《材料成型工程综合试验》
第三章 焊接工艺评定试验
第一节 焊接工艺评定的概念及其目的
一、焊接工艺评定的概念
根据JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》：
定义：为验证所拟订的焊件的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及对试验结果的评价，称为焊接工艺评定。
二、焊接工艺评定的目的
1、验证施焊单位拟订的焊接工艺是否正确。
2、评价施工单位能否焊出符合有关要求的焊接接头。
待评的焊接工艺由施工单位拟订。
试件要由施工本单位技能熟练的焊接人员施焊。
试件要利用施工本单位的焊接设备施焊。

三、焊接工艺评定的依据
主要依据是有关的技术标准
国外标准举例：
美国ASME《锅炉压力容器规范》中的第Ⅸ卷“焊接及钎焊评定”；
日本JISB8285-1993《压力容器焊接工艺评定试验》；
英国BS4870《焊接工艺评定试验》；
德国劳埃德船建法规中关于船体结构焊接工艺评定的规定等。
我国国内标准举例：
JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》；
JB4420-1989《锅炉焊接工艺评定》；
JB/T6963-1993《钢制件熔化焊工艺评定》；
JB/T6315-1992《汽轮机焊接工艺评定》等。

第二节 焊接工艺评定的规则
制定焊接工艺评定规则的目的：
防止漏评；
尽量减少不必要的评定。 以钢制压力容器为例，在标准中作了以下规定：

一、对须评焊缝的规定
钢制压力容器中有五种焊缝必须评定：
1、受压元件焊缝；
受压元件包括：封头（或端盖）、筒体、人孔盖、 人孔法兰、人孔接管、开孔补强圈、球罐的球壳板等。 2、与受压元件相焊的焊缝； 3、熔入永久焊缝内的定位焊缝 4、受压元件母材表面的堆焊、 补焊； 5、上述焊缝的返修焊缝。

二、对母材之间替代关系的规定
按照化学成分、力学性能和焊接性能的相近程度进行分类分组，比较相近的归为一类，更为相近的归为一组。
表3-1 钢号分类组表
`
1、组别评定规则
在同类同组的母材中，只要其中一种评定合格，该工艺适用于同组别号的其它母材。
在同类别号中、高组别号母材的评定适用于该组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头。
组别号为 VI-2母材的评定适用于组别号为II-1的母材。
2、类别评定规则
类别号为II（或组别号为VI-1、VI-2）的同钢号母材的评定适用于该类别号（或该组别号）母材与类别号为I的母材所组成的焊接接头。
三、对试件厚度有效适用范围的规定
1.试件母材为IV-2组 和σb下限植大于540MPa级的低合金钢，按表3-2和表3-3中的规定。
表3-2 试件厚度适用于焊件厚度有效范围

2.其它母材，按表3-4、3-5的规定
表3-4 试件厚度适用于焊件厚度的有效范围（横弯）

表3-5 试件厚度试用于焊件厚度的有效范围(纵弯）


四、对焊接工艺因素的分类及分析
1、焊接工艺因素的分类
（1）重要因素：影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素，例如，焊接方法、焊接材料等。
（2）补加因素：影响焊接接头冲击韧度的焊接工艺因素，如热输入，电流种类等。
（3）次要因素：对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素，如坡口形式 、坡口根部间隙等。
2、对各种工艺因素的分析
（1）焊接方法
改变焊接方法需重新评定；
当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法（或焊接工艺）时，可采用组合评定和分别评定两种方法。
例如，有一焊件、材质为16MnR，焊接接头有冲击韧度要求，用三种焊接方法焊成，如何评定？

第一种方法：组合评定法

表3-6 适用于焊件厚度的有效范围

第二种方法：分别评定法
见下图：
表3-7 适用于焊件厚度的有效范围
（2）焊缝形式
焊接接头形式包括：对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、锁底接头、端接接头等。
焊缝形式有：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝等。

对接接头 T形接头 角接接头 锁底接头 角接接头 T形接头 搭接接头 对接接头
对接焊缝 对接焊缝 对接焊缝 对接焊缝 角焊缝 角焊缝 角焊缝 角焊缝

由于任何接头都是由焊缝连接而成，同一种焊缝可以连接不同的接头,因此，焊接工艺评定时考察的对象是“焊缝”，而不是焊接接头。
规定：
对接焊缝的试件评定合格的工艺亦适用于焊件角焊缝；
板材对接焊缝试件评定合格的工艺亦适用于管材的对接焊缝，反之亦可。
管与板角焊缝评定合格的工艺亦适用于板材的角焊缝，反之亦可。
坡口形式、坡口根部间隙等一般为次

板材对接焊缝试件 管材对接焊缝试件 板材角焊缝试件 管与 板角焊缝试件
上图为对接焊缝试件 上图为角焊缝试件


（3）填充材料
包括：焊条、焊丝、焊剂和附加的填充金属等。均是重要因素。
（4）焊接位置
包括：平焊、横焊、立焊、仰焊等，通常情况下都是次要因素。只有将位置改变为向上立焊时，为补加因素。
（5）预热
包括：预热和不预热.由预热改变为不预热，或预热温度降低50摄氏度以上时，需要重新评定。
（6）气体
包括：可燃气体（例如乙炔、丙烷等）和保护气体（例如CO2，氩气等）均为重要因素。