焊接工艺评定试验需要注意的内容

焊接工艺评定试验需要注意的内容在完成焊接工艺评定时，需要根据不同的船级社规范要求选择合理的焊接材料、焊接方法、板材厚度，以在最短的时间内完成相关试验，以满足常规修造船舶钢结构修造的要求，在完成焊接工艺评定的试验过程中，需要对下列定义有所了解：1、 PWPS、WPQR、WPS的概念区别PWPS（Preliminaryweldingprocedurespecification）:即预先准备的焊接工艺规程方案，工厂在申请焊接工艺评定试验前完成，在试验中将采用该WPS中规定的焊接细则；WPQR：焊接工艺评定试验报告（不多阐述）WPS（weldingprocedurespecification）：即焊接工艺规程，其内容是根据对应的WPQR而来，应该注意在WPS中应根据试验数据给出该焊接方法适合于的焊接坡口形式、焊接板厚、间隙及坡口范围、电流、电压及焊接速度的认可范围，焊接摆动幅度等说明，是将来指导焊接生产的依据2、 WPQR报告中常见焊接符号代号2.1焊接方法：序代号说明焊接方法1SMAWShieldedMetalArcWelding手工电弧焊2FCAWFluxCoredArcWelding药芯焊丝CO2气体保护焊3SAWSubmergedArcWelding埋弧自动焊4TIGTungstenInnertGasArcWelding钨极氩气保护焊5EGWElector-GasWelding垂直气电焊2.2焊接位置（见附图）（通常我们采用AWS符号代替）3、焊接工艺评定试验的认可范围3.1材料的认可范围：首先在材料上，焊接工艺评定有覆盖性，即强度级别高的板材焊接工艺评定可以覆盖强度级别低的板材，例如：对船用钢板来说：普通强度船体结构用钢中，只有完成了D级板的焊接工艺评定才可以覆盖B级板和A级板。船用低合金高强钢中，只有完成了EH36的焊接工艺评定，可以向下覆盖DH36、AH36、EH32、DH32、AH32及A、B、D、E钢材；3.2位置的认可范围：对各个船级社或其他焊接标准来讲，其都有一个焊接位置的认可范围，在这方面规定有些区别，比方说CCS及LR就要求每个焊接位置都要求进行认证，而DNV、BV等完成了2G+3G就可以覆盖全位置，而且覆盖相应的角接头焊缝；3.3板厚的认可范围：焊接工艺评定的试板厚度覆盖了生产中采用该种工艺的试板的厚度，其范围见相应规范，一般对于多层多道焊，认可范围为0.5T〜2T，船级社规范中有详细的规定；3.4焊接接头形式的认可范围：焊接接头形式也有认可范围，对我们造船来讲，最常见的就是采用背面碳刨的双面CO2气体保护焊不能覆盖反面贴衬垫的CO2单面焊工艺，而背面贴衬垫的CO2单面焊能够覆盖背面碳刨的双面CO2气体保护焊，具体内容见船级社规范。2未熔合（LOF）是焊缝中的常见缺陷，且危害性较大。在国内外的钢结构标准中通常都是不允许存在的。GB4730中讲的比较含糊，在一些国外标准中提到对怀疑是面状缺陷的应采用多种角度的探头或由另外的检验员共同确定。目前我们提到的未熔合主要是坡口未熔合，其特点是面状、平行且紧挨着相临的坡口，有一定的长度。由于未熔合是平行于相邻坡口的面状缺陷，其反射界面是金属/空气界面，如果入射角选择适当，用超声波检测是很容易发现的。但分析时应注意：在检验前应了解所检测焊缝的坡口形状，这一点对其他缺陷的定性也很重要。1） 对于V形坡口，通常的情况是在外壁扫查时发现在焊缝的对侧有较强的回波，而在对侧扫查时，该位置回波很低或无回波。从内壁（根部所在的面）扫查时，在探头这一侧有很强的回波，而对侧扫查时该位置回波很低或根本就不能发现2） 对于X形坡口，通常的情况是在一侧扫查时发现在该侧的坡口下半部分或对面侧的坡口上半部分有较强的回波，在另一侧扫查时该位置的回波很低或根本就不能发现。3） 对与K形坡口和单V坡口，坡口斜边一侧的判定参考上面两条。坡口直边一侧的判定较为容易，通常量回波位置的水平距离如果正好在直边上，基本就以确定了。以上情况说明缺陷是面状且有一定的角度，在回波较强时声束应该近似垂直于缺陷。出现回波的位置在焊缝两侧都能被扫查到时，可以定性为未熔合。分析反射波形。未熔合的静态波形一般都很尖锐，直上直下，开口很窄，根部通常没有杂波，当量一般都很大。沿焊缝方向水平移动探头时，波峰不会象气孔那样快上快下，而是有一定的延续。严重的未熔合波峰在一段距离内变化不大。这里要注意的是将未熔合与连续气孔区分开，这两种缺陷在二氧化碳保护焊中都很常见，静态波形很相似，但是沿焊缝方向水平移动探头时，连续气孔的动态波形是快上快下，而且波峰最低时能降到时基线上。选择合适的探头角度。若已知坡口角度，探头入射角度应尽可能垂直于坡口面，以提高未熔合的检出率。应了解焊缝的坡口形式，画出焊缝的截面图，确定入射点后，根据入射角度在声程线上标出缺陷的位置，对确定未熔合有极大的帮助。谈船舶焊接中的常见缺陷的成因和防止措施来源：中国论文下载中心:07-01-1013:17:00]作者：樊光武编辑：studa20新繇Q摘要：船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键。本文详细介绍了船舶焊接中几种常见的缺陷原因并提出防止措施。关键词：船舶焊接缺陷防止措施船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起船舶沉没。据对船舶脆断事故调查表明，40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在乡镇船舶造船中，船舶的焊接质量问题尤为突出。在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保航行安全。船舶焊接缺陷种类很多，按其位置不同，可分为外部缺陷和内部缺陷。常见缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等。一、 气孔气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条或焊齐未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，低氢型焊条焊接时，电弧过长，焊接速度过快；埋弧自动焊电压过高等，都易在焊接过程中产生气孔。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围。埋弧焊时，应选用合适的焊接工艺参数，特别是薄板自动焊，焊接速度应尽可能小些。二、 夹渣夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。进行埋弧焊封底时，焊丝偏离焊缝中心，也易形成夹渣。防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。多层焊时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。三、 咬边焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因，都会造成焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面，从而在咬边处造成应力集中，故在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的，或到咬边深度有所限制。防止产生咬边的办法是：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度；埋弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，焊机轨道要平整。四、 未焊透、未熔合焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透；在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象，称为未熔合。未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊缝会出现间断或突变，焊缝强度大大降低，甚至引起裂纹。因此，在船体的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。未焊透和未熔合的产生原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净，或在焊接时该处流入熔渣妨碍了金属之间的熔合或运条手法不当，电弧偏在坡口一边等原因，都会造成边缘不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净；封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。五、 焊接裂纹焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中要采取一切必要的措施防止出现裂纹，在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹。一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面，呈现氧化色彩，裂纹末端略呈圆形。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质（如FeS等）。由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低。因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。防止产生热裂纹的措施是：一要严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；二是认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：1）在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织；2）焊缝中存在有过量的扩散氢，且具有浓集的条件；3）接头承受有较大的拘束应力。防止产生冷裂纹的措施有：1）选用低氢型焊条，减少焊缝中扩散氢的含量；2）严格遵守焊接材料（焊条、焊剂）的保管、烘焙、使用制度，谨防受潮；3）仔细清理坡口边缘的油污、水份和锈迹，减少氢的来源；4）根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等，选择合理的焊接工艺参数和线能量，如焊前预热、焊后缓冷，采取多层多道焊接，控制一定的层间温度等；5）紧急后热处理，以去氢、消除内应力和淬硬组织回火，改善接头韧性；6）采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以减少焊接应力。六、其他缺陷焊接中还常见到一些焊瘤、弧坑及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。产生焊瘤的主要原因是运条不均，造成熔池温度过高，液态金属凝固缓慢下坠，因而在焊缝表面形成金属瘤。立、仰焊时，采用过大的焊接电流和弧长，也有可能出现焊瘤。产生弧坑的原因是熄弧时间过短，或焊接突然中断，或焊接薄板时电流过大等。焊缝表面存在焊瘤影响美观，并易造成表面夹渣；弧坑常伴有裂纹和气孔，严重削弱焊接强度。防止产生焊瘤的主要措施严格控制熔池温度，立、仰焊时，焊接电流应比平焊小10-15%，使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，保持均匀运条。防止产生弧坑的主要措施是在手工焊收弧时，焊条应作短时间停留或作几次环形运条。有些缺陷的存在对船舶安全航行是非常危险的，因此一旦发现缺陷要及时进行修正。对于气孔的修正，特别是对于内部气孔，确认部位后，应用风铲或碳弧气刨清除全部气孔缺陷，并使其形成相应坡口，然后再进行焊补；对于夹渣、未焊透、未熔合的缺陷，也是要先用同样的方法清除缺陷，然后按规定进行焊补。对于裂纹，应先仔细检查裂纹的始、末端和裂纹的深度，然后再清除缺陷。用风铲消除裂纹缺陷时，应先在裂纹两端钻止裂孔，防止裂纹延长。钻孔时采用8〜12mm钻头，深度应大于裂纹深度2〜3mm。用碳弧气刨消除裂纹时，应先从裂纹两端进行刨削，直至裂纹消除，然后进行整段裂纹的刨除。无论采用何种方法消除裂纹缺陷，都应使其形成相应坡口，按规定进行焊补。对焊缝缺陷进行修正时应注意：1）缺陷补焊时，宜采用小电流、不摆动、多层多道焊，禁止用过大的电流补焊；2）对刚性大的结构进行补焊时，除第一层和最后一层焊道外，均可在焊后热状态下进行锤击。每层焊道的起弧和收弧应尽量错开；3）对要求预热的材质，对工作环境气温低于0°C时，应采取相应的预热措施；4）对要求进行热处理的焊件，应在热处理前进行缺陷修正；5）对D级、E级钢和高强度结构钢焊缝缺陷，用手工电弧焊焊补时，应采用控制线能量施焊法。每一缺陷应一次焊补完成，不允许中途停顿。预热温度和层间温度，均应保持在60C以上。6）焊缝缺陷的消除的焊补，不允许在带压和背水情况下进行；7）修正过的焊缝，应按原焊缝的探伤要求重新检查，若再次发现超过允许限值的缺陷，应重新修正，直至合格。焊补次数不得超过规定的返修次数。返修探伤中发现超过规定的缺陷时，要分析缺陷产生的原因，制订切实可行的返修方案进行返修.补焊前，缺陷必须彻底清理干净.补焊后，24小时后应重新进行超声波检测，要求焊后热处理的工件，补焊后进行热处理.热处理进行24小时后才探伤，避免延迟裂纹的漏检.同一位置返修次数不超过三次.

焊缝缺陷类型一超声波探伤实物对比试块之缺陷位置明细.缺陷序号缺陷类型缺陷位置1焊缝边沿缺陷中间1C焊缝边沿缺陷中间2根部裂纹中间5中部裂纹中间6孔状缺陷中间7夹渣中间8未融合中间11根部未焊透中间13中部未焊透中间14B分层中间超声检测1、什么是无损探伤/无损检测？答：（1）无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。（2）无损检测：NondestructiveTesting（缩写NDT）2、 常用的探伤方法有哪些？答：无损检测方法很多据美国国家宇航局调研分析，认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种：常规无损检测方法有：—超声检测UltrasonicTesting（缩写UT）；一射线检测RadiographicTesting（缩写RT）；一磁粉检测MagneticparticleTesting（缩写MT）；一渗透检验PenetrantTesting（缩写PT）；一涡流检测EddycurrentTesting（缩写ET）；非常规无损检测技术有：一声发射AcousticEmission（缩写AE）；一泄漏检测LeakTesting（缩写UT）；一光全息照相OpticalHolography；一红外热成象InfraredThermography；一微波检测MicrowaveTesting3、 超声波探伤的基本原理是什么？答：超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A扫描方式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射（见图1），反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。4、 超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点？答：超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。5、 超声波探伤的主要特性有哪些？答：（1）超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，探伤仪可将反射波显示出来；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过射线而不能反射；（2） 波声的方向性好，频率越高，方向性越好，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。（3） 超声波的传播能量大，如频率为1MHZ（100赫兹）的超生波所传播的能量，相当于振幅相同而频率为1000HZ（赫兹）的声波的100万倍。6、 超生波探伤板厚14毫米时，距离波幅曲线上三条主要曲线的关系怎样？答：测长线01X6—12dB定量线01X6—6dB判度线01X6—2dB7、 用超生波探伤时，底波消失可能是什么原因造成的？答：（1）近表表大缺陷；（2）吸收性缺陷；（3）倾斜大缺陷；（4）氧化皮与钢板结合不好。8、 简述超生波探伤中，超生波在介质中传播时引起衰减的原因是什么？答：（1）超声波的扩散传播距离增加，波束截面愈来愈大，单位面积上的能量减少。（2）材质衰减一是介质粘滞性引起的吸收；二是介质界面杂乱反射引起的散射。9、 CSK—IIA试块的主要作用是什么？答：（1）校验灵敏度；（2）校准扫描线性。10、 用超生波对饼形大锻件探伤，如果用底波调节探伤起始灵敏度对工作底面有何要求？答：（1）底面必须平行于探伤面；（2）底面必须平整并且有一定的光洁度。11.超声波探伤选择探头K值有哪三条原则?答：（1）声束扫查到整个焊缝截面；（2）声束尽量垂直于主要缺陷；（3）有足够的灵敏度。超声波探伤仪主要有哪几部分组成？答：主要有电路同步电路、发电路、接收电路、水平扫描电路、显示器和电源等部份组成。发射电路的主要作用是什么？答：由同步电路输入的同步脉冲信号，触发发射电路工作，产生高频电脉冲信号激励晶片，产生高频振动，并在介质内产生超声波。超声波探伤中，晶片表面和被探工件表面之间使用耦合剂的原因是什么？答：晶片表面和被检工件表面之间的空气间隙，会使超声波完全反射，造成探伤结果不准确和无法探伤。JB1150-73标准中规定的判别缺陷的三种情况是什么？答：（1）无底波只有缺陷的多次反射波。（2） 无底波只有多个紊乱的缺陷波。（3） 缺陷波和底波同时存在。JB1150-73标准中规定的距离一一波幅曲线的用途是什么？答：距离一一波幅曲线主要用于判定缺陷大小，给验收标准提供依据它是由判废线、定量线、测长线三条曲线组成；判废线一一判定缺陷的最大允许当量；定量线一一判定缺陷的大小、长度的控制线；测长线一一探伤起始灵敏度控制线。什么是超声场？答：充满超声场能量的空间叫超声场。反映超声场特征的主要参数是什么？答：反映超声场特征的重要物理量有声强、声压声阻抗、声束扩散角、近场和远场区。.探伤仪最重要的性能指标是什么？答：分辨力、动态范围、水平线性、垂直线性、灵敏度、信噪比。.超声波探伤仪近显示方式可分几种？答：（1）A型显示示波屏横座标代表超声波传递播时间（或距离）纵座标代表反射回波的高度；（2）B型显示示波屏横座标代表超声波传递播时间（或距离），这类显示得到的是探头扫查深度方向的断面图；（3）C型显示仪器示波屏代表被检工件的投影面，这种显示能绘出缺陷的水平投影位置，但不能给出缺陷的埋藏深度。超声