中外焊接工艺评定方法以及焊接工艺规程和焊接工艺评定的标准体系

'中外焊接工艺评定方法以及焊接工艺规程和焊接工艺评定的标准体系朱海鹰辛忠智辛忠仁（中国化工装备协会，北京100011）杨智茗（四川省新德机械有限公司，成都610207）摘要：本文阐述了中外五种焊接工艺评定的方法和标准，对焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标准和国际标准体系进行综合分析对比，明确了我国压力容器焊接工艺评定方法类别。关键词：焊接工艺评定焊接工艺规程中外标准压力容器1焊接工艺评定以及相关术语介绍1.1焊接工艺评定按照JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》，焊接工艺评定是：为使焊接接头的基本使用性能符合规定，对所拟定的焊接工艺规程（WPS）进行验证性试验和结果评价。按照GB/T3375《焊接术语》，焊接工艺评定是：在新产品、新材料投产前，为制定焊接工艺规程，通过对焊接方法、焊接材料、焊接参数等进行选择和调整的一系列工艺试验，以确定获得标准规定焊接质量的正确工艺。1.2焊接工艺规程（WPS）按照JB4708，焊接工艺规程（焊接工艺指导书）是：为验证性试验所拟定的，经评定合格的，用于指导产品施焊的焊接工艺文件。按照GB/T3375，焊接工艺规程是：根据焊接工艺评定报告，并结合实践经验而制定的直接指导生产的技术细节文件。它包括对焊接接头、母材、焊接材料、焊接位置、预热、电特性、操作技术等内容进行详细的规定，以保证焊接质量的再现。1.3焊接工艺预规程（PWPS）按照GB/T19866《焊接工艺规程及评定的一般原则》，焊接工艺预规程是：待评定的焊接工艺规程。1.4焊接工艺评定报告（PQR）按照JB4708，焊接工艺评定报告（PQR）是：记载验证性试验及其检验结果，对拟定的焊接工艺规程进行评价的报告。按照GB/T19866，焊接工艺评定报告（PQR）是：在焊接工艺评定过程中，记录有关试验数据和结果的文件。2焊接工艺评定方法分类在GB/T19866《焊接工艺规程及评定的一般原则》中，将焊接工艺评定方法分为五大类。这五大类方法是：2.1基于焊接工艺评定试验该方法规定了如何通过标准试件的焊接和检验评定焊接工艺。当焊接接头的性能对使用具有关键影响时，应采用此方法进行焊接工艺评定。GB/T19869.1《钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验方法》规定了钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验方法。2.2基于试验焊接材料的工艺评定该方法规定了如何通过焊接材料试验评定焊接工艺。这种评定方法适用于焊接过程中不会明显降低热影响区性能的那些母材。GB/T19868.1《基于试验焊接材料的工艺评-18- 化工装备技术应用与发展定》规定了采用焊接材料试验的评定方法。该方法适用于钢的电弧焊、等离子弧焊和气焊，铝及铝合金的熔化极惰性气体保护电弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊和等离子弧焊。2.3基于焊接经验的工艺评定该方法规定了如何通过以前的焊接经验和展示以前合格的焊接能力评定焊接工艺。制造商可以通过参照以前的经验评定焊接工艺，其条件是有真实可信的文件证实以前曾令人满意地焊制了相同种类的接头和材料。只有从以前经验中获知焊接工艺确实可靠时，才可用此方法。GB/T19868.2《基于焊接经验的工艺评定》规定了利用焊接经验进行评定的方法。该方法原则上适用于金属材料的焊接。2.4基于标准焊接工艺规程的工艺评定该方法规定了如何使用标准焊接工艺规程评定焊接工艺。如果所有参数范围都处于某个标准焊接工艺规程允许范围之内，制造商编制的预焊接工艺规程（PWPS），则可认为已评定合格。标准焊接工艺规程应按照相关标准进行焊接工艺评定试验，然后以WPS或PWPS的形式颁布为规程。标准焊接工艺规程的颁布和修改应经过原考评考官或考试机构的同意。标准焊接工艺规程的应用也受使用者条件的约束。GB/T19868.3《基于标准焊接规程的工艺评定》规定了利用标准焊接工艺规程进行评定的方法。该方法适用于钢、铝及铝合金、铜及铜合金、镍及镍合金的焊接。2.5基于预生产焊接试验的工艺评定该方法规定了如何使用预生产焊接试验评定焊接工艺。该方法仅对某些焊缝性能在很大程度上依靠某些条件（如尺寸、拘束度、热传导效应等）的焊接工艺时，这种方法是可靠的评定方法。当标准试件的形状和尺寸无法代表实际的焊接接头（如薄壁管与壳体的焊缝）时，可使用预生产焊接试验进行评定。在此情况下，应制作一个或多个特殊试件以模似生产接头的主要特征。试验应在生产之前并按照生产条件进行。试件的试验和检验应按照有关标准进行，而且可以按接头性质用特殊试验补充或替代。GB/T19868.4《基于预生产焊接试验的工艺评定》规定了利用预生产焊接试验进行评定的方法。该方法适用于金属材料的熔化焊和电阻焊。3焊接工艺评定方法分类表焊接工艺评定方法分类表见表1。4焊接工艺规程和焊接工艺评定的标准体系4.1焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标表1焊接工艺评定方法分类表不适用。材。有关材料和其他参数的更多限制由GB/T19868.1规定。相似。具体要求见GB/T19868.2。产。具体要求见GB/T19868.4。-19-序号焊接工艺评定方法应用说明1基于焊接工艺评定试验应用广泛。但当焊接工艺试验与实际焊接接头的形状、拘束度和可比性不相符时，2基于焊接材料试验的工艺评定仅限于被评定的焊接工艺使用的焊接材料。焊接材料试验应包括生产中使用的母3基于焊接经验的工艺评定限于以前用过的焊接工艺，该工艺的大量焊缝在项目、接头和材料方面与现有工件4基于标准焊接工艺规程的工艺评定与焊接工艺试验的评定相似，限定范围内见GB/T19868.3。5基于预生产焊接试验的工艺评定原则上可以经常使用，但要求制造商准备符合生产条件下的试件，适合于批量生 化工装备技术应用与发展准体系焊接工艺评定试验4.1.9GB/T19868.1-2005基于试验焊接材料的工艺评定4.1.10GB/T19868.2-2005基于焊接经验的工艺评定4.1.11GB/T19868.3-2005基于标准焊接规程的工艺评定4.1.12GB/T19868.4-2005基于预生产焊接试验的工艺评定焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标准体系见表2。焊接工艺规程和焊接工艺评定涉及到的国家标准有：4.1.1GB/T3375-94焊接术语4.1.2GB/T5185-2005焊接及相关工艺方法代号4.1.3GB/T19866焊接工艺规程及评定的一般原则4.1.4GB/T19867.1电弧焊焊接工艺规程4.1.5GB/T19867.2-2008气焊焊接工艺规程4.1.6GB/T19867.3-2008电子束焊焊接工艺规程4.1.7GB/T19867.4-2008激光焊焊接工艺规程4.1.8GB/T19869.1-2005钢、镍及镍合金的表2焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标准体系4.2焊接工艺规程和焊接工艺评定的国际标准体系4.2.1表3提供了焊接工艺规程和焊接工艺评定的国际标准体系。这些标准将陆续颁布实施，并根据情况及时转化为我国的国家标准。4.2.2相关国际标准（1）ISO15607-2003焊接工艺规程及评定的一般原则GB/T19866-2005焊接工艺规程及评定的一般原则是等同采用ISO15607编制。（2）ISO15608-2005用于焊接的金属材料的分类指南GB/T19867.1、GB/T19867.2和GB/T19867.3中的金属材料分类采用ISO15608的分类方法。（3）ISO15609-1：2004金属材料电弧焊焊接工艺规程GB/T19867.1-2005电弧焊焊接工艺规程是等同采用ISO15609-1编制。-20-方法电弧焊气焊电子束焊激光焊电阻焊螺柱焊摩擦焊一般原则GB/T19866分类指南GB/T19867.1GB/T19867.2GB/T19867.3////WPSGB/T19867.1GB/T19867.2GB/T19867.3GB/T19867.4///试验焊材GB/T19868.1/以前的焊接经验GB/T19868.2标准焊接工艺规程GB/T19868.3/预生产焊接试验GB/T19868.4/焊接工艺评定试验GB/T19869.1/ 化工装备技术应用与发展表3焊接工艺规程和焊接工艺评定的国际标准体系（4）ISO15609-2：2001金属材料气焊焊接工艺规程GB/T19867.2-2008气焊焊接工艺规程是等同采用ISO15609-2编制。（5）ISO15609-3：2000金属材料电子束焊焊接工艺规程GB/T19867.3-2008电子束焊焊接工艺规程是等同采用ISO15609-3编制。（6）ISO15609-4：2000金属材料激光焊焊接工艺规程GB/T19867.4-2008激光焊焊接工艺规程是等同采用ISO15609-4编制。（7）ISO15609-5：2001金属材料摩擦焊焊接工艺规程。（8）ISO15610：2003基于试验焊接材料的工艺评定GB/T19868.1-2005基于试验焊接材料的工艺评定是等同采用ISO15610编制的。（9）ISO15611：2003基于焊接经验的工艺评定GB/T19868.2-2005基于焊接经验的工艺评定是等同采用ISO15611编制的。（10）ISO15612：2003基于标准焊接规程的工艺评定GB/T19868.3-2005基于标准焊接规程的工艺评定是等同采用ISO15612编制的。（11）ISO15613：2004基于预生产焊接试验的工艺评定GB/T19868.4-2005基于预生产焊接试验的工艺评定是等同采用ISO15613编制的。（12）ISO15614-1：2003金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第1部分：钢的电弧焊和气焊、镍及镍合金的电弧焊GB/T19869.1-2005钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验是等同采用ISO15614.1编制的。（13）ISO15614-2：2000金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第2部分：铝和铝合金的电弧焊。（14）ISO15614-3金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第3部分：铸铁的电弧焊焊接工艺试验。（15）ISO15614-4：2000金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第4部分：铝和铝合金的电弧焊。-21-方法电弧焊气焊电子束焊激光焊电阻焊螺柱焊摩擦焊一般原则ISO15607分类指南ISO/TR15608不适用ISO/TR15608WPSISO15609-1ISO15609-2ISO15609-3ISO15609-4ISO15609-5ISO14555ISO15620试验焊材ISO15610不适用以前的焊ISO15611ISO15611ISO15611接经验ISO14555ISO15620标准焊接ISO15612/工艺规程预生产焊ISO15613ISO15613ISO15613接试验ISO14555ISO15620焊接工艺ISO15614ISO15614:ISO15614:-7、-11ISO15614-12、-13ISO14555ISO15620评定试验-1～-10-1、-3、-6、-7 化工装备技术应用与发展（16）ISO15614-5：2000金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第5部分：钛和锆及其合金的电弧焊。（17）ISO15614-6：2000金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第6部分：铜和铜合金。（18）ISO15614-8：2002金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第8部分：管和管-管板接头焊接。（19）ISO15614-11：2002金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第11部分：电子和激光束焊接。（20）ISO15614-12：2000金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第12部分：点焊、缝焊和凸焊。（21）ISO15614-13：2002金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第13部分：电阻对焊和闪光焊。（22）ISO15620：2000焊接—金属材料的摩擦焊。（23）ISO14555：1998焊接—金属材料的电弧螺柱焊。5国家标准有关焊接工艺规程的编制、评定和使用国家标准有关焊接工艺规程的编制、评定和使用见表4。6国家标准有关焊接工艺规程编制和评定流程国家标准有关焊接工艺规程编制和评定流程见图1。7说明7.1综上所述，按照国家标准和国际标准，焊接工艺评定的方法共分为五类：基于焊接工艺评定试验；基于试验焊接材料的工艺评定；基于焊接经验的工艺评定；基于标准焊接规程的工艺评定；基于预生产焊接试验的工艺评定。7.2压力容器焊接工艺评定专业标准表4国家标准有关焊接工艺规程的编制、评定和使用（JB4708）是采用了GB/T19866-2005《焊接工艺规程及评定的一般原则》中基于焊接工艺评定试验的评定方法。7.3因为各种焊接方法的焊接工艺规程标准是编制产品焊接工艺（WPS）的基础，因此各种焊接方法的焊接工艺规程标准也就成为焊接工艺评定的基础标准。要进行焊接工艺评定之前，掌握和熟悉各种焊接方法的焊接工艺规程标准是焊接技术人员的首要工作。7.4焊接工艺评定国家标准中的专业标准是：GB/T19866-2005焊接工艺规程及评定的一般原则以及GB/T19869.1-2005钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验、GB/T19868.1-2005基于试验焊接材料的工艺评定、GB/T19868.2-2005基于焊接经验的工艺评定、GB/T19868.3-2005基于标准焊接规程的工艺评定、GB/T19868.4-2005基于预生产焊接试验的工艺评定。基础标准是：GB/T19867.1-2005电弧焊焊接工艺规程。7.5焊接工艺评定国际标准中的专业标准-22-活动结果制定预焊接工艺规程PWPS选用其中一种方法做评定以有关评定标准为基础的PQR（包括有效范围）编制焊接工艺以PWPS为基础的WPS或焊接作业指导书生产实施WPS或焊接作业指导书及焊接工艺卡 化工装备技术应用与发展图1国家标准有关焊接工艺规程编制和评定流程图是：ISO15607-2003焊接工艺规程及评定的一般原则和ISO15614-1：2003金属材料焊接工艺规程及评定—焊接工艺评定试验—第1部分：钢的电弧焊和气焊、镍及镍合金的电弧焊等以及ISO15610：2003基于试验焊接材料的工艺评定、ISO15611：2003基于焊接经验的工艺评定、ISO15612：2003基于标准焊接规程的工艺评定、ISO15613：2004基于预生产焊接试验的工艺评定。基础标准是：ISO15609-1：2004金属材料电弧焊焊接工艺规程、ISO15609-2：2001金属材料气焊焊接工艺规程、ISO15609-3：2000金属材料电子束焊焊接工艺规程、ISO15609-4：2000金属材料激光焊焊接工艺规程、ISO15609-5：2001金属材料摩擦焊焊接工艺规程。7.6压力容器焊接工艺评定的专业标准是：GB/T19866-2005焊接工艺规程及评定的一般原则和JB4708钢制压力容器焊接工艺评定。基础标准是：JB/T4709钢制压力容器焊接规程。压力容器焊接工艺评定标准体系中专业标准和基础标准是缺一不可的，基础标准用于编制焊接工艺规程（WPS），而专业标准用于对拟定的焊接工艺规程（WPS）进行验证性试验和结果评价。7.7虽然有JB/T4709《压力容器焊接规程》标准，且适用于电弧焊、气焊和螺柱焊等焊接方法，但仍缺乏压力容器焊接工艺评定的基础标准，如激光焊、电阻焊、摩擦焊等焊接方法的焊（下转第33页）-23- 化工装备技术应用与发展6.3.4安装锁紧螺母；6.3.5用扭矩扳手组合件Ⅰ拧紧接管,力矩为8N.m;6.3.6用扭矩扳手组合件Ⅱ拧紧管帽,力矩为5N.m。7结语采用上述方法圆满完成了海水淡化项目过滤器的制造，达到了设计要求的各项技术指标。按澳洲标准设计的过滤器的制造填补了国内空白，为承接同类设备提供了技术支持。参考文献[1]AustralianStandardPressurevessels—AS1210-1997.[2]AustralianStandardPressureequipment—ManufactureAS4458-1997.[3]AustraliandStandardFinegrained,weldablesteelplatesforpressureequipment—AS1548-2008.[4]ASME锅炉及压力容器规范（VIII第一册）.[5]ASME锅炉及压力容器规范（第II卷A篇）.DomesticFabricationofFilterAccordingtoAustralianStandardGaoLi(ShanghaiXiandaMersenProcessEquipmentCo.,Ltd.,Shanghai201411)Abstract:Thisarticleexpatiatesonthefabricationofthefilter,whichthematerial,headerforming,weldingstructureandthecriticalcomponentsproducedaccordingonAustralianstandardandthedesignanddrawingrequirementsabroad,introducesthespecialrequirementsofAustralianstandardcomparingwithASMEstandard.Keywords:filter,Australianstandard,substitutematerial,headerforming,weldingstructure,criticalcomponentfabrication（上接第23页）接工艺规程，不能完全满足压力容器焊接工艺评定的需要。相比之下，在焊接工艺评定标准体系中，国际标准比国内标准体系要健全。7.8值得注意的是，目前，焊接工艺评定国家标准均是等同采用相应的国际标准转化而来的。今后根据实际情况将焊接工艺规程和评定方面的国际标准陆续、及时转化为我国国家标准。ChineseandForeignWeldingProcedureQualificationMethod,StandardSystemofWeldingProcedureSpecificationandWeldingProcedureQualificationZhuHai-ying,XinZhong-zhi,XinZhong-ren(ChinaChemicalIndustrialEquipmentAssociation,Beijing100120)YangZhi-ming(SichuangXindeMachineryCo.,Ltd.,Chengdu610207)Abstract:ThispaperdiscussesChineseandForeign5kindsofweldingprocedurequalificationmethods&standards.Bycomparingandanalyzingtheweldingprocedurespecificationandweldingprocedurequalificationnationalandinternationalstandardssystem,itpointsoutthedeficiencyoftheclassificationmethodaboutweldingprocedurequalificationnationalstandardsonpressurevessel.Keywords:weldingprocedurequalification,weldingprocedurespecification,ChineseandForeignstandard,pressurevessel-33-'