焊接工工艺规程

焊接工工艺规程1范围本标准规定了结构件焊接过程的通用工艺要求。本标准适用于本公司产品中除有专门焊接工艺规程（WPS）或作业指导书以外的所有结构件焊接情况。焊前准备部分及焊接环境部分适用于所有焊缝。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2537汽轮机油GB/T4842氩AWSA5.32焊接保护气体标准AWSD1.1/D1.1M-2010钢结构焊接规范3约定3.1焊接代号常用焊接方法代号:a)SMAW-手工电弧焊;b)GMAW-熔化极气体保护电弧焊;c)FCAW-药芯焊丝电弧焊；d)SAW-埋弧自动焊；e)GTAW-气体保护钨极氩弧焊。3.2焊接方法同一焊缝采用两种焊接方法时，表示为“先用焊接方法代号∕后用焊接方法代号”。示例1例如：SMAW/GMAW表示焊条手工电弧焊打底，气体保护焊填充和盖面。3.3类型FCAW有气体保护（即FCAW-G）与自保护（即FCAW-S）之分，未指明具体保护类型时，均指气体保护。GMAW中如使用短路过渡则必须注明，用GMAW-S表示，未注明时一律指非短路过渡。4焊前准备4.1确认焊前需确认清楚所焊部位的母材相应的焊接材料。4.2焊接材料及选取4.2.1材料焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、电极和衬垫等。4.2.2选取原则a)焊缝金属的性能应等于或略高于相应母材标准规定的下限值或满足图纸规定的技术文件要求。b)合适的焊接材料与合理的焊接工艺相配合，以保证焊接接头性能满足设计规定和服役要求。c)用于焊件的焊接材料应有焊接性能试验与实践基础。4.2.3碳素钢及低合金钢相同钢号相焊选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能或耐腐蚀性能等于或高于相应母材标准规定下限值，或满足图纸规定的技术条件。4.2.4耐热型低合金钢相同钢号相焊除了首先满足4.2.3要求外，焊缝金属中的Cr、Mo含量不低于相应母材标准规定的下限值。4.2.5高合金钢相同钢号相焊选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能和耐腐蚀性能等于或高于相应母材标准规定的下限值，或满足图纸规定的技术条件。4.2.6奥氏体与非奥氏体用生成奥氏体焊缝金属的焊接材料，焊接非奥氏体母材时，应慎重考虑母材与焊缝金属的热膨胀系数不同而产生的应力作用。4.2.7不同钢号钢材相焊a)不同强度等级钢号的碳素钢、低合金钢钢材之间相焊，选用焊接材料应保证焊缝金属的抗拉强度等于或大于强度较低一侧母材标准规定下限值，也不应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，选用焊接材料应保证焊缝金属的抗裂性能和力学性能。当设计温度不超过370℃时采用铬、镍含量较奥氏体高合金钢母材高的奥氏体不锈钢焊接材料；当设计温度高于370℃时，宜采用镍基焊接材料。4.2.8焊材的选取常用钢材的焊材选取见表1表1常用钢材的焊材选取分类号钢号方法SMAWGMAW&FCAWSAW(焊丝+焊剂)GTAWⅠ20Q235AQ235BQ235CJ422J427ER49-1E501T-1H08A+HJ431H08AⅡ-1Q345AQ345BQ345C35J506J507ER50-6ER50-7E501T-1H08MnA+HJ431H08MnAH08Mn2SiAH10MnSiQ345DJ507Ⅱ-2Q345EJ507RHJ508-1JM-55Ⅱ(锦泰焊丝)H08Mn2+SJ101Ⅱ-345J556J557Ⅲ-135CrMoJ607RHⅢ-242CrMoHG785DJ807RH(-40℃冲击)J807（-20℃冲击）SQJ807(天津三英)Ⅳ-106Cr19Ni10A102A107ER308H08Cr21Ni10+SJ601H08Cr21Ni10+J260H0Cr21Ni10Ⅳ-206Cr18Ni11TiA132A137ER308H08Cr20Ni10Nb+SJ601H08Cr20Ni10Nb+HJ260H0Cr20Ni10TiⅠ+Ⅱ见上J422J427J506J507ER50-6H08MnA+HJ431H08MnAH08Mn2SiA表1（续）分类号钢号方法GMAWGMAW&FCAWSAW(焊丝+焊剂)GTAWⅢ+Ⅰ/Ⅱ-1见上J507ER50-6Ⅲ+Ⅱ-2见上J507RHJ508-1JM-55Ⅱ(锦泰焊丝)Ⅳ+Ⅰ/Ⅱ见上A302A307ER309H1Cr24Ni13+F309H1Cr24Ni134.3焊材质量焊接材料应有产品质量证明书，并符合相应标准的规定。公司质量管理部按质量管理体系规定验收与复验，合格后方准使用。4.4焊材的储存和保管a)焊接材料应在干燥、通风良好的库房中储存；b)焊接库房内温度应不低于5℃、空气相对湿度应不大于60℅；c)焊条、焊丝、焊剂应存放在架子上且距离地面与墙面的距离应不小于300mm;d)焊条、焊丝、焊剂应按牌号、批号、规格分区摆放并有明显的标识。4.5烘干焊条、焊剂按规定烘干、保温并做好记录，焊丝需去除油、锈，保护气体应保持干燥。常用焊材烘干温度及保温时间见表2。表2常用焊材烘干温度及保温时间类别焊材牌号烘干温度(℃)保温时间(h)碳钢和低合金钢焊条J422J5021501J506J507J508-1J556J557J8073501J507RH350-4301J807RH380-4001-2不锈钢焊条A102A132A3021501A107A137A3072501熔炼焊剂HJ4312502烧结焊剂SJ101300-35024.6焊接坡囗4.6.1要求焊接坡口应根据图样要求或工艺条件选用标准坡口。无明确标记时可自行设计。一般（要求全熔透时）当GMAW：板厚≥6mm；SMAW板厚≥4mm时就需要开坡口，选用坡口形式和尺寸时应考虑下列因素a)焊接方法；b)母材种类；c)焊缝填充金属尽量少；d)避免产生缺陷；e)减少焊接变形与残余应力；f)有利于焊接防护；g)焊工操作方便；h)复合材料的坡口应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率。4.6.2坡囗准备4.6.2.1制备方法制备坡口可采用机加工、热切割、刨槽（包括等离子电弧切割和刨削）、铲凿或打磨等方法。对标准抗拉强度下限值大于540MPa的强度型低合金钢，宜采用冷加工方法制备坡口，若采用热加工方法，需用冷加工方法去除影响焊接质量的表面层（一般需去除3～5mm硬化区）。4.6.2.2焊接坡囗要求坡口必须按照图纸及工艺加工符合要求，表面应保持平整，不得有裂纹、分层夹杂等缺陷。具体要求如下：a)手工电弧焊使用酸性焊条时，对坡口表面要求较低，只在其表面及其两边各10mm内没有明显的水、锈、油污及其它有害杂质即可施焊；b)手工电弧焊使用碱性焊条以及气体保护焊、埋弧自动焊时，坡囗及其两侧各25mm范围以内不允许有任何水、锈、油污、积渣和其它有害杂质，如有则必须用机械或化学方法清理干净后方可施焊。4.6.2.3气体保护焊气体保护焊(FCAW除外)坡囗两侧各10mm范围内应刷防飞溅剂,防止粘附飞溅。4.6.2.4宽度及厚度不相等的工件间的过渡4.6.2.4.1适用范围a)厚度或宽度不等，或厚度与宽度均不等，并且承受拉应力大于设计许用拉应力1/3以上的对接接头；b)承受周期拉应力的对接接头。4.6.2.4.2对接接头过渡要求a)将较厚件削成斜面，将较宽件削成锥装，使焊缝呈斜坡，或这些方法的组合，过渡坡度不超过1:2.5，见图1、图2；b)屈服强度≥620MPa的钢材，宽度过渡时，必须做成最小半径为600mm的圆弧状，在接头中心相切与较窄零件的过渡，见图3；c)管材厚度过渡双面焊见图1，单面焊见图4。4.6.3焊接设备及辅助装备等，应处于正常状态，安全可靠，仪表应定期校验焊前手工电弧焊检查焊接电源空载电压是否正常，焊钳、焊枪是否完好，电缆线是否完好以及与电缆线相接的部位连接牢固与否；混合气体保护焊，要检查供气管路是否通畅、气瓶内气体压力的大小（富氩气体：瓶内气体压力不得低于0.1MPa；CO2气体：瓶内压力不得低于1MPa），送丝系统是否正常；埋弧焊检查电源是否完好，行走机构是否正常，送丝机构工作是否正常。4.6.4焊丝焊前清理焊丝在使用前，应注意表面应没有油污、锈蚀、水份等杂物，如有则需用机械或化学方法将杂物去除。机械方法可用砂纸砂磨；化学方法可用丙酮或无水酒精或汽油进行清洗。4.7焊工资格规定施焊下列各类焊缝的焊工必须按AWSD1.1/D1.1M-2010《钢结构焊接规范》第4章C部分要求进行相应位置考试合格。或按国内《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规定考试合格。a)图纸标明的关键焊缝;b)承压元件焊缝。c)与承压元件相焊的焊缝;d)熔入永久焊缝内的定位焊缝;e)承压元件母材表面堆焊。4.8焊缝间隙焊缝间隙严禁超过3mm，局部最大严禁超过5mm。5预热根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法和焊接环境等综合考虑预热要求。a)预热温度和道间温度必须要足够防止裂纹;b)异种钢焊接接头预热温度按预热温度要求高的母材确定,且不低于该母材要求预热温度的下限；c)预热焊件在整个焊接过程中，不得低于预热温度，如没有特殊要求，道间温度等于预热温度;d)当母材温度低于0℃时，必须将母材温度预热到20℃，且必须在整个焊接过程中保持这一最低道间温度;e)预热温度的测量范围以距焊缝坡口边缘3倍板厚且不小于75mm为准。预热过程应保证坡口两侧沿壁厚均匀受热，并防止局部过热。f)常用材料预热范围见表3。表3常用材料预热温度钢号厚度T(mm)预热温度(℃)203≤T≤20不需要(注a)Q235Q34520＜T≤3810（注a）38＜T≤6565T＞65110HG785D任意厚度≥1003550～100＞15045≤100＞20035CrMo42CrMo任意厚度200-250注a:如符合d)条规定，则按d)执行6焊接过程6.1组对定位焊a)组对定位时，坡口角度、错边量、根部间隙、钝边尺寸等应符合相关要求;b)尽量避免强力组装，定位焊缝间距应符合如下规定定位焊长度要求：焊点长度及其间距需根据母材的板厚及长度来定，母材板厚越厚，焊缝长度越小则焊点分布越少，点焊长度可适当增加，反之，母材板厚越薄，焊缝长度越长，则需缩短焊点长度，增加点焊间距。点焊时一般从两端向中间均匀点固，焊点一般长15～20mm，点焊间距一般在100～150mm以内;c)定位焊的质量与正式焊缝要求一样。点焊后如果焊点出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，则需完全清除缺陷后再施焊。工件刚性较大时，需用碱性焊条进行点焊;d)熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予以修整;e)对于重熔入连续埋弧焊焊缝的单道定位焊缝不要求预热；在最终进行埋弧焊施焊前，不要求清除诸如咬边、未填满的弧坑和气孔之类的缺陷;f)不熔入最终焊缝的定位焊缝必须予以清除，而静载荷结构的定位焊缝，除非客户有要求,否则不必清除。6.2焊接6.2.1通用要求a)焊前应检查坡口及两侧是否符合要求;b)电源极性：一般情况，直流电机都采用直流反接（即焊件接负极，焊枪接正极）。酸性焊条选用直流正接或直流反接均可，也可用交流焊机施焊；碱性焊条必须采用直流反极性施焊;c)按照工艺要求进行施焊，多层焊时，每层之间必须清除熔渣、氧化物等杂物，施焊过程中要考虑焊接方向和顺序，减少焊接变形，层间接头要尽量错开;d)应在引弧板或坡口内引弧，禁止在工件非焊接部位引弧。应防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧；e)多层焊时，每焊一层必须将熔渣和金属飞溅清除干净，并检查层间焊缝质量，如发现裂纹未熔合、气孔及其它不允许缺陷，应及时清除修整后再施焊。f)要求全焊透的焊缝尽量采用双面焊接，在焊背面时必须彻底清根，直至露出焊缝金属，清根的最小深度不小于3mm；g)收弧时，应注意操作，防止出现弧坑裂纹。一般情况下，收弧时应超过接头处焊缝10mm左右为宜。收弧时应稍多停留一点时间，以保证收弧处焊缝饱满;h)焊接对接焊缝时，焊缝余高严禁超过3mm，如超过则需打磨至要求，打磨时注意圆滑过渡。焊接角焊缝时，角焊缝