焊接工艺评定篇1

关键词：焊接工艺评定；海洋石油；石油工程

前言

海洋中蕴藏着丰富的能源，在海床底部埋藏着大量的石油和天然气。世界各国纷纷加入到海洋石油的开采行列中，海洋石油开采事业已经到了蒸蒸日上的时期，海洋平台就成为了海洋石油能源事业的一个桥梁。海洋石油平台是大型的钢结构，在建造钢结构的过程中，焊接技术人员的专业技术水平以及焊接操作者的实际操作能力是对钢结构生产能力的重要体现。

一、海洋石油工程结构特点

海洋石油工程钻井、生产采油结构除一部分具有一般船舶的结构形式外，主要结构特点为由各种弦杆和斜杆等组成的钢管桁架结构，如勘探用的可移动自升式钻井平台、半潜式钻井平台、导管架式生产采油平台。

1）自升式钻井平台结构

自升式钻井平台具有三个以上的可上下移动的桩腿，通过升降机构将平台结构上升到海面以上一定高度进行作业。大多数自升式钻井平台为三桩腿式三角形平台型式，其关键结构的桩腿起支撑平台的作用，为减少波浪对桩腿的冲击，多采用桁架结构。也有筒式桩腿，其管壁厚度较大，桩腿很高，其重量占整个平台的一半。

21半潜式钻井平台

半潜式钻井平台适用于水深500m以内的近海海域。这种平台大都采用三根桩腿的三角形平台。桩腿是平台的关键结构，分圆柱型和桁架型两种。

31导管架式平台

导管架型平台工作水深一般在十余米到200米的范围内（个别平台超过300米），是海上石油开采用典型装置。导管架是用钢管相贯焊接而成的空间构架，结构复杂，其特点是大型管节点、管相交的节点（T、K、Y节点）结构较多。一般作为浅海地区生产、采油平台，对于浅海地区确定具有较大储量的地区也可作为钻井平台。导管架平台是目前世界上使用最多的一种平台。从设计理论和建造技术来衡量，它都是一种最成熟和最整理的平台型式。

二、焊接工艺评定概念

焊接工艺评定最终通常是以一份完整的报告形式体现，它包括了：焊接技术参数、无损检验报告、力学性能报告、母材材质证书、焊材材质证书等。焊接工艺评定报告（PQR）是焊接工艺规程（WPS）的支持性依据，焊接工艺评定是一个重大的焊接实践过程，通过焊接试验来验证，所提出的焊接方法、焊接材料、经过焊接后是否满足产品验收标准。一套完整的焊接工艺评定试验主要流程应包括焊接工艺评定方案一工艺评定试验计划一工艺评定试验建议程序一试件准备一试件组对焊接一无损检验一式样加工一力学性能试验一试验报告。

三、焊接工艺评定必要性和重要性

在许多重要的大型的钢结构焊接中，对于焊接接头的要求都是十分严格的，其中接头基本原则上是按母材与焊材等强设计，焊接接头的强度减弱或韧性，机械性能不足会导致钢结构提前失效，甚至造成灾难性的后果。特别是海洋石油钢结构处于被含盐的大气包围特殊的环境中，其对焊缝接头的金相组织，抗腐蚀性，耐疲劳性，冲击韧性要求特别严格，在模拟钢结构实际生产环境中所做的实验，对于钢结构安全质量评估有着重要的意义。海洋石油钢结构制造标准，被世界上许多国家所采用，已成为世界公认的具有权威性的标准，是目前世界上海洋石油生产较科学，较完整，较合理，较系统的焊接工艺评定标准。在一些国家，一些特殊的重要的制造领域焊接工艺评定已成为重要的执行性法规和规程被强制性执行。

四、焊接工艺评定成功案例

由于海洋石油工程对焊接质量要求极为严格，很多情况下国产焊材达不到指定的技术要求或者根本没有类似的产品，这时不得不采用可以满足技术要求的进口焊材。总体而言，我们现阶段选用的几家国际大型焊材制造商（如美国林肯、美国合伯特、日本神钢等）的产品品质确实过硬，这是国产焊材所不能比拟的。进口焊材虽然品质好，但是它们的价格却高的惊人，往往是同类别国产焊材的数倍『2，进口焊材的应用无疑给项目带来了成本上的增加。同时由于进口焊材订货周期长，为保证工程项目施工不受进口焊材的影响，不得不保持一定的库存量，占用了公司部分资金，有时库存量不足且新购的焊材尚未到货时甚至会影响到工程项目的顺利进展，或订货周期根本无法满足项目进度要求。在这样的情况下如能通过焊接工艺评定试验测试，实现进口焊材的国产化，则可以一方面降低公司生产成本、减少库房压力和焊材资金占用率，另一方面还能降低对进口焊材的依赖程度。

焊接工艺评定篇2

ISO14732焊接操作工评定标准

ISO857-1焊接及相关工艺

ENISO4063金属的焊接、硬钎焊、软钎焊及钎接焊

ENISO14555焊接

prENISO15609-1金属材料焊接工艺规则及评定

ENISO15609-2金属材料焊接工艺规则及评定

prENISO15609-3金属材料焊接工艺规程及评定

prENISO15609-4金属材料焊接工艺规程及评定

prENISO15609-5金属材料焊接工艺规程及评定

ENISO15610金属材料焊接工艺规程及评定

ENISO15611金属材料焊接工艺规程及评定

prENISO15612金属材料焊接工艺规程及评定

ENISO15613金属材料焊接工艺规程及评定

ENISO15614-1金属材料焊接工艺规程及评定

prENISO15614-2金属材料焊接工艺规范和评定

prENISO15614-3金属材料焊接工艺规范和评定

prENISO15614-4金属材料焊接工艺规范和评定

EN1708-1焊接——钢的焊接基本点的细节——受压原件

EN13445非燃烧压力容器

EN439焊接气体

ISO15607金属材料焊接工艺规范和评定——总则

EN287焊工?

EN1418焊工？

EN895拉伸试验

EN1043-1硬度试验

EN910弯曲试验

EN1321金属材料焊接的无损检测.焊接的宏观和微观检测

EN25817钢材电弧焊接头不完整性质量等级指导

ISO15608母材分类

EN14532-1焊接消耗品——焊接消耗品试验方法和质量要求

EN14532-2焊接消耗品——钢、镍和镍合金用消耗品的补充方法和合格评定

EN10204金属材料检验文件的类型

EN13445-2非燃烧压力容器材料

EN13479焊接消耗品

EN12074焊接消耗品

EN8249铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方

EN876金属材料焊接的破坏试验.

ENiso5817钢,镍,钛及其合金的熔化焊焊缝

EN13919-1焊接.电子和激光束焊接接头.质量缺陷等级指南.第1部分:钢

EN473无损检测—资格和无损检测人员认证

EN970熔合焊缝的无损检测――外观检查

EN22825焊缝无损检测.超声波试验.奥氏体刚和镍合金焊缝试验

EN583-1无损检测.超声检测.第1部分:整理原理

ENiso6250-1缺陷分类

EN13445-5非火焰接触压力容器-欧洲压力容器制造标准,第5卷,制造过程中的检测

iso4136金属材料焊接的破坏试验-横向抗拉试验

ENiso17639金属材料焊缝的破坏性试验焊缝宏观和微观检验

EN12062/ISO17635焊缝无损检测——金属材料总则

EN583-2基线和灵敏度的调整

EN12668无损检测超声波检测仪器的测试表征和验证

EN1713焊缝超声检测缺陷定性

ISO11666焊件的无损检，超声波，可接受水平

ISO14175/EN439焊接材料

ISO6848惰性气体保护焊及等离子焊接与切割用钨

ISO13916焊接——预热温度、道间温度及预热温度的测定

EN571无损检验渗透检验第一部分通则1

EN1290磁粉探伤

EN1435射线探伤

ISO6892-1金属材料——拉伸试验第一部分在室温试验的方法

ISO3452-1无损检测、渗透性检测、一般原则

ENISO3452-2无损检测渗透检测、第二部分渗透性材料检验

ENISO3452-3无损检测、渗透检测、第三部分参考试块

ENISO3834-1金属材料的熔化焊质量要求第一部分选择适当的质量要求等级的准则

ENISO3834-2金属材料熔化焊的质量要求第二部分完整质量要求

ENISO3834-5金属材料熔化焊的质量要求第五部分确认符合ISO3834-2/3/4质量要求所需的文件

ENISO6520-1焊接与相关工艺金属材料中集合缺陷的分类

iso8249焊接奥氏体和双相奥氏体钢种铁素体含量的确定

EN14532-1焊接消耗品试验方法和质量要求第一部分：钢镍和镍合金用消耗品的基本方法和合

EN14532-2焊接消耗品试验方法和质量要求第一部分：钢镍和镍合金用消耗品的补充方法和合

iso14344焊接消耗品填充金属、焊剂的采购

ISO17637焊缝的无损检熔焊接头的外观检验

欧洲焊接技术规范在钢结构中的应用

欧洲焊接技术规范在焊接工艺评定、焊工考试及焊接质量控制等方面的要求和特点，并与国内相关规范进行了比较。

Abstract:ThepaperintroducedEuropeanweldingstandardsonqualificationofweldingprocedure,approvaltestofwelder,controlofweldingquality.SomecomparisonsbetweenEuropeanweldingtandardsanddomesticstandardsalsohavebeendone

Keywords:ConstructionsteelstructureEuropeanweldingstandardsWeldingStandards

欧洲标准（包括ISO及BS标准）同美国标准、日本标准并称世界三大标准体系，在国际上享有重要的地位，随着中国建筑钢结构的强劲发展，以及国内外技术交流的日益频繁尤其是涉外工程的增多，对欧洲标准的使用也有所增多，因此，有必要对其相关标准的内容及实施进行了解。他山之石，可以攻玉，一方面增强我们在涉外工程中的竞争力；另一方面，在国内相应标准的修订中也可得到借鉴。

以下就钢构件制作过程中对欧洲标准的使用谈一下自己的体会，献一孔之见，希望能对国内同行在使用欧洲焊接技术规范时有所帮助。欧洲标准由欧洲标准委员会（CEN）下属相应的技术专委会制定，其官方文本为英、法、德三种，包括奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国共19个成员国。

1相关的欧洲焊接标准

1.1整理标准

BSENISO4063（焊接及其相关方法——名称及代码）

BSENISO6947（焊接位置——坡度及旋转角度的定义）

ISO857－1（焊接及其相关方法——名词－第

1部分：金属材料焊接方法）

1.2

焊接工艺评定标准

BSEN1011（金属弧焊焊接标准，共5个分册）

BSEN288（焊接工艺评定标准，共9个分册，现基本已被ENISO15607～14取代）；ENISO14555（金属材料的电弧螺柱焊）

ENISO15607（焊接工艺评定整理准则）

ENISO/TR15608（焊接工艺评定材料分组）

ENISO15609（金属材料的焊接工艺评定－焊接工艺规程WPS）

ENISO15610（金属材料的焊接工艺评定－基于焊材试验的评定）

ENISO15611（金属材料的焊接工艺评定－基于先前焊接经验的评定）

ENISO15612（金属材料的焊接工艺评定－标准焊接工艺）

ENISO15613（金属材料的焊接工艺评定－基于预生产焊接试验的评定）

ENISO15614（金属材料的焊接工艺评定－焊接工艺试验，共13分册）

1.3焊工考试标准

BSEN287（熔化焊焊工考试，共3个分册）

EN1418（全机械自动熔化焊及电阻焊焊接操作者考试）

ENISO9606（熔化焊焊工考试，共5个分册）

ENISO14732（全机械自动熔化焊及电阻焊焊接操作者考试）

1.4焊接质量验收标准

BSEN12062：1998（金属材料焊缝的无损检测－整理准则）

BSENISO5817：2003（缺陷质量分级）

BSEN970,1997（VT检测标准）

BSEN1712、1713、1714、583（UT探伤标准）；

BSENISO9934（MT探伤标准，共3分册）；

BSEN1435（RT探伤标准）；

BSEN571（PT探伤标准）；

BSEN1321（焊接接头宏观金相检验标准）；

BSEN1043（焊接接头硬度检验标准）

2对焊接工艺评定的要求

2.1材料分组对于材料焊接性的分组，详见ISO/TR15608《焊接－金属材料分组指南》，与国内标准JGJ81—2002《建筑钢结构焊接技术规程》根据钢号级别（主要是屈服强度级别）分组不同，该标准是根据金属材料（包括钢、铝及铝合金、铜及铜合金、镍及镍合金、锆及锆合金、铸铁）的化学成分、屈服强度及供货状态等的综合对金属材料进行分组的，对不同产地、不同材料规范体系的金属材料都可以比较容易的进行分组。因此，相比之下，欧洲标准对金属材料焊接性的影响因素考虑更全面，对金属材料的分组也更科学可行，覆盖面更广。

2.2焊接方法及施焊位置

与国内标准相同，欧洲标准也对各种焊接方法及施焊位置进行了规定，并给出了各自的代码，这部分内容详见BSENISO4063《焊接及其相关方法——命名和代码》、ISO6947《施焊位置——倾斜角度和旋转角度》。BSENISO4063对电弧焊、电阻焊、气焊、压力焊和缝焊等焊接方法的名称和代码进行了规定，非常全面，基本上包含了所有的焊接方法。几种常用的焊接方法及其代码见表1

在ISO6947标准中，根据焊缝倾角和旋转角度对施焊位置进行了分类，其基本施焊位置分为平焊（PA）、横立（PB）、横焊（PC）、横仰（PD）、仰焊（PE）、立向上焊（PF）、

立向下焊（PG）、管周向焊缝向上焊（H）、管周向焊缝向下焊（J）和管周向焊缝轨道焊（），见图1。在此基础上通过增加板（或管）倾角和焊缝转角可以描述任一施焊位置。

2.3焊接工艺评定

2.3.1欧洲标准中焊接工艺评定相关的标准和流程见表2及图2。

注：

PWPS——PreliminaryWeldingProcedureSpecification初步的焊接工艺规程。

WPQR——WeldingProcedureQualificationRecord焊接工艺评定记录。

WPS——WeldingProcedureSpecification焊接工艺规程。

由表2和图2可以看出，对于实际工程，一个有效可用的WPS，其获得途径可以有几种方法，在这一点上值得国内相关标准借鉴。

2.3.2基于试验的焊接工艺评定

由于国内钢结构焊接相关标准（JGJ81—2002）中的焊接工艺规程主要是基于工艺评定

试验得到的（也有基于以前焊接经验的，但标准中未给出具体评定的细节），所以本文只对欧洲标准中基于试验的焊接工艺评定（ENISO15614）做一介绍，以便和国内标准JGJ81—2002进行比较。

3.3.2.1基本规定

1）ENISO15614－1中规定，在焊接工艺评定试验中，焊工（或操作者）焊接的试板

一经评定合格，如果符合相应的试验要求，则该焊工同时也获得了相关焊工考试规范（ENISO9606或EN1418）认可的在相应许可范围内的焊工资格。

2）工艺评定试板的接头形式为全熔透对接接头、全熔透管对接接头、T形接头（全熔透或角焊缝）和管分支接头（骑座式、插入式、穿越式全熔透焊缝或角焊缝）。

3）工艺评定试板的焊接和试验应由检验人员或相关机构见证。

4）检验和试验要求见表3。

5）合格标准：试板的各项检验项目应符合EN25817标准的B级质量要求（焊缝余高、角焊缝凸度、塌陷，焊缝尺寸正偏差应满足C级质量要求），无损检测合格标准在EN12062标准中给出。

6）复验：如果在检验和试验中，有不符合标准要求的项目，允许按一定规则进行复验，若复验合格，仍可以认为该焊接工艺评定试验合格。

3.3.2.2关于工艺评定覆盖范围的规定

1）评定合格的焊接工艺规程适用于工厂制造和现场安装。

2）不同焊接接头按其母材分组，板厚、

管径和交叉角等（管分支接头）在ENISO15614标准中都给出了相应的覆盖范围。

3）同一种方法，手工、机械、自动焊接不可相互替代；不同焊接方法不能互相替代；对不同方法组合的焊接工艺评定，可以对每一焊接方法单独进行评定，也可对该方法组合进行评定，但评定结果仅对具有相同焊接顺序的该方法组合有效。

4）除PG和J-L045施焊位置外，任一施焊位置的工艺评定均可覆盖所有其他施焊位置，当有冲击和硬度试验要求时，冲击试样应取在焊接热输入最大的位置（一般PF位置），硬度试样应取在焊接热输入最小的位置（一般PC位置）。

5）接头形式：对接焊缝可以覆盖全熔透和部分熔透焊缝和角焊缝，当产品焊缝以角焊缝为主时，可使用角焊缝工艺评定试验；管对接可覆盖交叉角≥60°的管分支接头；T形接头仅覆盖T形和角接接头；无衬板单面焊可覆盖双面焊缝和带衬板焊缝；带衬板焊缝可覆盖双面焊缝；无背面清根双面焊缝可覆盖背面清根双面焊缝；角焊缝仅覆盖角焊缝；对于某一种焊接方法，不允许将多道焊缝变为单道焊缝（或双面单道焊缝），反之亦然。

6）焊材：当具有相同的力学性能，相同类型的药皮、药芯或焊剂，同样的标称化学成分及相同的或较低的氢含量时（根据相应标准对该种型号焊材的规定），一种型号的焊材可以代替其他型号的焊材；对于线号为111、114、12、136和137的焊接方法，当要求冲击试验时，焊材的生产商及牌号应与工艺评定试验的相同，如果要更换牌号，除了其焊材型号中必须部分相同外,还需另外焊接试板，该试板的焊接参数与先前的相同，并只需进行冲击试验；当

焊接热输入符合要求时，允许改变焊材的尺寸规格。

7）电流：电流的类型（交流、直流、脉冲）和极性应与评定试验中的相同。对于代号为111的焊接方法，当没有冲击性能要求时，交流电可以覆盖直流电。

8）热输入量：当有冲击要求时，热输入量的上限比试板焊接时热输入量高25%；当有硬度要求时，热输入量的下限比试板焊接时热输入量低25%；如果评定合格的工艺试验中既有高热输入量又有低热输入量，则中间的热输入量皆为合格。

9）其他：预热温度应不小于工艺评定试验开始时的预热温度；层间温度应不大于工艺评定试验中的最大层间温度；消氢处理的温度和时间不应减少，后热处理不应省略，但可以增加；不允许增加或减少焊后热处理；对于沉淀强化的材料，其焊前热处理状态不允许改变。4焊工考试

欧洲标准对于焊工考试的规则同焊接工艺评定一样，也是根据焊工在考试中使用的焊接方法、母材形式（板或管）、规格、材料分组、焊材类型及焊接位置等要素对焊工进行评定，并对焊工资格的覆盖范围及资格的延续都有详尽的规定。欧洲标准比较重视对过程的控制，如BSEN287对焊工操作技能考试的规定中，特别强调根部焊缝和盖面焊缝要停弧一次，并做标记，以备对该处重点检测。考察焊工的接头处理能力，还有对于根部焊缝和盖面焊缝，不许砂轮打磨，只允许采用钢丝刷或焊渣铲清除焊渣，以考察焊工的打底、盖面的基本技能，这些在国内相关标准中都未曾涉及。类此种种，不一而足，由于篇幅有限，不再赘述。5焊接质量控制

生产中焊接质量的控制主要是通过外观和无损检测来进行控制的，欧洲标准对于焊缝的外观检测相当重视，甚至认为其作用要高于其他无损检测方法，并且要求检测人员具备由欧盟或美国AWS颁发的资格证书。无损检测主要包括超声、磁粉、射线等方法，涉及到的标准如前所列，从设备、材料到方法，以及验收标准都有详尽的规定。

令人印象很深的是欧洲标准对操作细节的规定，如超声波检测BSEN583－2标准，它是关于超声波探伤仪时基线和灵敏度调整的标准，探伤仪时基线和灵敏度的调整是A型显示超声波探伤仪最基本的操作技能，关系到缺陷定位、定量、定性的准确性和检测结果的可靠性。而曲面试件的横波探伤（包括管、棒、椭圆封头及管座类试件），涉及到参考试块和参考反射体类型、尺寸的选择，斜探头接触面的修整，探头入射角、折射角及曲底面声束入射角的测定，也涉及到在凸曲面或凹曲面上扫查时，缺陷深度和水平位置的修正计算，以及检测灵敏度的传输修正等问题。

对这些关键技能的运作与校验，国内相关标准（如GB11345和JB4730等）均未展开细述，因此，研读BSEN583—2标准，能给人一种茅塞顿开的感觉。当然其他标准中，也都有许多值得我们学习的地方，如在超声波验收标准BSEN1712中，对于回波超过判废线（RL）的不连续的判定，如果确定该不连续不是危害性缺陷，则仍可以根据不连续的指示长度和回波高度判断是否合格。而在国内标准中（如GB11345），只要超过判废线（RL）皆判定为不合格缺陷，相比而言，欧洲标准的这一规定更科学、合理，减少了不必要的返修对焊缝可能造成的更多伤害。

6结语

焊接工艺评定篇3

关键词船舶制造业；焊接工艺；评定实施

中图分类号U66文献标识码A文章编号1674-6708（2011）56-0049-02

在现代造船业中，焊接技术是一项重要的技术，总工时占到船舶建造工时量的40%左右，焊接质量与船舶的整体质量密切相关，研究数据显示，35%以上的脆断事故与船舶制造中焊接质量不过关具有直接联系，焊接质量问题成为了当前影响船舶生产质量的重要方面。因此，开展焊接工艺评定试验评价正确性与成效性，及时找出缺陷并进行控制与弥补，对于促进船舶制造业良好发展具有重要的作用。

1船舶制造中焊接工艺认可规定

在船舶制造业生产中，应当开展焊接工艺评定试验，一般是针对既定的母材与焊接材料，采取相关工艺进行焊接以后，以焊缝检验和热影响区性能评定的方式来确定焊接工艺的科学性与实用性。焊接工艺评定对于保证后续焊接工序和工艺质量事关重大，船级社对新焊接工艺采用具有严格规定，都要进行评定，国内船级社《材料与焊接规范（2006）》对此提出了明确要求，规定船舶与海上设施以及船用产品，必须在事先对运用的新材料以及焊接新工艺开展焊接工艺评定实验，确焊接工艺达标。

2船舶制造中焊接工艺评定实施

1）提出评定实验方案。开展焊接工艺评定之前，船舶制造厂商应当联系船舶焊接工作实际，向船级社提交实验方案，主要应当包括造船母材与焊接材料资料、焊接设备型号参数；

2）船级社开展审查。船级社对于船舶制造企业提交的焊接工艺评定试验方案开展审查，主要包括3个方面的内容：一是审查实验项目与规范规定是否一致；二是审查试验试样的加工与规范是否吻合；三是审查结果的规定值与规范要求是否吻合。在审核结束之后，船级社应当将反馈意见提交企业进行进一步完善，积极筹备开展现场试验；

3）开展评定现场试验。现场试验应当按照审查修订后的方案进行，验船师现场见证，实验前检查母材与焊接材料与方案吻合程度，并且检查待焊试件装配、电源极性等，试验中对每一道工序的数据以及性能情况、外观情况进行详细记载，对于检测不合格工序，除力学性能外，应当重新开展工艺评定试验；

4）签发工艺评定证书。在结束现场工艺评定试验之后，由船舶制造企业依据试验数据编制实验报告，上报船级社审核合格后，由船级社签发焊接工艺认可证书。

经过船级社签发证书的焊接工艺为长期有效，但是企业在对批准的焊接工艺进行改动时，应当出具详细材料上报船级社，由船级社依据实际情况决定是否重新进行评定实验。

3船舶制造企业在焊接工艺中的常见问题

钢质船体焊接缺陷可以分为外部与内部缺陷，外部缺陷主要为只存不符合规定、咬边、焊瘤、弧坑以及表面有气孔和夹渣等，内部缺陷主要包括气孔、夹渣以及焊接裂纹和未焊透等，影响焊接质量的因素很多，例如钢材与焊条质量、设备与技术、装配精密度和天气状况等，任何一个环节处理不当都会影响焊接质量，要求操作人员针对缺陷原因进行针对性预防，提高焊接质量。船舶制造企业经常出现些列问题，应当引起重视。

一是片面追求速度，加大焊接电流形成气孔。焊接过程中，坡口边缘不净、低氢型焊接电弧太长、速度太快以及埋弧自动焊电压太高，容易导致气孔。应当对坡口边缘进行清理，埋弧焊确定合理工艺参数，降低焊接速度，提高焊接质量；

二是未能有效预热，导致街头根部未能熔透。待焊工件需事先预热不到位，会导致未焊透降低焊接缝强度，应当科学确定坡口尺寸、焊接电流、焊接速度，清理坡口表面，彻底封底焊清根，恰当摆动运条；

三是夹渣清理不力，降低焊接强度和致密性。焊缝出现夹渣会导致焊缝的强度和致密性大大降低，应当仔细观察坡口两侧熔化状态，及时进行清理，并注意埋弧焊不要焊偏；

四是焊接材料不当，影响整体焊接工艺效果。焊接材料功能不到位会降低焊接质量，应当按照工艺规定选取符合规格与参数的材料，并保证气体气流量与纯度达标，为焊接成效提高奠定基础；

五是层温控制不佳，产生船体制造焊接裂纹。不按照评定的工艺控制层间温度，能够导致焊接裂缝，严重的会造成结构破坏。在焊接中要严格遵守工艺规定，合理安排速度，选择科学的焊接工艺，焊接后应当开展检查，及时采取修补措施。

4有效提高焊接质量的对策建议

一是要科学编制审批受控文件。船舶生产制造企业专门技术人员，要结合企业生产实际，组织焊接工艺评定试验，提请船级社开展焊接工艺评定活动。在通过审核批准之后，依据船级社签发的焊接工艺评定证书以及相关实验报告，进行岗位焊接作业指导书与操作规定等材料的编撰工作。在此基础上，企业相关管理人员对于岗位焊接作业指导书与操作规定开展审批，使其成为船舶制造质量体系的重要受控文件；

二是要严格执行质量控制标准。船舶制造企业的一线装配与焊接工作人员，要严格按照岗位焊接作业指导书与操作规定进行规范性操作，技术人员要求进行技术指导，企业质量主管部门应当组织专门力量开展检查与评估工作，对岗位焊接作业指导书与操作规定执行情况与成效进行督查，梳理执行过程中出现的各种问题并采取针对性措施进行改进。船级社验船师在船舶制造过程中要进行检查，确保焊接工艺按照批准规定执行，重要构件建造中还要进行焊缝产品性能试验，验证焊接工艺执行成效；

三是要及时弥补存在焊接缺陷。对于检测与督查过程中发现的焊接质量问题，一定要及时开展纠正，采取针对性补救措施来提高焊接质量，为船舶的整体质量奠定基础。

焊接是钢质船舶建造的重要工序，焊接质量对于船舶性能至关重要，一定要坚持焊接工艺评定试验制度，并针对当前船舶生产焊接工艺中出现的问题，进行优化与改进，促进船舶制造业良好发展。

参考文献

[1]王冰，李勇.国外船舶焊接技术发展近况[J].舰船科学技术，2009(5).

[2]倪慧锋.船舶焊接技术应用现状[J].现代焊接，2007(11).

[3]方臣富.船舶焊接设备的应用现状及发展[J].现代焊接，2006(10).

焊接工艺评定篇4

自我国加入WTO后，经济已越来越深的融入到世界经济中，各行业都处于世界范围内的行业竞争。出口的产品越来越多的在合同技术条款里要求采用国际标准，或要求通过相应的国际体系认证。笔者曾在西南一家水电机械设备公司工作，在出口北欧丹麦的风机金属结构产品中，业主就要求焊接产品必须通过ISO3834-2国际焊接质量体系认证。笔者作为一名国际焊接工程师，组织参与了整个认证工作，下面就结合认证谈一谈ISO3834-2国际焊接质量体系认证（后简称体系）及对相关焊接标准的理解。

关于ISO3834标准

ISO3834是国际焊接学会（IIW）制定的国际性焊接质量体系标准，它规定了金属材料熔化焊焊接方法的质量要求，用于确保制造商在其焊接活动中采取良好实践以保证焊接产品的质量。ISO3834可以与ISO9001:2000配合使用，或者单独使用。在第一种情况下，它提供了制造商质量管理中各种要素的补充细节。在后一种情况下，它保证制造实施工厂控制体系，从而在制造产品的焊接控制中获得良好实践。ISO3834按质量等级要求不同，分为ISO3834-2，ISO3834-3，ISO3834-4三个部分。企业可根据具体产品标准、规范或合同，针对质量要求的等级，选择ISO3834相应的部分，各部分具体要求见表1。ISO3834-2为第二部分：完整质量要求。要求企业必须先取得ISO9001质量管理体系认证，是质量等级要求最高的部分。

体系认证由国际焊接学会授权的认证机构进行专业认证。

焊接管理人员资质

体系中最显著的一点就是要求制造商具备符合《焊接管理、任务和职责》（ISO14731）规定的焊接管理人员(即在制造商从事焊接过程中，可以胜任的具有良好实践的人员)。按认证咨询要求，ISO3834-2国际焊接质量体系认证中的资质人员必须至少满足：一名国际焊接工程师（IWE）、二名无损检验人员(UT、RT、PT、MT中的两者，且为欧标或国际标准资质)，并满足生产需要。

国际焊接工程师(IWE)是ISO14731标准（等同于欧洲标准EN719）中所规定的最高层次焊接技术人员和质量监督人员，是与焊接相关企业获得国际焊接体系、生产制造等认证的重要要素之一，在焊接生产中起着极其重要的作用。

国际焊接工程师和无损检验人员都必须通过国际焊接学会授权的机构培训和考试，才能具备相应的资格。目前国际焊接工程师和无损检验人员培训和考试都是由国际焊接学会授权的哈尔滨焊接技术培训中心组织实施。

焊接工艺评定

体系要求的焊接工艺评定所涉及的主要标准如下：

《金属材料焊接工艺规程及评定-焊接工艺规程WPS》ISO15609；

《金属材料焊接工艺规程及评定-基于预生产焊接试验的评定》ISO15613；

《金属材料焊接工艺规程及评定-焊接工艺评定试验，共13部分》ISO15614；

《焊接-金属材料分类指南》ISO15608/TR

《焊接-钢、镍、钛及其合金的熔化焊接头(高能束焊接头除外)-缺欠质量分级》ISO5817。

上述标准对材料分组、焊接方法和焊接位置、母材认可范围、焊缝材料厚度和焊缝熔敷厚度的认可范围、焊缝试验要求、评定合格判定等都有详细规定，在工艺评定过程，按要求进行就可以了。本次体系认证，工艺评定是在公司组织实施，由于哈尔滨焊接技术培训中心实验室是部级，同时也是专业性公司，所出具的证书更具有权威性，故试件试验和焊接工艺评定报告（WPQR）委托哈尔滨焊接技术培训中心进行。

在实施工工艺评定时，应根据焊接产品所用的母材组别、焊接材料、母材厚度、接头型式、焊接位置来确定焊接评定采用的母材组别、母材厚度、焊接材料、接头型式，并尽可能的使覆盖范围更宽，以减少不必要的工艺评定，节约生产成本，同时也方便管理。

焊工考试

焊工考试按《欧洲熔化焊焊工考试标准》(EN287)（等同于国际焊接标准ISO9606）进行，焊工考试组织和实施由公司自己进行，试件评定和资格授予也委托哈尔滨焊接技术培训中心，焊工取得的证书为欧洲焊工资格证书。

标准对材料分组、焊接方法和焊接位置、母材认可范围、焊缝材料厚度和焊缝熔敷厚度的认可范围、焊缝试验要求、评定合格判定等都有详细规定。

在EN287焊工考试标准中，对焊工的有效期和日常的管理要求有原则规定。具体应根据相应要求和公司自己的实际情况，制定具体的管理程序。

本标准规定焊工的有效期为两年，计算之日从焊工考试日期并合格的时间算起，并且雇主的焊接主管(或负责)人员每六个月作一次确认，确定该焊工在最初的认可范围内持续工作。实际管理中是在相关的工作记录支持下开展的。由焊接主管在焊工证书背面每间隔六月签字确认。在焊工认可的两年期满，可申请延期一次，这样可减少因重新考证而产生的费用和对正常生产的影响。

关于延期的条件必须满足：（1）所有用于支持延期的记录和证据，具有可追溯性和完整性，并与生产中所使用的焊接工艺规程一致；（2）用于延期的证据充分；（3）焊缝满足规定的合格缺陷

等级。

工作试件

体系认证还要求每名从事生产焊工必须焊接工作试件。工作试件给企业提供了一个简单的、快捷以及节省成本的途径来检查焊接结构，焊接工艺流程，焊接人员的技术以及焊缝质量。认证企业可以以最小的消耗呈献给客户和监控机构一个有效的结果。当焊接的焊缝没有被焊接测试覆盖或焊接工作要求特殊时，就要求焊工焊接工作试件来考核，同时工作试件还可用来考核操作工和装配工是否合格。

工作试件在生产计划时确定下来并被录入测试计划或其它焊接技术文件中。工作试件存档应在焊接生产前进行，包括焊接工艺文件、试件宏观试样(或微观检查)的图片文挡和测试报告等，所有文档应由焊接主管签字确认，并在每六个月签字确认。

认证过程

负责公司体系认证的机构是德国焊接与培训研究所(SLV)，认证主要为三方面：一是认证文件审查；二是焊接监督人员的考核；三是焊接车间审查。

认证文件主要包括两个方面，一是资质文件，二是体系文件。资质文件如前文所述的焊接人员资质、焊接工艺评定的审查。焊接人员资质要求焊接主管必须为国际焊接工程师。焊工为按欧洲标准考试合格的焊工，每一种焊接方法必须具备两名以上的合格焊工，同时焊工取得的合格项目必须满足实际生产需要，这种需要包括焊接母材、焊接材料和焊接位置等。另外无损检验人员必须为PT、UT、RT、MT之中的不少于两项的Ⅱ级以上的合格资质，认证审查时要求验证书原件。焊接工艺评定的各项测试报告要求为具有部级实验室出具的合格报告书。评审时，认证机构按合同技术要求和设计技术要求，对照焊接工艺评定报告和焊工证书，评价是否符合要求。体系文件主要指认证企业为使焊接活动处于受控标准下而制定的各种文件，主要包括焊接活动中的组织结构、焊接活动的控制性文件。在组织结构中要求焊接主管（国际焊接工程师担任）必须是独立的可以监督焊接活动全过程，并由企业最高代表给予授权，同时焊接主管也应对下一级的焊接监督人员进行授权。合同评审一般由合同部组织进行，设计评审由焊接主管组织相关焊接职能部评审，评审公司焊接车间是否具备该产品的焊接能力。

焊接监督人员考核，首先是在专业知识方面的考核，比如相关国际焊接标准、在实际生产中要使用的标准，另外还包括对焊接检验方法考核。其次是实际考核，主要是现场让焊工按照焊接工艺要求焊接试件，焊接后由认证机构人员要求焊接监督人员对试件按《焊接-钢、镍、钛及其合金的熔化焊接头(高能束焊接头除外)-缺欠质量分级(ISO5817)》进行外观和破断面评判(包括使用焊接检验尺)。同时在焊接车间审查过程中，对焊接监督人员的考核也随时进行。

焊接车间现场评价方面，主要包括三方面：一是焊接母材存放；二是焊接环境；三是焊接过程。焊接母材主要包括焊接母材的存储和焊接母材的可追溯性。历次都重点检查了焊接母材的可追溯性，从母材采购到焊接产品交付客户使用，每件焊接母材和焊接填充金属都应能实现可追溯。这就涉及到产品的标识问题，在车间实际操作中，标识的工作量是非常繁琐和巨大的。对焊接环境的要求也很高，根据要求，目前国内的大部份焊接企业的生产环境与国际标准要求差距还是比较大的。它对焊接设备、焊接半成品和成品、焊接场地环境要求都非常高。甚至严格到对最后焊接产品的摆放都要求整齐划一，同时焊机工作线和焊接电缆和风气管也都要求摆放整齐划一。要求将各种功能区域划分开，并做出明显区分标识。在焊接过程对焊接操作的要求也是非常严格的，要求定位焊的最小长度为50mm，当焊接母材厚度不足12mm时，定位焊长度≥厚板4倍。为去除轧制氧化层对焊缝质量的影响，所有焊缝两侧20mm均要求打磨出金属光泽后方才可施焊。外方在车间检查时是非常认真的，德方负责认证的人员检查出许多细节问题，比如焊工焊接时导电嘴与焊丝直径不匹配、气体喷嘴里飞溅多、焊接用气管老化等。每次在车间检查时，都对焊接参数均仔细核对，看是否符合焊接工艺规程要求(WPS)。总之对影响焊接质量的各种因素，都在认证审查的检查项目内。

体系证书

质量体系认证由国际焊接学会授权的认证机构-德国杜伊斯堡焊接与培训研究所(SLV)进行，哈尔滨焊接技术培训中心提供认证的咨询、前期认证审查。初次认证一般经过认证咨询，然后资格预审，中间审查，最后正式审查过程。最后审查由德国SLV从德国派具有资质的审查员来企业现场评审，根据评价结果授予三年到半年不等的有效时间。在证书有效期内，每年还将进行一次年度评审，检查企业的焊接活动是否符合体系要求。

证书上详细列出了认证时间和有效期、认证车间、焊接活动的范围、焊接主管（IWE）的英文姓名和证书编号等。

焊接工艺评定篇5

鉴于压力容器和管道涉及到许多重要的工业部门，其中包括火力、水力、风力，核能发电设备，石油化工装置，煤液化装置、输油、输气管线，饮料、乳品加工设备，制药机械，饮用水处理设备和液化气储藏和运输设备等，焊接技术的内容是相当广泛的。本文因篇幅所限，仅就锅炉、压力容器和管道用钢，先进的焊接方法和焊接过程机械化和自动化三方面的新发展作如下概括的介绍。

1、施工人员组织

施工单位必须取得相关压力管道安装的许可证，具备压力管道安装要求的能力，有与安装工作相适应的专业人员，其中质检人员和焊工必须取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书。

2、施工机具准备

2.1焊机电源及焊机的选择

电弧能否稳定的燃烧是获得优良焊接接头的主要因素，电弧稳定燃烧时焊接电源的基本要求：①具有合适的外特性；②具有适当的空载电压；③具有良好的动特性；④具有良好的调节特性。选择电焊机时应当根据电焊机的主要用途，电源电压，功率以及焊接材料的特性进行。

2.2焊接设备的管理

用于焊接的设备有电弧焊机，氩弧焊机，焊条烘干箱、保温桶等，在确定设备的基础上，对焊接设备按《设备控制程序》进行控制，并有完好和专管标识。同时，对每台设备的性能和能力进行检查，每台用于检测焊接设备的电流表、电压表均须完好，准确，可靠，并有周检合格标识。

3、施工中的材料准备

焊接材料是压力管道焊接质量的基本保证条件，压力管道用焊材经检查、验收合格后，方能登记入库。企业应设焊材一级库，项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、去湿的必要条件，入库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备，设备上的各种仪表应在周检期内使用。现场焊条烘干，应有专人负责，详细记录烘干的温度和时间，填写《焊条（剂）烘干与恒温存放记录》。根据领料单发放焊材，详细填写《焊材领用和发放记录》，焊工每次领用的焊条应放在保温桶内，每只筒只能领用同一牌号的焊条，以防错用，且数量不应超过3Kg，存放时间不应超过4h，逾期应重新进行烘干，重复烘干次数不得超过两次。

4、压力管道的焊接方法和工艺

4.1焊前技术准备工作

焊接前编制压力管道焊接作业指导书，进行焊接工艺评定和填写焊工工艺卡。焊接技术人员应当根据工程概况，编制焊接作业指导书，拟定技术措施，制定焊接方案。凡施焊单位首次采用的钢种、焊接材料和工艺方法，必须进行焊接工艺评定，用以评定施焊单位是否有能力焊出符合产品技术条件所要求的焊接接头，验证施工单位制定的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，应在工程焊接之前完成。归档的焊接工艺评定报告应包括下列内容：①焊接工艺评定任务书；②焊接工艺评定指导书；③施焊记录；④焊接工艺评定报告；⑤附件：管材，焊材质保书或复验报告，外观检查记录，无损检测报告，物理性能试验报告（包括拉伸、弯曲、冲击韧性、金相等），热处理报告。

当评定不合格时，应分析原因，并修正不合理的参数，重新拟定工艺后，再进行评定，直到合格为止。最后完成的焊接工艺评定报告，经施焊单位技术总负责人审批后，编制“焊接工艺卡”，用于生产中指导焊接工作。

4.2压力管道焊接方法和工艺

氩弧焊即氩气保护焊，可以获得良好的焊接接头，返修率低，易于保证工程质量，目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢和合金钢焊接接头的根部焊道焊接。电弧焊即手工电弧焊，是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。电弧焊是适应性很强的焊接方法，可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接，是压力管道焊接中的主要焊接方法。

选用氩弧焊打底，由下往上施焊，点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。整个底层焊缝必须均匀焊透，不得焊穿。氩弧打底必须先用试板试焊，检查氩气是否含有杂质。氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。以防刮风影响焊缝质量。底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨，严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。底部施焊完后，清除熔渣，飞溅物，并进行外观检查，发现隐患必须磨透清除后重焊，焊缝与母材交接处一定清理干净。中层焊缝厚度应为焊条直径的0.8～1.2倍，运条选用直线型。严禁在焊缝的焊接层表面引弧。该层焊接完毕，将熔渣、飞溅物清除后进行检查，发现隐患必须铲除后重焊。

焊缝焊接过程中，设专人记录，对每个焊缝的材质，管道规格，焊接过程中的电压、电流、时间，焊工编号及姓名，外界温度，焊前预热及焊后热处理进行详细记录。焊缝焊接完毕后，对焊缝进行编号，在每道焊缝处都加盖焊工钢印号，以便后期检查及对焊工进行考核。

5、厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备

德国Babcock-Borsig公司与瑞典ESAB公司合作于1997年开发了一台大型龙门式全自动自适应控制埋弧装备。专用于、厚壁容器筒体纵缝和环缝的焊接。自1998年正式投运至今使用状况良好，为了型厚壁容器对接缝的自动埋弧焊开创了成功的先例。

在焊接过程中激光图像传感器连续测定接头的外形尺寸，测量数据通过计算机由智能软件快速处理，并确定所要求的焊接参数和焊头位置。也就是说每焊道的尺寸和焊道的排列是由系统的软件以自适应的方式控制的。

多年的使用经验表明，该装备不仅大大提高厚壁容器的焊接生产率，而且确保形成无缺陷的厚壁焊缝，同时显著降低了焊工劳动强度，改善了工作环境。

5、1厚壁管件全自动多站焊接装置

火力和核电站的主蒸汽管道，其壁厚已超过100mm，焊接工作量相当大，迫切需要实现焊接生产的全自动化，以提高生产率。每个焊接工作站由焊接操作机，翻转机构，滚轮架，夹紧装置和焊接机头及焊接电源等组成。所有的焊接工作站由中央控制器集成控制。适用的管径范围为139~558mm，壁厚18~100mm.管件长度大于1800mm.可全自动焊接直管对接，直管与弯管接头，直管与法兰以及直管与端盖对接接头。焊接方法采用窄坡口热丝TIG焊。

在该自适应控制系统中，采用黑白摄像机检测坡口边缘的位置。采用彩色摄像机监控电弧和填充丝的位置。通过检则焊丝加热电流控制填充丝的垂直方向的位置。这种控制方法是利用黑白摄像机的图像，经过计算机图像处理，确定内外边缘的照度差。当焊接条件变化时，系统将自动调整摄相机快门的曝光时间。以达到给定的照度，使焊枪始终保持在焊接开始时调整好的位置。

5、2大直径管对接全位置自TIG焊机

大直径管对接的全位置TIG焊是一项难度很大的焊接作业，培养一名技能高度熟练的焊工需要耗费大量的人力和物力，而且产品的焊接质量还取决于焊工自身多年积累的生产经验。为了克服对焊工技能的依赖性，消除人为因素对产品焊接质量的不利影响，产生了开发模拟高级熟练焊工的智能和操作要领的全自动焊管机的想法。

6、结束语

压力管道的质量控制是环环相扣的，只有认真按照规范、规程进行操作，人尽其责、物尽其用，遵循实事求是的工作思想才能最终取得良好的施工质量。

参考文献：