现代焊接生产中的焊接工艺规程和焊接工艺评定珠海固得焊接自动化设备有限公司 陈裕川【摘要】 焊接工艺规程和焊接工艺评定是现代焊接生产中两项最重要的技术工作。本文全面系统地论述了现行焊接工艺规程的定义、形式、格式、内容、编制程序和编写方法，指出焊接工艺规程的适用性和局限性；详细地阐明了焊接工艺评定的定义、依据、工作程序和规则以及焊接工艺评定报告填报原则；说明了焊接工艺评定报告与焊接工艺规程之间的关系，焊接工艺评定的管理及其合法性和有效性；完整地介绍了国际标准规定的焊接工艺评定试验方法、试验项目和合格指标。【关键词】 焊接生产；焊接工艺规程；焊接工艺评定1 前言在现代焊接生产中，焊接工艺起着极其重要的作用，它不仅决定了产品的焊接质量，而且直接关系到焊接生产的效率和经济效益。根据焊件的结构和技术要求，设计正确而合理的焊接工艺却是一项十分艰巨的技术工作。这是因为焊接工艺的可变参数繁多，对焊接质量的影响十分复杂，且某些重要变量难以精确检测。现行的各类焊接结构制造法规、规程和相关标准都明确规定生产企业相应的焊接工艺规程，以指导焊工正确施焊产品焊缝，确保焊接质量。焊接工艺规程的作用，除了指导焊工正确选用焊接材料、焊接参数和操作技术外，也是制定焊接材料消耗定额，编制综合工艺规程以及焊接质量检验规程的依据。2焊接工艺规程的形式目前，在现代焊接结构生产中使用的焊接工艺规程有以下三种形式：第一种是专用焊接工艺规程。它只适用于某类结构特定接头的焊接，且必须经相应的焊接工艺评定加以验证。这些焊接结构的生产，大多必须接受国家质量监督部门的检查，并要求严格执行相关的国家标准或制造规程。如锅炉、压力容器、管道、船舶和重载钢结构等。这种焊接工艺规程必须由生产企业自行组织编制，不得借用其他生产企业类似的焊接工艺规程，也不得委托其他单位编制。这是因为，一方面焊接工艺规程中的各项规定必须密切结合本企业的实际生产条件；另一方面，它也是国家质量监督部门评审企业生产资格的重要证明文件之一。因此，企业必须重视并组织好专用焊接工艺规程的编制工作。第二种是标准焊接工艺规程。它是企业在积累多年焊接生产经验的基础上，为采用标准的结构材料和焊接材料，并以最通用的焊接工艺方法焊接的标准形式的接头和坡口编制的焊接工艺规程。它不再需要通过相应的焊接工艺评定加以验证，经过规定审批程序后，可直接用于指导焊接生产。第三种是通用焊接工艺规程。主要用于非承载焊件和对接头力学性能无特定要求的焊件，其编制依据是企业多年积累的焊接生产经验。对焊缝质量的要求主要是外形尺寸和外表形状应符合标准规定。因此，无需经过焊接工艺评定验证，但应按规定的程序评审。编制人员应对所适用的焊接工艺具有丰富的实践经验和专业知识, 同时在通用焊接工艺规程上，应明确规定其适用范围，包括构件的名称、规格、结构材料种类。焊接材料型号（牌号）、规格、接头型式、坡口形状、尺寸及焊缝尺寸等。通用焊接工艺规程的格式、项目和内容，基本上与标准焊接工艺规程相同，只是所规定的各焊接工艺参数范围相对较宽。以下详细阐述与专用焊接工艺规程有关的各方面内容。3 专用焊接工艺规程3.1焊接工艺规程的定义焊接工艺规程（英文名为Welding procedure specification）是一种规定焊接工艺参数，并经试验评定合格的书面文件，以指导相关人员按相应的制造法规要求焊制产品焊缝。换言之，焊接工艺规程是一种指导焊工或焊接操作工施焊产品焊缝的正式工艺文件, 也是检查产品焊缝质量的主要依据之一。在企业内部，它是一种必须强制执行的工艺文件，也是质量体系中最重要的质量文件之一。3.2焊接工艺规程的格式焊接工艺规程的格式应简洁明了, 层次分明，便于焊工使用。表1列出一种典型的焊接工艺规程格式，以供参考。焊接结构生产企业可根据自己的传统，设计符合本企业文件体系的格式，同时应注意焊接工艺规程应包含的所有项目及通用性和统一性。切忌采用多种格式，造成混乱，不便管理。3.3焊接工艺规程的内容由上节所列举的焊接工艺规程格式样表中可知，一份完整的焊接工艺规程，应当列出为焊制质量符合标准（或法规）要求的焊缝所必需的全部焊接参数。除了规定直接影响接头力学性能的重要焊接参数外，也应明确规定可能影响焊缝外观质量和外形尺寸的次要焊接参数。具体项目包括：焊接工艺方法、母材金属的类别号及牌号、适用接头厚度范围、焊接材料的种类、牌号、规格；接头型式、坡口形状和尺寸；焊前准备要求；预热温度，层间温度和后热温度；焊接电参数；保护气体种类及流量；热处理方法和工艺参数；操作技术；焊后检查方法；检验程序及要求。对于厚壁焊件或形状复杂易变形的焊件，还应规定合理的焊接顺序。对于容许加衬垫焊接的焊件，则应规定衬垫的种类、材料牌号、规格和敷设方法。如焊接工艺规程的编制者认为有必要，也可列出其他有用的焊接参数。在焊接工艺规程上还应在醒目部位列出其统一编号及相对应的焊接工艺评定报告编号，以及所焊接的产品部件名称。因焊接工艺规程也是向用户或第三方展示质量控制能力的证明文件之一，因此在表头应印上生产企业的全名，在表格末尾设责任人员签署栏，缺一不可，以示负责。3.4焊接工艺规程的编制程序焊接工艺规程的编制程序大体上可分为以下四种情况： 对于企业首次投产的新产品，应先编制焊接工艺方案，提出必要的焊接工艺评定项目，评定合格后，根据焊接工艺评定报告，编制正式的焊接工艺规程。 对于结构形状同类型，而结构材料和相配的焊接材料类别不同的焊接结构，则在产品施工图样批准生效后，提出必须进行的焊接工艺评定项目，并根据该评定报告编制相应的焊接工艺规程。 企业为提高生产效率，改进质量和降低制造成本，计划采用新工艺、新材料和新设备，则应先提出相关的焊接试验研究项目和焊接工艺评定项目，并根据该试验研究报告和工艺评定报告编制相对应的焊接工艺规程。 对于不要求作焊接工艺评定的焊件或接头，则可按产品制造技术或图样规定的技术要求，直接编制焊接工艺规程。焊接工艺规程原则上是以焊件的接头型式为单位编制的。例如：在压力容器的焊接生产中，筒体的纵缝、环缝、接管焊缝、人孔加强板焊缝等, 都应分别编制一份焊接工艺规程，如容器筒体的纵、环缝采用相同的焊接工艺方法，相同的焊接材料和相同的其他重要工艺参数。则可用一份焊接工艺评定报告，支持纵、环缝两份焊接工艺规程。如某些焊接接头需采用两种或两种以上焊接工艺方法焊成，则这些焊接接头的焊接工艺规程，应以相对应的两份或两份以上的焊接工艺评定报告为依据。3.5焊接工艺规程的编写 焊接工艺规程的编写原则编写焊接工艺规程时，通常应当遵循以下原则：.1 名词术语的标准化焊接工艺规程所用的名词术语，应统一采用国家标准GB/T3375-1994焊接术语和其他相关标准中规定的名词术语。英文技术名词和缩写，应符合美国AWS有关标准的规定。不应沿用本企业生产活动中常用的习惯语和口头语。.2 规范用词 焊接工艺规程中的用词应简洁明了、易懂、切忌用词模糊不清、含义不确切。.3 书写字迹工整焊接工艺规程以书写方式编写时，字迹应工整，简体字应符合现代汉语规范，数字不连写，英文采用印刷体，文字数字不准涂改。.4 插图标准化焊接工艺规程中插图的描绘应符合国家制图标准的规定。尺寸和公差应标注清晰、正确。焊接顺序和焊缝层次可用数字标注。焊接方向用箭头表示。.5 物理量名称及符号的标准化焊接工艺规程中所用的物理量名称及符号，应符合国家标准GB3102.18- 1993。计量单位应采用我国法定计量单位。 焊接工艺规程的编写依据焊接工艺规程的编写，应以下列国家标准、行业标准，以及有关的技术文件为依据：（1）GB/T19866-2005焊接工艺规程及评定的一般原则；（2）JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程；（3）JB/T1613-1993锅炉受压元件 焊接技术条件；（4）JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程；（5）AWSB2.1：2005焊接工艺评定和焊接技能考核标准；（6）ASME锅炉与压力容器法规2007第1X卷焊接与钎焊技术评定；（7）本企业的基础工艺标准；（8）本企业产品焊接技术条件；（9）相关焊接新材料、新工艺试验研究报告；（10）相对应的焊接工艺评定报告；（11）相对应的焊件施工图样。 焊接工艺规程编写原则 焊接工艺规程大多数选用表格的形式。格式确定后，在一段较长的时期内一般不会作改动，可将其铅印成空白表格（参见表1）。因此，编写焊接工艺规程实际上是逐行填写空格，但必须正确无误。各栏填写的方法及要点介绍如下：.1 编制单位名称编制单位的名称应以醒目的字体印在焊接工艺规程表格顶部，这一方面表明所编写的焊接工艺规程只适用于本企业，另一方面也显示其是本企业的重要质量文件之一，企业的最高管理者对其正确性负有全部责任。编制单位名称不应用简称，必须用全称。.2 焊接工艺规程编写为便于管理和检索，每份焊接工艺规程应加以编号。它可以是简单的序号，也可以用汉语拼音字母加序号的组合编号。如该焊接工艺规程要求相应的焊接工艺评定报告支持，则应在相应的空格上填写该焊接工艺评定报告的编号。 在焊接工艺规程执行过程中，如果发生所焊焊缝质量屡次达不到要求, 或焊接生产成本过高，则应及时修改焊接工艺规程。如修改的焊接参数为次要参数，或虽然需修改重要参数，但不要求作焊接工艺评定，则可将焊接工艺规程直接进行修改。因焊接工艺规程不允许作任何涂改，需修改的焊接工艺规程应重新填写，并在原编号末尾加R.1、R.2等。.3 焊接工艺方法 焊接工艺方法是焊接工艺的重要参数之一。其名称应采用标准学名，并注明焊接过程自动化的等级，如手工、机械化、自动化及全自动化等。在某些焊接接头中，要求采用多种焊接工艺方法，如厚壁管对接环缝，先采用TIG焊封底，接着以焊条电弧焊加厚，最后采用埋弧焊填充盖面，则应在焊接工艺规程上写明这三种不同的焊接工艺方法。 为简洁起见，焊接工艺方法的名称亦可采用英文缩写，但必须符合美国AWS名词术语标准，不应沿用其他国家的习惯写法，更不应自行杜撰。.4 焊接接头 焊接接头应按标准定名，并按焊件施工图样绘出坡口详图，注明坡口的主要尺寸及公差，接缝装配尺寸及公差，便于焊工和专职检查员对装配质量进行检查。如采用衬垫，也应标出衬垫的尺寸及其与焊件装配间隙的要求。焊缝符号、名称及其标注方法，应符合相应国家标准的规定。.5 母材金属 母材金属的填写方法可分下列几种情况：(1）采用标准材料。当采用纳入国家标准的结构材料时，则可填写标准规定的钢号或牌号，以及其所属的分类号和组别号。例如：所焊钢材牌号为Q235-C，其分类号和组别号为I- 1，填写方式为：钢号：Q235-C，分类号I，组别号-1。 （2）采用美国ASME或ASTM标准材料。当采用ASME法规和ASTM标准规定的结构材料时，则应填写该种材料的标准号、牌号及其所属的M类、P类别号和组别号。例如：所焊钢材的标准号为SA213，牌号为T2，P类别号为3，组别号为1，其填写方式为：钢号SA213-T2，分类及组别号P3-1。（3）采用非标准材料。当采用非标准材料或非法规材料时，除填写材料牌号或代号外，还应列出该种结构材料的化学成分和力学性能。如已对该种材料完成系统的焊接性试验，并已确定其焊接性等级，则可将其归类和分组。如未完成上述工作，可