹杂等缺陷；第七十三页，共一百三十三页。△焊接、加热设备及辅助装备安全可靠，仪表应定期校准或检定；

△组对定位组对过程中要注意保护不锈钢和有色金属表面，防止发生机械损伤。坡口间隙、错边量、棱角度等应符合图样要求或施工要求（如球罐，棱角度对结构成形和受力很重要，而复合钢容器、管道对错边量要求较高）。应尽量避免强力组装（特别是有应力腐蚀倾向的焊缝或与传动设备相连的焊缝），定位焊缝应根据结构情况有一定的厚度和长度，采用抗裂性能较好的焊条。定位焊缝应由考试合格的焊工承担，采用与正式焊接相同的焊材和工艺。定位焊缝不得有焊接缺陷，点焊后检查合格后必需及时焊接，避免低应力裂纹产生；第七十四页，共一百三十三页。△预热焊前预热与预热温度应根据母材交货状态、化学成分、力学性能、焊接性能、厚度及焊件的拘束程度等因素确定。预热温度一般通过焊接性能试验确定。采取局部预热时，应防止局部应力过大。预热温度应在加热背面测定，如无法实现，则在温度均匀后测定。测点位置距坡口边缘50—75mm。不同钢号相焊时，预热温度按要求较高的钢号选用。局部预热范围为焊缝两侧不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm.。在整个焊接过程中不应低于预热温度。当材料裂纹倾向较大或构件刚性、拘束应力较大时(如9Cr1Mo、12Cr1Mo、HK40炉管等)，采用热加工下料、开坡口、清根或焊接临时工卡具时，也应考虑预热。预热在施工中属于过程管理，对于改善焊缝组织，减少焊接应力状况十分重要。施工中检查控制难度较大，焊工和检查人员往往抵触或忽视，应明确交底并认真落实检查执行情况；第七十五页，共一百三十三页。6）施焊△工艺人员应根据焊件设计文件、服役要求和制造现场条件，依据评定合格的焊接工艺，从实际情况出发，按每个焊接接头编制焊接工艺文件（焊接工艺卡），焊工应按图样、工艺文件和技术标准施焊；△焊接环境出现下列情况，无有效措施，禁止施焊：风速气保焊＞2m/s,其它焊接方法＞10m/s；相对湿度＞90%；雨雪环境；焊件温度低于-20℃。当焊件温度为-20-0℃时，应在始焊处100mm范围预热到15℃以上；也应考虑预热。预热在施工中属于过程管理，对于改善焊缝组织，减少焊接应力状况十分重要。施工中第七十六页，共一百三十三页。检查控制难度较大，焊工和检查人员往往抵触或忽视，应明确交底并认真落实检查执行情况；△应在引弧板或坡口内引弧，防止接地线、焊钳与焊件打弧擦伤母材，电弧擦伤部位需经修磨，使其平缓过渡到母材，修磨深度≤母材厚度的5%，且≯2mm，否则应进行补焊。收弧应填满弧坑，防止产生火口裂纹；△对有冲击韧性要求的焊缝应认真控制层温和热输入；△多层焊应错开接头，受压角焊缝根部保证焊透，双面焊应认真清理焊根并经检查、检验合格后方可焊接；△每条焊缝尽量一次焊完，必需中断时，对裂纹敏感的材料应及时进行后热缓冷，继续焊接时应重新预热。对有锤击消除应力要求的容器、管道焊缝和热影响区，打底和盖面层焊缝不宜锤击；第七十七页，共一百三十三页。△引弧板、收弧板、临时工卡具等不应使用锤击强力拆除，避免母材表面受损。施工中常遇到点焊焊缝在焊接过程中开裂现象，对中、高合金钢，第一遍打底焊缝也可能开裂，原因是应力和温差所致。解决的办法是：焊前增加预热，减小温差造成的收缩应力。适当增加打底层焊道的厚度和长度，增强焊缝抵御低应力裂纹的能力。7）焊接返修

对需要焊接返修的缺陷应分析产生原因，提出改进措施，按评定合格的焊接工艺组织返修。同一部位返修不宜超过二次，压力容器超次返修应经施工单位技术总负责人批准。缺陷应采用合适的方法清除干净，并经检查、检验确认。补焊部位坡口宽度均匀，第七十八页，共一百三十三页。底部圆滑，端部有一定坡度，当补焊深度小于5mm时，补焊长度不得少于50mm。预热温度可适当提高，返修焊缝性能要求和质量检验与原焊缝相同。压力容器返修后应在产品质量证明书中记录焊接返修部位、长度和返修深度。8）焊接检查与检验

焊前：a、母材和焊接材料；b、焊接设备、仪表、工艺装备；c、焊接坡口、接头装配及清理；d、焊工资格；e、焊接工艺文件。

施焊过程中：a、焊接规范参数；b、执行焊接工艺情况；c、执行技术标准情况；d、执行图样规定情况。第七十九页，共一百三十三页。

焊后：a、实际焊接记录；b、焊工钢印代号；c、焊缝外观及尺寸；d、后热、焊后热处理；e、产品焊接试件；f、无损检测；3.4.2钢制压力容器焊接规程1）焊接材料

各类钢材的焊接材料选用原则：△碳素钢相同钢号相焊焊材应保证焊缝金属力学性能≥母材规定的限值，或符合设计文件规定的技术条件。△强度型低合金钢相同钢号相焊

焊材应保证焊缝金属力学性能≥母材规定的限值，或符合设计文件规定的技术条件。第八十页，共一百三十三页。△耐热型低合金钢相同钢号相焊a焊材应保证焊缝金属力学性能≥母材规定的限值，或符合设计文件规定的技术条件；b焊缝金属中Cr、Mo含量与母材相当，或符合设计文件规定的技术条件。

△低温型低合金钢相同钢号相焊

焊材应保证焊缝金属力学性能≥母材规定的限值，或符合设计文件规定的技术条件；

△高合金钢相同钢号相焊

焊材应保证焊缝金属力学性能≥母材规定的限值。当需要时，其耐腐蚀性能不低于母材相应要求，或力学性能和耐腐蚀性能符合设计文件规定的技术条件。

△用生成奥氏体焊缝金属的焊材焊接非奥氏体母材时，应慎重考虑母材与焊缝金属膨胀系数不同第八十一页，共一百三十三页。而产生的应力作用。△不同钢号相焊a、不同强度等级的碳素钢、低合金钢之间相焊，焊材应保证缝金属的抗拉强度≥强度较低一侧母材抗拉强度下限值，且不超过强度较高一侧母材标准规定的上限值。b、奥氏体高合金钢与碳素钢、低合金钢之间相焊，焊材应保证缝金属的抗裂性能和力学性能。当设计温度≤370℃时，采用铬、镍含量可保证焊缝金属为奥氏体的不锈钢焊接材料。当设计温度＞370℃时，宜采用镍基焊接材料。△不锈钢复合钢基层相焊，焊材应保证焊缝金属力学性能≥母材规定的限值。覆层钢材焊材应保证焊缝金属的耐腐蚀性能和力学性能。覆层与基层交界处宜采用过渡焊缝。第八十二页，共一百三十三页。2）焊接材料的使用△焊材使用前，焊丝需去除油、锈，保护气体应保持干燥。除真空包装外，焊条、焊剂应按规定烘干，恒温（100—150℃）保管待用。烘干温度＞350℃的焊条，累计烘干不宜超过3次。3）坡口制备

碳素钢和标准抗拉强度下限值≤540MPa的强度型低合金钢可采用冷加工或热加工方法制备坡口。耐热型低合金钢和高合金钢、标准抗拉强度下限值＞540MPa的强度型低合金钢，宜采用冷加工方法。若采用热加工，对影响焊接质量的表面污染层应采用冷加工方法去除。坡口表面平整，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷，坡口表面及两侧（10-20mm）应将水、锈、油污、积渣和其它有害杂质清理干净。不锈钢坡口两侧应作必要防护，防止沾附焊接飞溅。第八十三页，共一百三十三页。第八十四页，共一百三十三页。当焊接两种不同类别的钢材组成的异种接头时，预热温度应按要求高的钢材选用。碳钢和低合金钢的最高预热温度和道间温度不宜＞300℃，奥氏体不锈钢最高道间温度不宜＞150℃。5）后热对冷裂纹敏感的低合金钢和拘束度较大的焊件，焊后立即进行局部的加热或保温，使其缓慢冷却的工艺措施，叫后热处理。它不等于热处理。原因是焊缝金属中氢的溶解能力随温度下降而降低，如不能及时释放，将会在焊缝中积聚，对某些材料会造成氢致裂纹。后热温度一般为200-350℃，时间一般不少于0.5h，若焊后立即进行热处理则可不进行后热。第八十五页，共一百三十三页。6）焊后热处理

△焊后热处理是指为改善焊接区域的性能，消除焊接残余应力等有害影响，将焊接区域或其中部分在金属相变点以下加热到足够的温度并保持一定时间，而后均匀冷却的热过程。△碳素钢和低合金钢低于490℃的热过程，高合金钢低于315℃的热过程，均不作为焊后热处理对待。依据母材化学成分、焊接性能、厚度、接头拘束程度、使用条件和有关标准综合确定是否需要进行焊后热处理。通过焊后热处理可以松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改善焊缝金相组织，减少焊缝氢含量，提高耐蚀性，尤其是提高某些钢种的冲击韧性，改善力学性能及抗蠕变性能。第八十六页，共一百三十三页。△调质钢焊后消除应力热处理温度应低于调质处理时的回火温度，其差值至少为30℃。

△不同钢号钢材相焊时，焊后热处理应按热处理温度较高的钢号执行，但温度不应超过两者中任一钢号的下临界点AC1。△对有再热裂纹倾向的钢号，在焊后热处理时应注意防止产生再热裂△奥氏体高合金钢焊缝一般不推荐进行消除应力热处理。7）焊接返修后，重新进行焊后热处理的规定△焊接返修后，必需重新进行焊后热处理的规定：a、有应力腐蚀的压力容器b、盛装毒性为极度或高度危害介质的压力容器c、低温压力容器；第八十七页，共一百三十三页。△焊接返修后，可不再重新进行焊后热处理的规定：a、钢材为Fe1和Fe3两类；b、返修焊缝厚度＜钢材厚度的1/3且≯13mm；c、焊接返修得到业主书面认可，返修部位应记录在产品质量证明书上；△焊接返修技术要求：返修坡口应经表面无损检测，确认无缺陷；采用低氢型药皮焊条；Fe1类钢材预热温度≥100℃，Fe3类钢材预热温度≥180℃，道间温度≯230度；焊道最大宽度为焊芯直径的4倍；对于Fe3类钢材，则需采用半焊道加回火焊道技术进行焊接返修，返修及回火焊道完成后进行后热，200—260℃保温4h；冷却到常温后进行表面无损检测，对于Fe3类钢材应在焊后至少48h后检测，返修焊缝厚度＞10mm时应进行射线检测。△钢材表面的焊接修复仅限于小面积，例如去除定位第八十八页，共一百三十三页。块时的撕裂层，焊接修复的表面不能接触容器内介质。3.4.3不锈钢复合钢焊接规程1）焊接材料

基层和复层的焊接材料选用原则按附表11规定。覆层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝。2）坡口形式

有利于减少过渡焊缝金属的稀释率。3）下料和坡口制备

宜采用冷加工方法。热加工尽量采用等离子弧切割，切割表面层用机械方法清理，避免切割熔渣溅落在覆层表面。4）预热和定位焊

当基层或覆层需要预热时，应按总厚度确定预热温度。定位焊缝只允许焊在基层母材上。5）焊接要求

一般先焊基层，后焊过渡层，最后焊复层的顺序。不得用基层焊材焊在覆层母材、过渡层焊缝上。过渡层焊缝应同时熔合基层.第八十九页，共一百三十三页。第九十页，共一百三十三页。第九十一页，共一百三十三页。4常用材料的焊接常用钢材的分类分组、焊材的选用（含异种材料相焊）、焊材烘干温度、焊前预热及焊后热处理制度等，在NB/T47015―2011《压力容器焊接规程》中均有规定，可供焊接施工选用。

碳素钢是以铁为基本成分，含有少量碳（不大于1.35%）和少量其它合金元素，一般为杂质，并非刻意添加，如Mn、Si、S、P等。4.1低碳钢焊接

含碳量≤0.30%，最常见的如（Q235A、B、C）、10、20、20g、20R、20HP等，TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》规定：制作压力容器的钢材，含碳量应≤0.25%。低碳钢强度级别较低，塑性良好，焊接性能优异。第九十二页，共一百三十三页。常见的焊接方法都可以使用。基本无裂纹倾向，焊后不需要热处理。但特殊情况下也会产生焊接裂纹。如某厂含碱废液储罐，底板采用32mmQ235A钢板，单面V形坡口对接，焊后发生裂纹。经检查，产生焊接裂纹的原因是：秋季施工，早晚露水较大，气焊切割坡口未认真清理坡口表面的氧化层，坡口窄而深，焊缝系数不当。后经调整坡口角度，焊前认真清理坡口并预热到100℃以上，减少钢板厚度方向温差梯度，裂纹消除。NB/T47015中推荐的材料预热要求，低碳钢厚度大于25mm，焊前最低预热温度为80℃。当设计有特殊要求，如存在应力腐蚀倾向，刚性较大时，也应考虑采取焊后热处理措施。第九十三页，共一百三十三页。4.2中碳钢焊接

含碳量0.30~0.60%，焊接性能较差，热影响区可能产生硬脆的马氏体组织，焊接裂纹倾向增大。焊前预热到150~350℃，焊后应进行600~650℃消除应力回火，焊接应选用抗裂性能较强的低氢型焊材如J426、J427、J506、J507或奥氏体不锈钢焊条（一般用于修补焊接）。4.3高碳钢焊接

含碳量＞0.60%，焊接性能很差，常用于工具制造或耐磨部件堆焊。可能遇到的焊接情况是工具修补焊或耐磨部件的堆焊，焊前应首先应考虑退火，焊前预热到300℃以上，焊后保温缓冷，最好立即进行焊后热处理。第九十四页，共一百三十三页。在碳素钢基础上，加入一定数量的合金元素，如Mn、Cr、Ni、Mo、Si、Ti、Nb等，改变材料的某些性能如强度、韧性、耐腐蚀性、耐热性、低温性能、导磁性能等，根据合金元素的含量分为：低合金钢—合金元素含量≤5%中合金钢—合金元素含量≤12%高合金钢—合金元素含量＞12%4.4低合金钢的焊接

以常见的16Mn系列钢材为例，以Mn、Si为主要合金元素，其中：Mn：1.2~1.6%Si：0.2~0.6%强度和韧性较普通低碳钢有较大提高，屈服强度达到第九十五页，共一百三十三页。35kg.f/cmm2(343MPa)，广泛应用于石油、化工、建筑、桥梁、造船、工程机械等行业。常用16MnR钢，为改善其塑性、韧性和加工性，采用正火状态供货。由于Mn、Si的加入，碳当量提高，焊接过程中有淬硬裂纹倾向，厚度﹥30mm，焊前要求预热到100℃以上，焊后应经600~650℃热处理。不同规程对其热处理的最小厚度要求不完全相同，如GB150中规定：碳素钢﹥32mm16Mn钢﹥30mm焊后必需进行热处理，但如焊前经100℃以上预热，焊后需要热处理的厚度可提高到38mm和34mm，施工中可灵活应用。16Mn系列低合金钢焊接，第九十六页，共一百三十三页。常用的焊接方法都可以使用。管道氩电联焊，焊丝H08Mn2SiA,焊条J506、J507，焊条使用前应经350~400℃恒温1~2h烘烤。板厚＞30mm焊前预热150℃，焊后立即进行200~350℃0.5~1h后热处理，最后进行625±25℃焊后热处理。4.5中合金钢的焊接

是指合金含量5~12%的合金钢，常用的有耐热钢5Cr-0.5Mo、7Cr-0.5Mo、9Cr-1Mo、9Cr-2Mo、12Cr-1Mo-V和低温用钢5.5Ni、8Ni、9Ni等。焊接难度较低合金钢大，后面将有专门讲解。第九十七页，共一百三十三页。4.6高合金钢的焊接

是指合金含量＞12%的钢。以不锈钢为例，不锈钢是在普通碳素钢基础上，加入一定数量的Cr、Ni、Mo等合金元素，使材料表面生成高度致密的钝化膜与外界介质隔离，在空气、海水、蒸汽和某些强腐蚀介质中具有足够的稳定性，甚至在高、低温环境中，仍能保证其耐腐蚀性。在空气或特定介质中。能抵抗侵蚀的钢即可称为不锈钢；在某些强腐蚀介质中能抵抗侵蚀的钢称为耐蚀钢。石油化工建设中常见的不锈钢均为耐蚀钢。第九十八页，共一百三十三页。第九十九页，共一百三十三页。不锈钢的分类：a、铁素体型不锈钢（F），Cr含量在11.5~32.0%