ISO25239-4搅拌摩擦焊-铝合金：焊接工艺规程及评定电子教案

搅拌摩擦焊一铝合金一第四部分：焊接工艺规程及评定
1范围
ISO 25239 +的本部分规定了阴及铝合金搅拌摩擦焊（对）的焊接L艺观程及评定的要求.此标准中，术语样偌”指的是瘩及其合金。

ISO 25239中的此部分不适用于搅拌摩擦点焊，
注*辅助要求、材料或制造条fl凹以进行比ISO 25239中规定要求更全面的测试占
2参考标准
下列标准是本标准应用过程中不可或缺的部分.注明日期的参考标准’只引用该版本* 未注明日期的参芍标准，以最新版本〔包括修订版）为由抵
ISO 209.铝及铝合金-化学成分
ISO S57-1,焊接和相关工艺-术语-第1部分；金属焊按匚艺
ISO2W7.铝及铝合金-锻造产品-锻造设计
ISO 3]34 （所有部分）,轻金属及其合金术语和定义
ISO 4136,金底材料焊接的硼邱性试验-横向拉伸试验
ISO 5173,金属材料焊接的破坏性试验-弯曲试验
ISO 6520-1,焊接利相关1.艺-金属材料中几何城陷的分类-第1部分：燃焊
ISO 9017,金属材料焊接的破坏性试验-断裂试验
ISO L0042,焊接-铝及其合金的电瓠焊接接头-缺陷质量等级
ISO 13916,焊接预热温度、侦间温度及预热锥持温度的测精指南
[SO 14175,焊接材料-电弧焊接与切割用保护气体
[SO 15607:2003.金属材料焊接工艺规程及评定一般原蛔
[SO 15613,金属材料焊接工艺规程及评定-基于预牛产焊接试验的评定
ISO 15611 2,金腐材料焊接「艺规程及评定书接工艺评定试法第2部分：铝及铝合金电弧岸接
ISO 17637,焊缝外观检验-慵化焊接头的外观检睑
ISO 17639,金属材料怦缝破坏性试验■焊缝宏戏和微观检脸
ISO/ TR 17671-1焊接-金属材利焊接的建议-第1部分：孤焊通用指南
ISO 25239-1：201b搅持•摩擦焊-铝-第1部分：术语
TSO 25239-5:20IE搅拌摩擦焊-铝-第5部分t质量检骑段求
ISO 80000-1:2009,最纲和单位第1部分：总则
3术语及定义
ISO 209-L, ISO 857-1, ISO 3134,150 6520 b ISO 1004% ISO 15607, ISO 15613*
ISO 15614-2, ISO/ PR 17671-1和ISO 252的T中的术语及定义适用于本交件-
4符号及纯写术倍
焊接工艺规程的符号和缩写术语参考ISO 15607： 2003表L
5埠接应用及工艺规程
5, 1概述
焊接生产前应进行焊接工艺验证.
生产商应利用以往产品的经脍和焊接技术上的基本知识，做好适用于实际生产的预焊接工艺规程（pWPS）. ”
pWP冏作为建立焊橙T艺评定报告（WPQR）的基础来进行删试.测试方法按照第6条。

焊接工艺测试）或第7条（预焊接工艺测试）所述的其中之一"其焊接工艺将用于产品的焊
接接头应制成标准试样，按RE16.2条中所述，当未能按照6. 2条，产品或接头形状尺寸与标市试样不符，将按照第7条的要求.
注，对某些应用而言，讨能需要对该明细做增加或删祓处理。

焊接】.艺规理（WPS）包括r一定的材料厚度范困.也包括一定范围的母材甚至焊接村料〃如果合适应根据相关标麻（见第2条）和制造商的经验对范围和公差进行说明，的表格示例见附件M
5. 2pWPS的技术内容
5. 2. 1概述
对于铝及其合金，便PS表格中包含以下内容】
5一 2 2制造商的信息、
——制造商的名称：
——pWPS的编号*
土2・3母材，热处理状态和参考标准
5. 2, 4母材尺寸
——焊接接头容组成部分的厚度；
——管外径.
5. 2. 5设备标识
——型号：
--- 编号：
——制造商。

5.2. 6搅拌头标识
一材朴
——图纸或图纸编号
5. 2. 7夹紧装置
——夹具、固定装置、滚轴、背垫的类型和方法（几何尺寸和材料）
——如果有定位焊*成包含定位煌的过相和条件-pVPSffi注明所需的定位焊或本允许定位焊.
5. 2. 8接头设计
-「焊接接头我计和尺寸的草图.
——焊搂顺序和焊接方向：
——引入板和引出板、材料类型，参考标书、引入板和引出板的尺、」'
—尾孔的位置
5. 2 9接头推备和清洁方法
5.2. 1罅接细节
--- 拌头运动（例M旋转，顺时针或反时针方向，旋转速度包括加速和减速运动）;
―揽拌头扎入深度或者轴向力i
——搅拌头冷却〔内部,外部、冷却媒介）；
--- 倾角；
4——侧倾角: ■
——起始停留时间；
——收尾停留时间;
——接头阮置；
——在管对接接头焊缝的开始和结束之间的搭接长度'
-一掐接：前进侧或后退刻靠近顶部薄板的边缘，焊接方向：
5.2.11焊接速度
——焊接速度，包括焊接过程中任何更改的细节；
—上升/下降速度.如果需荽。

5.2.12焊接位置
——适当的焊接位置。

5. 2一13焊前热处理
——需要采用焊前热处理时。

5. 2. 14预热温度：
—当需要进行预热时
——应用5. 2. 15和瓦Z,16时应参照标准IS。

13916
——当搅拌头需要进行预热时.
5, 2一15预热保持温度’
——当需要保持预热温度时〃
5- 2.】6层何温度
——当需妻层间温度时，
5. 2.17保护气体
——按照ISfi M175i1£行命名.并标出组成成分，制造商和气体流质“
5. 2.】8焊后处理
——冏济处理、时效、应力消除（或SfiEL件的方法）、清除飞边，成其它任何焊拓对焊缝处理的过程•
—焊后热姓理
应根据相关标准对焊后热她理域时效的温度范围和最少的时间等信息WiSi明”
6焊接工艺评定试盈
6.1概述
试件的姓接和试验应符合本标准巾6. 2和6. 3条寂规定要求.
在满足相关试验要求的前提条件下，按照本标准中完成焊接工艺试验的焊JL或焊按操
作工将取得ISO25239中的资质认可（见ISO 25239-3）・
6.2试件
6,2」试件的形状和尺寸
6. £ L 1 一股原则
试件应具有足够的尺寸或数量以确保进行所有要求的试验.
为了做额外的或重新试验试件，可以制备附加试件或比最小(见5, 3.4) *
试件的轧制或挤压方向需要在试件上进行标记.
6. 2.1.2全焊透的板对接焊缝
试件应按照图1麻备*
单位：ElKl
a '
/,？‘‘ ‘4「
b¥150
■ . _—
注
b组件的宽度
1组件的及度
t材料厚度
a攫头制备及鲍洗按预岬接工艺规程(pWPS)
囹1全悍透的对摇照缱试仲
6. %. 1. 3全焊透的管对搂焊缝
试件应按照图2准备『
单位：min
a
■ /"O・/三15°
注
D管外径
1组件的长度
t材料厚度
a接头制备及组装按预岸接工艺规程＜P WPS)
图2管材时接接头满焊试件
6. 2. 1.4搭接接头
试件应按照图3中准备.
焊缝可能是部分或完全骼合，
箪伸nin
注
1焊缝
0焊墉中心域到上板边绿的距离.与致
扇焊缝中心线到下板边缘的距离，与MFS一致
ba埠缱中心到工作试件访缘的距癖
1试件长度
ti上部工件厚度
U下部工件厚度
图3搭技接头试件fi 2.，试件的焊接
试件应根lEpwpsat行焊接』如果实环生产接头中的定位焊缱在搅拌縻掠焊过程中被覆盖
掉，那么试件卜也需辟包含这种定位焊缝一定位焊健的位没需要清楚地标注在试件上“试件的焊接应在监督下进行.
土3标准试样的检查和试验
& 3.1检测要求
检测包括无损检测NDT和破坏性试收. 1 2附件B为无损检删提供了额外的信息。

试件的检测应在监督下完成，
3）
包含有定位悍建或者管对接接头的开始,结束区域的工作试件的检验和测试应符合设计规范•
对特殊的要求、材料或制造条件应进行更全面的涮试以荻得更筝的疳息,
6. 3. 2外观检测等级
工作试件取样之前隗按照ISO 17的了进行外观椅测，椅洲范困应符合& 土1的表1成表丸可参JHISO 25239 5:2011,咐件从
6. 3. 3破坏性试监
6.3.3」概述
试轮范围要求在表1利表2中.
G.3.3.2 取样
匚作试件必须通过外舰检测后才能提取试样。

他根据图L图、图6的位置逃村取样.
避开有缺陷的区域是可以按受的，布外屈检测允许范114内取得的试样用来榆测・
注
1 |.«1 1个拉伸试林、弯|!】1试样或断裂武打
2区域£额外的测试试打.
3区域：】个拉仲试样.考曲试样或断费试样
4区域」1个宠观试祥
5焊撰
1蜉维的两端向夫除长度
注：不按比例
日焊接方向
图4板材对接接头取样示意图
6注
1开始区
2结市区
3区域；1个拉伸试样、弯曲试样或断裂试样
4区域：额外的测试域祥
b区域；1个拉伸试样、弯曲试样或断裂•成样
6区域；1个宏观试样it：不按比例
a如果可隆在明A区取•个投伸试作
图3管材对接接头取样示意图
注
1区域：2个宏观试伴
2区域：剥离试验、祀切式捡、型弯曲试样，如果需要
3焊缝
1煽绽的两端应去除长度
注t不按比例
06搭接接头取样示意图
6. 3. 3. 3横向拉伸试验
除非测试试样需要表面保持焊接状态'对接接头横向拉伸试验试样应按照】刘41邪进行取样*
试样的极限抗拉强度不得比相关标准说明的所希相应母材的最低值少（见表3），
时热姓理命金.岬接试件的规定抗拉强度＜^心应当符合下列最低要求：
= JmE A
其中
田5是相关国际标准中规定的弁材所需的最小的抗拉强度；
/；是接头强度效率系数（见表3） *
对于不同种类铝合金的组合.需要两种合金％烦忡中的较低值.
为了魂定与表3中的力值的符合性，通过公式（1）计算的/；值需要按黑IS0 8000AL 2009附件日中的方法进行四舍五入#
(
b时于母材，表格中没有列入的其它然姓理状态.需与设计规范一致：
c时效处理应与设计规范保持一致；
tl 是基于完成退火状态下的最小抗粒强度,与试验中实际的母材给处理状志无关・
e通过焊后热处理可以达到更高的性能，（Tmi心需与设计规范-致*
6. 3.1 4^曲试验
对接接头弯曲试验应按照ISO 5173,试样的前逃侧和后退侧都应在试样上标注*
对于所有的母材.鼠小的弯曲角度应是150 ',基于母材延伸率的计算的宜径技蚯下公式进行使用：
当国材仲长率＞5况
,lOOxr
d- --------- -t s
d是最大的弯心直径，单位为毫米
L是中曲试祥的厚度｛这包括恻咨曲），单位为是米
&是母材最小延伸事.以百分比表示，由材质证明书中提供（不同的合金组合，应使局最小值〕
对了母村伸长率W5%,驱前应进行垠火.廷仲率按照完全退火状态取值计算出弯
曲直径〃
如果在退火过程中晶粒长大而导致弯曲试臆失败.接照表I进行附面弯曲试验,除了新的试验参数需妾参照设计期范。

d值应四舍h入到恰数，可以用更小的弯曲直径.
试验期间.试样不能在任何方向出现单个3眦以上的缺陷，血在试样四周出现的裂雾如果可以证明是由于未埠透成孔洞造成的.则可以被忽视诙情况.
6. 3,& S宏观金和
试件应按照【部17639制备,试样的一例应清晰早现焊缝区域.
宏观检查需贺包含未受影响的*材.特定合金要小心腐仙以避免产生腐蚀裂纹.
腐饷时应注意避说产牛假象.
TSO 25230-5；2011附件A的接受等级均适用.其他映陷应在有美要求或设计规范的规定抢帼内.
6.3.4补充试验
如果试样不能满足中外观检泗要求，宜再制-个试样做同样的捡查,如果这一额外割试仍
不能按要求通过，则删试不通过.
如果试样仅仗因为焊缝缺陷不能按6.3. 3中破坏性试验通过检测，需要亟新截取鬲个样来测试巾如果有足够的材料.额外试样要从原试件截职，如没有则使用新的试件.每个浙的试样应进行与不合格试样相同的测试，存在一个新试祥没有达到耍求，则测试不通过。

6.4认证范圉6.4. 1概述
6. 4, 2£6. 4. S中所给出的每个条款都应该遵守.
增加*删I减或中改规宁的范围需要讲行一个新的捍楼工艺评定。

а. 4.2制造商
生产企业通过资格测试后，可以在其技术和质量控制范围内的车间或现场进行焊接作业.
制造商对焊接全程负责，焊接过程要求是在相同的技术和质鼠控制条件下进行的.
& 4, 3预热温度
预热温度上限要在焊接工艺评定开始时制定,F限按照合格的焯接『芝规程指定,比上陶温度低3or,
& 4, 4层间温度
规定的上限温度是焊接工艺评定过我中达到的最高层间温度'下限技黑合格的焊接工艺规程所指定，比上限温度低30Vc
б. 4.5其它变量
其他变稀范围的制定需遵照合格的炸接工艺规范・
6. 5焊接工艺评定报告
焊接工艺评定报告（曾?如）是评定轲个标辨试打椅唯结梁的总皓报告，同时做包含舍格的WPS中列出的响应条款，以及不符合& 3耍求的评御情况.如果试蚣合格.应山试验人
员或机构签名及日期出具焊接工艺评定报告＜WPQR）.此加pirns得到确化后，那么叫S 也是被认可的.
即的帔用标带一恪式参见附针儿
7基于谀生产焊接试验的评定
T.1概要
试焊时的焊搂工艺评定规程是基于第b条中所规定改煲而成，除非7・2何.5修改.
为落实ISO 25239的要求，可参St焊接操作资质（见ISO 25239-3）.
♦2工作试件
贰件的准备和焊接需要按照一般生产焊接条件下进行.试件的外形尺寸需要模仿实际的产品的外形尺寸,包括焊接位担印具他因素（例如；焊接约束状态、热影响、焊缝的可接近性以及边界条件）'
当伸用实际牛产邰件进行测试时.需要是使用实际生产过程中的工装央具.
7. 3试件检测
试件的蜿测应按胞第6条规定进行，
原叫上至少进行如下检验：
——外观检测(100 %):
—宏观检测(取样数量取决于结构的儿何形状).
7. 4认证范围
按照标准1SU腐Z39中本部分进行说明的WPS.攵件限制生产前埠接测试的接头形式，认证范围需与& 4中相关规定保持一致°
了.5焊接工艺评定编号
WPQR需使用标准格式"参见附件队
附录A
预焊接工艺规规程（pWPS）pWPS编号：_ 一
WPRQ编马，_____________________
搅拌摩擦焊焊工姓名：
母材类型、回火状志和参考标准：
母材厚度（Km> : . _ _________________
管外径（mm）:___________ ________________ __ __
设备标识（样式、序列号、生产商）；
搅拌针标识（草图）n：
夹具装置（草图）”：
定位焊：__________________________________
接头准备和清洗方法：__________________________
接头没汁
接头设计和焊接顺序
（草图）1）
焊接细节
盲接住虱——二一
焊前热处理；
预热（ic> ：正州保拭.温度（r> :
层闻JU度（X?）:
保护气体：______ 名跖__气件流域（升/分钟）：
悍后处理过程.____________________________
焊后热处理［__________________________
时间，温度，方法；________________________________________
加热和冷加速隼：__________________________________
其他侑息*: ______________ ______________
制渔商（名称.FI期和鳖名）1 ____________________________
”如果需要的话
附录B
（供参考）
无损检测
在取样前必须做无损检测人
根据接头的几何形状，母材和工作要求,无损检测需要按照ISO 3452<PT） JSO17636 （RT）176W0JT）进行.如果焊接的完整性再严格的要求，这具体的方法需要提升（如相控阵超声波探伤或涡流检测）・
附录G
（供参考）
塔接焊缱摆锤S形驾曲试验
搭接焊缝的摆锤S弯曲试验已被证明是一个有效的濯量#箴是否有缺陷的方法，例如根材变薄或钩n由于这是一个定性试脸，从焊缱的中心到夹具的合适血离应调辂以补傍延展性的缺乏和被测试材料的厚度.对于韧性更好的材料，焊缝中心到夹具的距离应小于韧性小的材料"
要求摆锤S弯曲试验测试两个试样.第一件试样的前进倒更靠近揭锤（图C. la）.第
二件试样的后退侧•更霏近摆律（图C, lb），
该测试个能胞代其他的定量测试.
缶注
】一焊缝前进侧2—焊筮后退侧3—夹具
注大箭头指示我试打列
a义具边缘到焊缝由心的距鹿
b链子摆动的方向
图G1摆谗S利曲试验方法
O D
焊接工艺评定编号格式
焊接工艺评定■■测试证书
制造商，地址
PWFS编号，_______________________
祁即编号： _____________________
考官或考试机构： ____________________
文件编号： ________________________________
检测标准： __________________________
焊接闩期： ________________________________
搅拌摩擦焊焊T姓名， ____________________________
母材类型和参考标准： ___________________________________
母材厚度（质）:
管外径（nun）! . ________________
接头设计（草图）：
焊后热处理；________________________________
其他信息；—____________________
下示签名证明焊接准卷、焊接和测试按照如上所述的检测标准的要求圆满完成° 位置发行日期考官或考试机构
名称、日期和签名
考官或考试机构
打印名字和日期
焊接试验记录
制造商】 ____________ pWPSf 扃亍： _______ IPQR 编号: _________
考■官或考试机枸:— 文件编号:
噎拌摩擦悍焊工姓名: 母持类型和卸考标准: 母材厚度（亳米：）： 设备标诅； 搅拌针识别〔草" 夹紧装置（草圈）口 定g
度头准备和清洗方法: 楼头设计
焯按位置: ___________ 焊前蛆处理: ______ 预热溜度（t ）; 预热作椅温度（T?）: 层闻温度（言）：_ 保护气休:— 焊后处理过程：
焊后畿姓理（时间.温度，方法.加热和冷却速率）: 其他信息” ； ____ 制造商
名林、日期和签名
'如果需要
管外径（亳米｝: 考官亟考试机枸
名耕、IJ 期和签名 考官或号试圳■殉 打印名字和日期
测试结果
泯造前：_ _ 的忱: …—
砰PS编号:____________________
WPQR编号：_
测试实验室的证书堀号:
考宜或考试机枸:_________________________
文件编号:_____________________________________
昌检
试样的M伸强%,,,,*母材的拉伸强度. 寿曲测试要畦；是口否口
其他澜试七_______________
备注，_______________________________________
删试诅行中的要求按慝:
实骋报告让书编号：
测试皓果为吁以博受/不拔堂〔若通J，]诸部公）
测试现场情况：_ _ __ ______________
新官或茗试机向监宵或号试机构
名斜日明和签名打即名字和H期
"加果斋耍的活
参考文献
[1]ISO 3452 （所有章节）,无损检测-渗透探伤
[2]ISO 17636,焊缝的非破坏性测试-焰焊接头的射线检测
[3]ISO 17640,非破坏性检查焊接-超声波检测一技术，检测等级和评估。