1、焊接质量控制体系doc焊接质量的管理方法和途径吴利峰甘肃畜牧工程职业技术学院 黄羊镇 733006摘要【摘要】论文内容是焊接质量管理的方法及途径，讲述了焊接管理的要求、内容及方向，有一定的研究意义。通过对焊接管理的探讨，加强了我们对焊接技术及管理方面的基础知识，为将来从事焊接技术管理方面的工作做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。本文运用焊接质量控制方面的基础知识，首先分析焊接管理的重要意义；然后介绍了焊接质量控制的基本步骤；最后介绍了焊接的相关文件及焊接典型程序实例。本文覆盖了从焊接材料、焊工资质、焊接过程等所有与焊接质量有关的因素，比较全面的分析了如何提高焊接质量。随着焊接技术在工业活动中的应用
2、越来越广泛,焊接质量管理就会得到更快的发展。关键词【关键词】焊接管理 质量控制 工艺评定 焊接程序【Abstract】Thesis is the welding quality management methods and means, about the welding management requirements， content and direction of a certain significance. Through the management of welding， welding technology and strengthened management of the
3、basic knowledge, engaged in welding technology for the future management of the work and prepared the way and draw a more profound experience。 In this paper, welding quality control in basic knowledge, the first analysis of the importance of welding management; then introduces the basic steps of wel
4、ding quality control; Finally, the relevant documents of welding procedures and welding of typical examples. Management covers the welding material from the welding, welder qualification， welding processes and welding quality of all relevant factors, more comprehensive analysis of how to improve the
5、 quality of welding. With the welding technology in the application of industrial activities in more and more widely， welding quality control will be developed faster. 【Keywords】welding procedure qualification welding quality control management program第1章 绪论焊接广泛用于汽车、船舶、机车、桥梁、锅炉、化工设备及炼油设备等的制造和安装，焊接的好
6、坏直接影响其安全性和可靠性，一旦出现问题,其后果往往是灾难性的。因此对于焊接结构的设计、生产及检测进行全过程的质量控制,施以严格的质量管理是非常必要的，也是必须重视的。随着焊接方法和设备的不断要求更科学的焊接管理,以应对更加严格的焊接质量要求。1.1 焊接质量控制体系不同焊接结构，其工作条件、承载情况以及危害程度的不同，对焊接质量的要求也有所不同，在制造过程中对影响焊接质量的因素实施控制的项目也有所区别，但是一般要求如下：（1）对人员的要求:制造单位应按照有关规定配置足够、胜任的人员从事焊接的施工及监督、实验和检测工作.(2）对设备的要求：应根据需求来配置焊接设备、接头设备及切割设备、焊接工艺
7、设备、起重设备、焊材保证设备、清理设备、实验和检测设备。并保证设备的正常运作。（3）焊接材料的存储和保管：制造单位应根据JB/T 32231996焊接材料质量管理规程和其他专门规定,采取相应的措施，避免焊接材料的受潮，氧化及损坏。建立储存、保管和使用制度。(4)母材的存储：母材存储时应保证其不受锈蚀等有害因素的影响，存放期间应保证识别标志清晰。（5）焊接工艺验证：焊接工艺应在生产之前按照GB/T 19869.12005钢、镍及镍合金的焊接工艺评定实验或专门产品的焊接工艺评定标准进行验证,以保证焊接工艺满足焊接质量的要求.（6）焊接工艺规程和施焊：出于指导焊工的目的，制造单位应根据验证的焊接工艺
8、编制焊接工艺规程直接在焊接车间使用.焊工应按照焊接工艺规程施焊.(7）在施焊之前必要时要做下列检查:焊工资格证书的适用性、有效性。焊接工艺规程的适用性.母材的识别。焊接材料的识别。焊接接头的设备是否符合要求。焊接工艺装备的装卡及定位。防止焊接变形等特殊要求.焊接工作条件的适宜性.（8）在焊接过程中，必要时在适当的时间应做以下检查：主要的焊接参数（焊接电流、电弧电压、焊接速度等)预热及层间温度。焊道的清理与形状，焊缝的金属层数。根部清理。焊接顺序。焊接材料的正确使用与保管。变形的控制.所有的中间检查（如尺寸检查)。焊后实验及检测。（9）焊后实验及检测：焊缝外观检查。无损检测。破坏性实验.结构形状
9、与尺寸。焊后处理的记录。（10）焊后热处理：焊后热处理工艺应适应母材、焊接接头、结构要求并符合相应的要求。制造单位应对焊后热处理工艺规程及实施负责，施工过程要做好记录.（11）对不良品不合格品的控制：应采取措施防止不良品和不合格品被误用。不良品如果可能可以按照程序修复或矫正,但是修复或矫正要重新检查。（12)标志及可追溯性：必要时，在整个制造过程中保持标志的清晰及其可追溯性.(13）质量记录：必要时，按照合同或者有关规定做好归档和记录.1。2 焊接质量管理推行ISO90002008的意义（1）强化品质管理，提高企业效益。(2)获得了国际贸易“通行证”，有利于跨越国际贸易技术壁垒。（3)在产品品
10、质竞争中立于不败之地。第2章 焊接质量管理相关内容2。1 焊工管理2.1.1 培训考试管理 控制好焊接产品制造过程中的质量，人的因素起决定性作用,特别是焊工的素质极为重要。因为焊接产品中的每一条焊缝都是由焊工操作完成的。焊工的素质在很大程度上决定了焊接产品的质量，提高焊工素质对焊工定期培训，通过培训增长理论知识，提高操作技能,达到理论指导实践，在通过实践总结分析，提高理论水平使焊工素质得到全面提高.对焊工焊缝进行统计考核,对现场施工纪律进行检查,针对焊技较差的焊工制定出培训计划，鼓励焊工之间相互交流技艺。焊工的培训教师应掌握最近的知识和操作技能，考试执行的标准应根据国家质量体系的标准制定.2。
11、1。2 焊工的持证管理 企业的焊工管理负责人要确保焊工证到期前,应提前安排培训和考试，避免超期上岗，焊工经培训考试合格，取得焊工合格证书，并将合格项目及发证日期、有效日期记录在焊工证上.焊工认真执行焊接工艺，按焊接工艺规定的持证上岗,不能超范围施焊.遇到新工艺、新方法，新材料的焊接工作，应及时培训焊工，并及时增项考试，防止超项上岗.2。2 材料的管理2。2.1 母材的质量控制母材的用途要符合国家标准对它的规定，产品的材料质量证明书应有材料生产单位提供，内容要有钢号、规格、供货状态、炉批号、化学成分和力学性能等，应齐全、准确。2.2.2 焊接材料的管理焊接材料管理是材料质量控制和焊接质量控制的一
12、个交叉点。材料责任人员应对焊接材料管理负责，焊接责任人员应配合协助。在焊接材料管理这一控制环节中，有焊接材料采购、一级库的管理、二级库的管理等控制点。焊接材料控制的主要目的是确保焊接材料符合标准，有优良的质量。焊接材料一级库、二级库的入库、保管、出库、烘干、发放、回收要防错、防混、防潮、防锈，实现焊接材料使用的可跟踪、可追溯，确保焊接材料干燥，防止焊接时候产生缺陷。2。3 焊接工艺规程焊接工艺规程是制造焊件所有有关的加工方法和实施要求的细则文件，可以保证由熟练的焊工或操作工操作时质量的再现性.2.3。1 焊接工艺规程作用（1）由于焊接工艺规程是结合本企业的生产条件，依照科学理论，焊接工艺评定合
13、格,及在实践实验的基础上分析总结制定出来的所以它是指导焊接生产的主要技术文件.（2）根据焊接工艺规程可以进行焊接生产前的准备工作，随时处理生产过程中出现的问题和检查焊接生产过程中焊接接头质量，所以，它是组织和管理的基础依据。(3）焊接工艺规程是设计新厂或扩建、改建旧厂的基础性的技术文件。2.3。2 焊接工艺守则焊接工艺守则是针对结构类似的产品制定的通用焊接工艺文件，其内容包括焊接方法、焊接材料、焊前准备、焊接设备、焊接操作、焊接参数、焊前预热以及焊后热处理等。焊接工艺守则的编制应考虑以下几个原则：(1）针对产品结构、性能要求、选择本单位经常使用或以后可能遇到的各种母材、各种焊接接头及常用规格为
14、对象,其工艺经过较长时间的实践，并且能够满足现行的国家有关标准、规范要求，保证产品的焊接质量。（2）在焊接工艺评定覆盖范围之内。（3）守则内相关项目的选择应按照本单位的现有设备、技术力量和制造条件来确定.（4）充分考虑技术的先进性、经济的合理性以及生产批量和效率。 2.3.3 焊接工艺指导书的编制焊接工艺评定的第一步是拟定指导书，这就说明，指导书是进行焊接工艺评定的纲领性文件,焊接工艺评定的进行，需得到指导书的支持.焊接工艺评定标准中将焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素，并规定：“当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺；当增一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺;当增次要因素时
15、不需要重新评定焊接工艺，但需重新编制焊接工艺指导书。为了满足焊接工艺评定的需要，尽量减少指导书的编制数量，指导书的内容要充分体现产品焊接工艺上每一个影响重新评定的重要因素和补加因素，并包含焊接工艺次要因素。对于产品上每种需评定的焊缝，编制指导书，在遵循上述原则的基础上，可按下列步骤进行。（1） 制定指导书的编号。(2) 明确产品的焊接方法，如产品施焊时采用组合焊接方法,需同时明确几种焊接方法.（3） 明确产品上需要评定的焊接接头及其坡口形式并据此确定焊缝形式。 焊接名词术语根据坡口和接头连接的形式将焊缝分为对接焊缝、角焊缝、对接焊缝和角焊缝的组合焊缝(以下简称组合焊缝)、塞焊缝和端接焊缝五类,
16、产品中常采用前三类。（4） 确定接头两侧母材的类组号及其厚度。（5) 确定焊接材料 焊接材料的选择,首先要保证满足对焊件接头性能的各项要求,但要注意的是：焊缝强度不能过高于焊件的强度,否则是有害无益，对于不要求焊缝与焊件等强的焊接接头，应选用抗拉强度稍低于母材的焊材。 焊材对于每种焊接方法来说,基本上是一个重要因素，对于同一钢号可能有几种焊材可供选择，而焊材的改变均需重新评定,从减少评定数量的角度出发，不希望同一钢号选择多种焊材，故应尽量使焊材与母材的组合标准化。（6） 确定焊接位置 按焊接工艺评定标准规定，当焊件无冲击韧性要求时，对焊接位置无评定的要求,焊接位置可以确定为本单位在实际作业中采
17、用的各种焊接位置当焊件有冲击韧性要求对于手弧焊、熔化极气体保护焊和钨极气体保护焊可能采用向上立焊。故焊接位置应确定为向上立焊。(7） 确定预热和层问温度 预热和层间温度对于不同的焊接方法为重要因素或补加因素，因此对于不同的焊件，应根据其焊接性能的要求对其焊接时的预热和层间温度进行规定。(8） 确定保护气体 当焊件采用气体保护焊时，保护气体的种类、 混合保护气体的配比均应给予规定，气体流量虽未纳入标准，但它是影响焊接接头质量的一个因素，也应予以规定；对于特殊的气体保护形式，如采取尾部气体保护、背面气体保护时,也应规定其参数值.(9) 确定焊后热处理工艺 当焊件有焊后处理要求时，可根据焊件的性能分
18、别采用消除应力热处理、正火、正火加回火、淬火加回火四种类型,并要确定加热温度、升温速度、保温时间、冷却方式等工艺参数的数值。（10） 确定与线能量有关的因素 。（11） 确定技术措施 这些因素大都属于补加因素，随焊接方法的不同而异，因而需针对不同的焊接方法分别予以规定。2.3。4 试件的制备（1) 确定试件的钢号 试件钢号的确定取决于需要评定的焊件的钢号，例如指导书明确要评定的焊件钢号为16Mn,根据焊接工艺评定标准的规定，试件使用16Mn、16MnR或16MnRC均可。由于焊接工艺评定既要考核焊缝金属的冲击韧性（当母材有要求时)，也要考虑母材热影响区的冲击韧性，为减少评定数量，在选择试件钢号
19、时，我们首先要确立一个概念：当评定焊接工艺评定标准的钢号时，不一定选择与具体产品接头相同的钢号，而应该根据现有材料，优先选用有冲击韧性要求的钢号，如16Mn钢的评定，试件首先选用16MnR钢。(2) 确定试件的形式 焊接工艺评定标准中规定了三种试件形式，即对接焊缝试件、角焊缝试件和组合焊缝试件，并明确：“对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝；评定组合焊缝焊接工艺时,根据焊透要求确定采用组合焊缝试件或对接焊缝试件或角焊缝试件.因此对对接焊缝、角焊缝及部分组合焊缝(不要求焊透的)的评定只需采用对接焊缝试件即可，只是对于要求焊透的组合焊缝如压力容器上接管与主体连接形成的组合焊缝，由于二者厚度
20、往往有较大区别，以07515t的范围来衡量,往往难以用同一厚度的试件来覆盖,因此多采用组合焊缝试件加对接焊缝试件进行评定。(3） 确定试件的厚度 就对接焊缝而言，焊接工艺评定标准规定评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用的焊件的厚度有一范围，因此对于指导书明确的焊件厚度范围，可以选择一种试件厚度，如一种试件厚度覆盖不了指导书上提出的厚度范围，则可焊接二种或二种以上的厚度组成的多个试件;对接焊缝试件或角焊缝试件用于焊件角焊缝时，根据标准规定：“焊件厚度的有效范围不限 ,当采用角焊缝试件评定角焊缝时，如试件为板-板形式，一般都使用3ram以上的厚度，等厚焊件,如为管板形式，则管径要适中，以利于取样为
21、好;组合焊缝试件用于焊件组合焊缝时,只有全焊透的组合焊缝才采用，此时组合焊缝试件的厚度按焊接工艺评定标准要求来确定。(4） 如指导书明确产品采用组合焊接方法，首先确定是分别评定还是组合评定，并据此准备试件。（5) 由于坡口形式和尺寸对所有的焊接方法都是次要因素,因而采用何种坡口形式及坡口尺寸由各评定单位根据本单位的工艺标准、焊接条件和板厚等因素自行确定，但要保证对接接头焊透且不可能导致试验失败的焊接缺陷.2。3。5 试件的施焊(1) 焊材的牌号，应按指导书的规定选用焊条(丝）的直径，如指导书只规定一个直径，可按指导书规定或选用更大直径的焊条；如指导书规定有一个范围，则要保证其最大直径的焊条(丝
22、)在试件的部分焊层得到应用。（2） 焊接位置的选择应优先选用向上立焊的位置。(3） 预热温度的选用应在保证试件不产生冷裂纹的条件尽量选择指导书规定的预热温度的下限;而层问温度则应控制在指导书规定的上限.（4） 评定气体保护焊时，气体的各项参数的选用均应符合指导书的要求。（5) 当焊件需要进行焊后热处理时，热处理温度应按指导书规定;保温时间对于正火、正火加回火或淬火加回火，按指导书上规定的单位厚度的保温时问结合试件实际厚度折算，对于焊后消除应力热处理，应将保温时间加长。(6) 线能量的确定应按一个原则:保证指导书规定的最大线能量应用于试件的部分焊道，但并不要求每道焊缝的线能量都相同；电流的极性只
23、有采用直流焊接电源时才涉及,属于补加因素，施焊时的选择应按指导书进行。2。3.6 试件及试样的检验(1） 试件及试样的检验项目 对接焊缝试件和试样：外观检查、无损探伤和力学性能试验.角焊缝试件和试样：外观检查、金相检验（宏观)。组合焊缝试件和试样：外观检查、金相检验(宏观）。（2) 试件及试样的检验应参照的相关标准 GB228-87金属拉伸试验方法、 GB232-88金属弯曲试验方法、GB21O680(金属夏比（v型缺口）冲击试验方法、GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级、JBl15281（锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤。2。3.7 试件及试样检验应注意的问题(1） 各检
24、验项目的实施，必须符合上述相关国家或行业标准的要求。（2) 检验部门必须具有相应的检验资质，且保证从事检验的人员持证上岗,检验所用的仪器仪表、设备处于正常工作状态。（3) 要确保试样的加工质量，尤其是试样表面光洁度、圆弧尺寸必须符合要求。2。3。8 焊接工艺评定报告的编写焊接工艺评定报告是焊接工艺评定的实际记录，要详细记录试件焊接和试验结果的具体数据，任何在试件焊接中未加观察和测量的因素都不能填写，要做到填写及时、客观、真实。2。4 产品焊接试板产品焊接试板是为了检验产品焊接接头和其它受压元件的力学性能和弯曲性能而制作的，并且与产品同材质、同焊接工艺、同热处理规范，一般情况下与产品同时施焊、同
25、样的方法检验后，进行性能检验。产品焊接试件主要目的是检验产品焊接工艺执行过程中的正确性，当规定“板状试件应置于承压设备元件纵向接头的延长部位,与所代表的承压设备元件同时施焊时,试件可以较好地代表产品的实际施焊工艺。除此之外,如球罐产品焊接试件、管状瓶体和环状产品的焊接试件，就不能与产品同时施焊。如果在标准中强调“焊接试件的焊工，焊接设备和焊接工艺规程应与所代表的承压设备元件相同”,更符合编制标准的目的,也有利于实施与检查。其实这一条对于纵向接头延长部件的试件也是需要强调的，因此，在试件识别标记中应有“焊接工艺规程编号”的内容.本控制环节有试板制备、试样加工和试验两个控制点.2.4.1 试板的制
26、备(1）从所制容器原筒体材料中选择同钢号、同厚度、同热处理状态、同炉号的材料制作产品焊接试板。试板的坡口形式、尺寸和加工方法均应与产品一致. （2）产品焊接试板应设置在纵向焊接接头的延长部位,与壳体同时施焊. （3)产品焊接试板应做识别标记，包括: 工作令号或容器编号；材料钢号。焊工钢印号.(4）对于多层容器，其内筒及层板应分别制备产品焊接试板.内筒和层板的试板位于第一节内筒和第一层层板纵缝延长部与产品同时焊接；层板的试板应采用相同材料作垫板,垫板的厚度应大于31mm。（5）有焊后热处理要求的容器，试板须随容器一起进行热处理（6)焊接试板应由施焊该容器的持证焊工施焊,施焊时应采用与施焊该容器时
27、条件和焊接工艺焊接。多名焊工焊接的容器，施焊焊接试板的焊工由制造单位的检验部门指定。(7）产品焊接试板经外观检查合格后，由检查部门通知监检部门现场确认，监检员在试板上打上钢印后,方可在筒节纵缝延长部位将试板分离。2。4.2 试样加工和试验试样制备和试验依据JB/T47442000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验进行.该标准是在GB1501998附录E的基础上结合实践中的问题与经验，并参照国外同类标准而制定的。试板的尺寸和试样的截取、试样的的类别和数量在该标准第5条焊接接头试样的制备中做了规定。 拉伸、弯曲和冲击试验方法及合格指标分别在第6、7、8条中做了规定。2。5 产品施焊管理产品施焊
28、是产品焊接质量形成的阶段。焊工的技能、焊接材料的性能、焊接设备的能力、焊接工艺评定的保证作用与焊接工艺的指导作用，都在产品施焊这一阶段发挥出来。产品施焊这一控制环节包括焊接环境、焊接工艺纪律、施焊过程等控制点。2。5.1 焊接环境影响钢结构焊接质量的环境因素主要是指空气的温度、湿度和风力，其次是指焊件坡口区域的清洁程度。其中温度的影响效果最直接、后果最严重，也最难控制；湿度次之;风力可在局部小环境内得到控制；坡口区域的清洁程度容易保证.这些环境因素在焊接质量的形成过程中所起的作用有所不同。（1）空气温度直接影响焊接热循环过程、焊接熔池冶金化学反应程度、焊缝和热影响区金相组织转变、合金元素和应力
29、的分布,最终影响焊接接头的质量和性能。其次空气温度也影响焊接设备的工作性能。(2)空气湿度对焊接质量有影响，是因为水分是氢元素的主要来源.而氢元素直接参与熔池的冶金化学反应.氢元素的溶解度和扩散速度随着焊缝金属的结晶、组织转变不断发生变化。氢元素的含量和分布直接影响焊接接头的脆性转变和延迟裂纹的发生发展，对焊接结构的质量和安全危害极大。(3)风力即焊接区域空气的流速。主要是影响焊接电弧形态和气体保护氛围的工艺稳定性；其次与温度共同作用影响焊缝冷却速度，从而影响焊接热循环、冶金化学反应程度、接头组织转变和应力分布。（4）焊接前坡口区域存在的水分、油漆、铁锈等污染物，含有C、O、H 等化学元素。在
30、焊接加热时,直接参与冶金反应，改变了正常的化学反应成分和元素含量，增加了焊接接头产生缺陷的机率.根据SL3692、DL501793、DL/T5018-94等规定：当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止焊接施工：雨天和雪天的露天施焊;施焊场地风速大于五级(8m/s)；环境温度低于-10；相对湿度大于90%。在施工时必须保证焊接环境条件符合焊接技术要求,从而为保证产品焊接质量创造良好条件2。5。2 焊接工艺纪律 产品施焊时，质检员、技术员必须督促焊工严格执行工艺纪律,严格按焊接作业指导书要求进行施焊,对于一、二类焊缝并要求有经质检员签字认可的施焊记录。(1) 产品制造、安装和修理单位
31、必须严格执行相关规程、标准以及本单位质量保证体系的有关规定，不得随意放松或降低要求,否则,产品质量难以保证。(2） 对于规范要求在某个范围内执行的某些参数,在具体实施时，要根据当时的实际情况确定采用上限值还是下限值。（3) 焊接是生产产品的关键工序,应加强对焊工的培养，提高焊工素质是锅炉产品安全运行的重要保障,一个有经验的好焊工,在施焊过程中就能判断焊缝质量的好坏,这不但可以保证产品质量，还可及时发现问题，避免造成更大的损失.2。5。3 施焊过程(1） 焊前质量控制 从人员素质的角度， 我们要求从事钢箱梁焊接的各类焊工必须经过设计部门指定和认可的焊工考试规则且考试合格, 并获得国家机构认可部门颁发的“ 资格等级”合格证.同时, 我们还根据钢箱梁现场焊接高空作业的特点, 要求有高血压、高度近视的人员不能从事此项工作。焊接质量的无损检测人员必须是经劳动人事部或国家有关机构认可的部门进行考核, 取得无损检测人员资格证书的人员, 并只能从事其合格项目的等级范围内作业。从材料的角度,我们要求母材与焊接材料都必须具备相应“产品质量证明书”,书面检验合格同时对材料从品种、规格标志、外形尺寸等方面进行外观检验， 根据钢材实际反映的质量情况， 我们还抽取一定比例的样品进行力学试验。由于所有样品反映的质量特性指标均符合相应的国家标准或
