浅谈对焊接工艺评定的一些错误认识

&’ 冲击试验
焊接工艺评定试件什么时候需要做冲击试验，主要 的焦 点 是 -’$+ —* 及 -’$+ —3 是 否 需 要 做 冲 击 试 验。 4*/+% —/55, 《 钢制压力容器》 标准中的第 /%& +& 0& + 条 规定： “ 试板尺寸和试样的截取按附录 6 （ 标准的附录） 的规定。若壳体材料（ -’$+ —* 和 -’$+ —3 除外） 有冲 击要求，试板上也应截取冲击试样，进行冲击试验。 ”我 国的压力容器法规并没有明确规定什么时候焊接工艺评 定试件做冲击试验， )*"#%, —’%%% 《 钢制压力容器焊接 工艺评定》 标准释义认为：“ 作为焊接接头是否需要规 定进行冲击试验的依据，目前国内缺少相当数量的工程 失效实例脆断分析和对压力容器用钢韧性追踪考察报告， 没有规定进行冲击试验的条件。 ” 原劳动部锅炉压力容器 安全监察局曾以劳锅局字［ /55$ ］ /$ 号文下发《 关于压 力容器产品焊接试板问题补充的通知》 ，其中第七条对 《压力容器安全技术监察规程》第 #/ 条 / 款规定产品焊接 试板要进行“必要的冲击韧度试验” 。所谓必要的是指： 《 压力容器安全技术监察规程》 、 4*/+% 《 钢制 （/） 压力容器》 、压力容器产品专项标准规定要做冲击韧度试 验的。 （ ’ ） 压力容器产品设计图样的规定要做冲击韧度试 验的。 （ $ ） 按压力容器产品所选用的材料，其材料标准规 定要做冲击韧度试验的。 可见该通知中对进行冲击韧度试验的条件作了规定， 在国内压力容器法规和标准没有正式规定之前，各评定
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"#$% 进行无损检测结果不得有裂纹” ，第 #& ’& ’& $( 条规 定“ 试件允许避开缺陷制取试样” ，从焊接工艺评定规 则中我们可以看出，在制作焊接工艺评定用的力学性能 试件时，只要没有裂纹就可以避开其他焊接缺陷（ 缺陷 级别按照 )*"#$% —’%%+ 来判断即使超标也可以） 来制 取。而产品焊接工艺的正确与否，最直观的判断依据就 是按照 )*"#$% —’%%+ 来判断是否有大面积的超标缺陷出 现，这与焊接工艺评定试件合格与否的判断有很大的区 别。所以对于焊接工艺评定已经合格，在即将应用到产 品的焊接工艺中时，更多的应考虑产品的实际应用工况 及制作容器设备时的现场工况，根据焊接工艺评定制定 出合理的焊接工艺来指导生产。 （ ’ ） 焊接工艺评定规则是焊接工艺评定标准中的主 要内容。为了减少焊接工艺评定数量，根据材料的焊接 性能特点、焊接工艺基本规律和焊接管理要求，找出焊 接工艺评定因素的内在联系，对各种评定因素进行分类、 分组并制订相应的替代关系、覆盖关系、省略关系。而 焊接工艺规程则是制造焊件所要求的有关加工和操作细 则的程序文件，可保证由熟练焊工或操作工施工时的质 量再现性。焊接工艺评定规则与焊接工艺规程的目的各 不相同，但又是相互关连的两个概念，不能将焊接工艺 评定规则当作焊接工艺规程。 例如在对接焊缝与角焊缝的焊接工艺评定时，从焊 接接头的力学性 能 判 断 准 则 出 发，按 )*"#%, —’%%% 中 +& $& ’& ’ 条规 定，如 -$"+. （ /012. ） 与 -$"+. 相 焊， 评定合格的焊接工艺可以用于 -$"+. 与 -’$+ —* 的焊接 接头，但焊条牌号 )+%# （ 或 )+%0 ） 不能变。从强度匹配 考虑 -$"+. 与 -’$+ —* 相焊最好用 )"’# 焊条（ 或 )"’0 焊条） ，但改变焊条牌号要重新评定工艺。在实际产品 中，-$"+. 与 -’$+ —* 焊接接头的焊接工艺卡究竟选用 )+%# 焊条（ 或 )+%0 焊条） ，还是 )"’# 焊条（ 或 )"’0 焊 条） ，则不能单纯考虑焊接工艺评定规则，还要综合考 虑强度匹配，简化工艺、焊件施焊条件与焊条供应等情 况，具体由焊接工艺人员确定。杨红梅较为详尽地分析 了 -$"+. 与 -’$+ —* 相焊时的焊材选择问题，结合工程 实践，类似的问题还很多，解决这类问题的总原则是： 焊接工艺评定规则不是产品的焊接工艺规程。当依据评 定合格的焊接工艺指导书编制产品的焊接工艺规程时， 还要综合考虑材料的冶金特性、金属材料性能、焊接性
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浅谈对焊接工艺评定的一些错误认识
淄博太极工业搪瓷有限公司! （ 山东 ! "#$%&’ ） ! 赵忠义
! ! 【 摘要】 ! "#$%&’ —(&&& 《 钢制压力容器焊接工艺评定》 标准已实施多年，笔者在实际的工作中发现仍 有很多单位的技术人员对该标准的理解有错误。本文主要对一些根据焊接工艺评定的实践及一些文献资料对 焊接工艺评定标准的错误理解进行总结及分析。
评定试件，冲击试验温度按设计温度确定，其合格指标 与母材的力学性能无关。 （ - ） 值得注意的是，压力容器母材试件力学性能试 验和焊接试件的焊接接头力学性能试验是两个不可混淆的 概念。母材力学性能试验的取样位置、试验项目、取样数 量、试样的形式和尺寸、合格指标以及依据标准与焊接接 头力学性能试验的要求均有差异和不同，切不可混淆。 朱海鹰等关于焊接工艺评定试件和压力容器母材试 件冲击试验温度的这几点看法，笔者认为其论述较为全 面及合理，在实际的工作中也便于理解和执行，建议在 %&’()* —+))) 《 钢制压力容器焊接工艺评定》 进行修订 时予以采纳。
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单位暂以劳锅局字［ "##$ ］ "$ 号文作为确定冲击韧度试 验的依据。如果按照 %&’()* —+))) 《 钢制压力容器焊接 工艺评定》 标准释义的说法，恐怕除了不锈钢材料标准 中没有冲击要求外，其余材料的标准中都有冲击试验要 求，这也就意味着所有的材料（ 除了不锈钢材料外） 的 焊接工艺评定试验时都应进行冲击试验检验。
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能以及图样设计技术要求和制造工艺等因素。 （ $ ） 按照 )*"#%, —’%%% 《 钢制压力容器焊接工艺评 定》 标准评定合格的焊接工艺指导书，只保证焊接接头 的力学性能和弯曲性能符合 )*"#%, —’%%% 《 钢制压力容 器焊接工艺评定》 规定，焊接接头的力学性能和弯曲性 能只是焊接质量的一个方面。此外尚有诸如焊缝外观、 焊缝内外缺陷、应力与应变、施工方便、合理性以及经 济性等一系列涉及到焊接生产、管理质量众多方面问题， 这显然是焊接工艺指导书所不具备的，有待于焊接工艺 规程来完成。编制焊接工艺规程主要依据之一，便是评 定合格的焊接工艺指导书。在少数制造厂里，却不再编 制焊接工艺规程了，而将评定合格的焊接工艺指导书下 发车间，用于焊制压力容器，这应当引起各方面的注意。
&’ 冲击试验温度
焊接工艺评定试件冲击试验的温度问题，主要的焦 点集中在容器板如 ,$’-. 的冲击试验温度和合格指标 上，很多人认为焊接工艺评定冲击试件的试验温度应为 )/ ，主要是因 为 0&("$ —+))* 《 锅 炉 和 压 力 容 器 用 钢 板》 中 ,$’-. 原材料的冲击试验温度和合格指标分别为 )/ 和 $"%。于是有人就认为 ,$’-. 焊接工艺评定试件的 冲击试样也应该做 )/ 冲击，冲击吸收功 "$"% 为合格。 其实不 然， %&’()* —+))) 《 钢 制 压 力 容 器 焊 接 工 艺 评 定》 对钢材焊后的冲击合格指标有明确的规定：“ 每个 区 $ 个试样为一组的常温的冲击吸收功平均值应符合图 样或相关技术文件规定，且不得 1 +(%，至多允许有 " 个 试样的冲 击 吸 收 功 低 于 规 定 值， 但 不 低 于 规 定 值 的 ()2 。 ” 也就是说，如果图样或相关技术文件没有特殊的 规定，则焊接工艺评定的冲击试验只需要做常温冲击， 冲击吸收功 "+(% 即为合格。对于焊接工艺评定试件的 冲击试验温度及合格指标问题，朱海鹰等认为： （ " ） 对于《 压力容器安全技术监察规程》 和 0&"-) 管辖范围内的压力器，母材试件、焊评试件的冲击试验 温度 1 )/ 就叫低温冲击试验，而 ")/ 的都属于常温冲 击试验。 （ + ） 钢制低温压力容器的焊接工艺评定试件冲击试 验温度按设计温度确定。对于碳钢和低合金钢制低温压 力容器，其焊接工艺评定试件的低温冲击试验合格指标 与母材标准抗拉强度下限值 ! 3 有关， ! 3 越高，则合格 指标越高；对于奥氏体钢制低温压力容器，焊接工艺评 定低温 冲 击 试 验 合 格 指 标 均 为 $"% （ 0&"-) 4+5 "5 ( ， 4’5 $5 " ） ，或试样的侧向膨胀量为 )5 $*66 （ %&’(’’ 的 *5 ’ 条） ，与母材标准抗拉强度下限值无关。 （ $ ） 对于设计温度介于 7 +) 8 )/ 钢制压力容器的 母材力学性能试件，焊接工艺评定试件的冲击试验温度 和合格指标与设计温度、母材牌号、母材厚度有关。 （ ’ ） 对于设计温度 " )/ 钢制压力容器的焊接工艺
$& 盲目夸大焊接工艺评定作用
不了解压力容器焊接工艺评定标准，盲目夸大压力 容器焊接工艺评定作用，扩大其运用范围。有人认为焊 接工艺评定是为了选择最佳焊接参数，这是不合理的。 通过焊接工艺评定可以确定该焊接工艺所施焊焊接接头 的某一性能（ 如力学性能、化学成分、焊透、焊缝外观 等） 是否符合标准的规定，但不能说是最佳的。我们也 经常看到研发新钢种，使用国外钢材或新使用的焊接材 料，都要经过焊接工艺评定，进行拉伸试验、弯曲试验 及冲击试验，其结果只能说明在某一指定焊接工艺条件 下焊接接头力学性能是否符合标准的规定，而不能说明 该钢材或焊材的裂纹敏感性、耐腐蚀性能、高温性能如 何等等一系列问题，只通过压力容器焊接工艺评定不能 确定其能否用于压力容器产品。目前世界上还没有编制 出这样一个焊接工艺评定标准，只要按此标准评定合格， 就可以使焊接接头所有性能都符合规定。
焊接是制造压力容器的重要工艺，焊接质量在很大 程度上决定了制造质量。焊接工艺能否保证压力容器焊 接接头的使用性能，焊前需要在试件上进行验证。焊接 工艺评定是在产品焊接前按照所拟定的焊接工艺，根据 有关标准的规定，焊接试件，检验试样，测定焊接接头 是否具有所要求的使用性能，从而验证所拟定的焊接工 艺是否正确。通过焊接工艺评定可以证明施焊单位是否 有能力制造出符合有关法规、标准和产品技术要求的焊 接接头；通过评定试验，施焊单位获得了符合产品使用 性能要求的焊接工艺指导，并以此为依据编制直接指导 生产的焊接工艺规程，最终达到确保产品焊接质量的目 的。焊接工艺评定是最重要的焊接资料，在保证施工、 资质换证方面不可缺少。 "#$%&’ —(&&& 是钢 制 压 力 容 器 焊 接 工 艺 评 定 的 标 准。几年来通过焊接工艺评定的工作实践，笔者发现有 些技术人员对焊接工艺评定存在一定的错误认识。下面 是笔者根据焊接工艺评定的实践及文献资料对焊接工艺 评定标准的一些错误理解进行的总结。
"& 焊接工艺评定规则和焊接工艺规程
（ - ） 不了解焊接工艺评定规则与具体产品的焊接工 艺的区别与联系，盲目认为焊接工艺评定合格，依据该 焊接工艺评定制订的产品焊接工艺就一定合格。焊接工 艺评定合格，并不表明其应用到某一产品上就一定合格， 这是因为焊接工艺评定试验主要检验的是焊接工艺评定 试件的力学性能，是一种破坏性试验，而产品的检验主 要是无损检测（ 包括射线探伤及超声波检测等 多 种 方 法） 及水压试验等方法。 "#$%&’ —(&&& 《 钢制压力容器 焊接工艺评定》 中第 %. (. - 条中规定“ 外观检查和按 "#
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声波探伤。
（ ( ） 肋板的坡口形式还应易于背面清根，确保超
（ ) ） 转子锁部位的焊接收缩端面余量不足，下次 制作应留出 * + %,, 的加工量。 （ $ ） 组焊工装的刚性还有待提高，并要兼顾转子 锁的定位，为此设计了专用的工装。 !
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