焊接返修工艺文件

当产品设计图纸完成以后，焊接工程师根据按照ASME规范编制的“压力容器质量手册”的要求编写焊接接头识别卡。根据设计图纸标明的按照ASME规范2001版第1篇(ASME SEC Ⅷ DIV 1 2001 EDITION)分类的A类，B类，C类，D类焊接接头，给每个接头编号，规定每个接头所遵循的焊接工艺指导书(WPS)，材料类别号或者组别号，以及焊接方法和可行的焊接位置。焊接工程师按照质量手册的要求参照焊接接头识别卡编写第零版焊接工艺指导书(WPS R 0)。2．1 WPS，以及后来的PQR，WPQ等等所有ASME文件的格式最好对照ASME规范2001版第九卷(ASME SEC Ⅸ)末尾的附录中的样表的格式，WPS当中，必须包括对所有重要变素的描述，见QW252-260。2．2 WPS当中的变素按照ASME规范2001版第九卷(ASME SEC Ⅸ 2002 EDITION)QW250的叙述。QW252(OFW)燃料氧气焊，QW253(SMAW)焊条电弧焊，QW254(SAW)埋弧焊，QW255(GMAW and FCAW)气体保护焊及药芯焊丝气体保护焊，QW256(GTAW)钨极氩弧焊，QW257(PAW)等离子焊，QW258(ESW)电渣焊，QW259(EGW)电气焊，QW260(EBW)电子束焊。3． 根据ASME规范2001版第1篇(ASME SEC Ⅷ DIV 1 2001 EDITION)的UW-28的规定，对所遵循的每一项焊接工艺作出工艺评定(PQR)。3．1 焊接工艺评定的材料与设计图纸相同，SA662-C+SA662-C；SA662-C+SM-400。SA662-C按照ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)中QW-420材料的分组，类别属于P-N1，组别属于Group N2，强度等级C,亦即最小抗拉强度70-90ksi，大约相当于485-600Mpa。钢号UNS NK02007。SM-400的性能接近20号钢。工艺评定用母材与评定母材的适用范围应遵循QW-424的规定，并体现在WPS中。焊接工艺评定是在ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)QW－200各项条款的指导下进行的。3．2焊接材料的选用，根据ASME规范2001版第1篇(ASME SEC Ⅷ DIV 1 2001 EDITION)的UCS-67的规定，焊接材料的MDMT(低温冲击试验温度)不应高于母材的MDMT。在表UCS-66中，设计厚度取4375英寸，材料SA662取曲线B，得出的低温冲击试验豁免温度是 –13华氏度，由于产品的工作温度是100摄氏度以上，所以在焊接工艺评定中可以不进行冲击试验。但是焊接材料的低温冲击试验温度必须低于材料的豁免温度。所用的焊丝AWS A18 ER70S-6和ER70S-G的冲击试验温度均为-29摄氏度，大约相当于-20华氏度。低于材料的豁免温度。符合ASME规范不进行冲击试验的豁免要求。3．3 焊材的分组遵循QW-430，焊丝AWS A18 ER70S-6和ER70S-G属于QW-1钢和合金钢范畴，属于F-6组，同组的还有SFA-2钎接填丝，SFA-9不锈钢焊丝，SFA-20药芯焊丝等。3．4 工艺评定试样遵循QW-450，评定的熔敷金属厚度分为10mm和20mm两种。按照ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)QW-1的叙述，可以分别覆盖20mm和40mm的厚度范围，但是由于采用的焊接方法是短路过渡气体保护焊(GMAW)，按照QW32的叙述，对于10mm钢板，不足1/2英寸，覆盖范围缩小到1倍母材厚度，亦即11mm。20mm的熔敷金属虽然超过1/2英寸，按照QW1，QW2和QW1，可以覆盖2倍厚度，即40mm。可是本公司的产品最厚的焊缝只有20mm，同时焊缝厚度超过38mm需要热处理，会有新的要求，所以仍然限制在1倍母材厚度22mm，没有超出ASME规范。3．5 焊接前的预热按照ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)中QW-406的规定。同时，在公司的质量手册中“压力容器焊接控制及检验规程”也有明确规定。始焊温度不低于16摄氏度。层间温度不高于250摄氏度。3．6 本公司的焊接工艺评定的试样，按照ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)中QW-450的规定要进行拉伸试验和横向导向弯曲试验。10mm的试样为2个拉伸试样，2个面弯试样和2个背弯试样。20mm的试样则为4个侧弯试样。试样的加工符合ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)中QW-462所给出的形状和尺寸。针对本公司的试样形状尺寸，板的缩截面拉伸试样遵循QW1(a)，管子的缩截面拉伸试样遵循QW1(b)和QW1(c)。横向导向弯曲试验的试样遵循QW3(a)，侧弯试样遵循QW2。试样从所焊接的试板上截取，取样的顺序遵从ASME规范第九卷(ASME SEC Ⅸ)中的QW-463。弯曲试验所使用的夹具尺寸符合QW-466。3．7 按照QW-1的叙述，拉伸试样用于评定焊缝的极限强度，考察材料和焊材的性能。按照QW-2的叙述，导向弯曲试样用于评定焊缝的完好性和延展性。考察焊道的内部质量。亦即焊缝中不应存在气孔，夹渣，未熔合，裂缝等缺陷。拉伸试验按照QW-150进行，按照QW-153拉伸试验的合格标准和QW-1抗拉强度的叙述，试样抗拉强度不应小于母材规定的最小抗拉强度。实际的拉伸试样均未低于焊接母材的强度数据。导向弯曲试验按照QW-160进行。弯曲试验合格标准按照QW-163，弯曲后的试样在凸面上沿任何方向测量，在焊缝和热影响区内都不应有超过1/8英寸(2mm)的开口缺陷。但在试样的边角部位于试验过程中出现的开口缺陷除外，除非有证据表明开口缺陷是由于未熔合，夹渣或者其他内部缺陷造成的。实际的弯曲试样均符合ASME相关要求。工艺评定合格。

2008年3月1日，在我总队DK221+400钢筋加工场地，由总队安质部会同驻地监理工程师对黄孝文、杨登好国两名电焊工进行了电弧焊焊接考核，现将工艺试验考核情况汇报如下：一、施工准备 （一）、材料及主要机具：1、钢筋：采用抚顺新钢铁公司钢铁公司，表面形式月牙肋、级别为HR335Φ20mm的钢筋和凌源钢铁公司，表面形式光圆，级别为Q235Φ16mm的钢筋。2、电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条，施焊前经过烘焙后，放入保温桶内，随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。3、主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉布、测温计等。（二）、作业条件：1、焊工经过培训考试合格并持有建设行政主管部门颁发的有效的作业证书。2、现场供电应符合焊接用电要求。3、作业场地有安全防护设施，防火和必要的通风措施，以防发生烧伤、触电及火灾等事故。4、确保焊接温度在零摄氏度以上。二、操作工艺 (一)、工艺流程：检查设备→选择焊接工艺及参数→试焊、作模拟试件→试件送试→确定焊接参数→工程钢筋焊接→质量检验→现场按规范取样试件试验。（二）、操作方法:1、平焊1）、 选择合适的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。2）、清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。3）、烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。4）、焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。5）、引弧：角焊缝起落弧点应在焊缝端部，宜大于10mm，不应随便打弧，打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开，使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧。对接焊缝及对接和角接组合焊缝，在焊缝两端设引弧板和引出板，必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区，中途接头则应在焊缝接头前方15～20mm处打火引弧，将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处，把熔池填满到要求的厚度后，方可向前施焊。6)、焊接速度：要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度均匀一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离（2～3mm）为宜。7）、焊接电弧长度：根据焊条型号不同而确定，一般要求电弧长度稳定不变，酸性焊条一般为3～4mm，碱性焊条一般为2～3mm为宜。8）、焊接角度：根据两焊件的厚度确定，焊接角度有两个万面，一是焊条与焊接前进方向的夹角为60～75°；二是焊条与焊接左右夹角有两种情况，当焊件厚度相等时，焊条与焊件夹角均为 45°；当焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角。9）、收弧：每条焊缝焊到末尾，应将弧坑填满后，往焊接方向相反的方向带弧，使弧坑甩在焊道里边，以防弧坑咬肉。焊接完毕，应采用气割切除弧板，并修磨平整，不许用锤击落。10）、清渣：整条焊缝焊完后清除熔渣，经焊工自检（包括外观及焊缝尺寸等）确无问题后，方可转移地点继续焊接。2、立焊：基本操作工艺过程与平焊相同，但应注意下述问题：1）、在相同条件下，焊接电源比平焊电流小10%～15%。2）、采用短弧焊接，弧长一般为2～3mm。3）、焊条角度根据焊件厚度确定。两焊件厚度相等，焊条与焊条左右方向夹角均为45°；两焊件厚度不等时，焊条与较厚焊件一侧的夹角应大于较薄一侧的夹角。焊条应与垂直面形成60°～80°角，使电弧略向上，吹向熔池中心。4）、收弧：当焊到末尾，采用排弧法将弧坑填满，把电弧移至熔池中央停弧。严禁使弧坑甩在一边。为了防止咬肉，应压低电弧变换焊条角度，使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹。3、横焊：基本与平焊相同，焊接电流比同条件平焊的电流小10%～15%，电弧长2～4mm。焊条的角度，横焊时焊条应向下倾斜，其角度为70°～80°，防止铁水下坠。根据两焊件的厚度不同，可适当调整焊条角度，焊条与焊接前进方向为70°～90°。4、仰焊：基本与立焊、横焊相同，其焊条与焊件的夹角和焊件厚度有关，焊条与焊接方向成70°～80°角，宜用小电流、短弧焊接。 经中心试验现场对各电焊工所焊接钢筋进行取样试验，所焊接钢筋接头均满足要求（试验报告后附）。中铁五局哈大客运专线工程项目经理部一总队安质部 2008年3月4日