焊接工艺评定试验

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焊接工艺评定试验（WeldingProcedureQualificationRecord,WPQR）是确保焊接质量的重要环节，其目的是验证拟定的焊接工艺是否能够满足相关标准或技术规范的要求。通过焊接工艺评定试验，可以确认焊接接头的机械性能、化学成分和微观结构是否符合预期，并为实际生产提供可靠的工艺依据。

焊接工艺评定试验通常包括以下几个关键步骤：

1.拟定焊接工艺规程：根据母材种类、厚度、焊缝形式及使用环境等因素大桥旋挖钻孔桩基施工方案，制定初步的焊接工艺规程（WPS）。该规程详细规定了焊接方法、焊接参数（如电流、电压、焊接速度等）、预热温度、层间温度以及焊后热处理等要求。

2.试件制备与焊接：按照拟定的焊接工艺规程，选用与实际工程相同的材料、焊接设备和操作人员进行试件焊接。试件的设计应涵盖实际工程中可能遇到的各种接头形式（如对接、角接、搭接等）。

3.无损检测：对焊接试件进行无损检测（NDT），如射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）或渗透检测（PT），以检查是否存在内部或表面缺陷。

4.机械性能测试：对焊接接头进行拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，以评估其强度、塑性和韧性是否符合设计要求。对于某些特殊应用，还需进行疲劳试验或腐蚀试验。

5.金相分析与硬度测试：通过对焊接接头的微观组织分析，判断是否存在裂纹、气孔或其他冶金缺陷；同时测量焊缝及热影响区的硬度分布，确保其在合理范围内。

6.结果评定与记录：将所有试验数据整理并分析，形成焊接工艺评定报告（PQR）。如果所有测试结果均符合标准要求，则认为该焊接工艺合格，可据此编制正式的焊接工艺规程（WPS）用于指导生产。

焊接工艺评定试验的意义在于为焊接过程提供科学依据，确保焊接接头的质量和可靠性，从而降低工程风险，延长结构使用寿命。这一过程广泛应用于航空航天、船舶制造、压力容器、管道工程等领域，是现代工业中不可或缺的一部分。

三、对试件厚度有效适用范围的规定

表3－3试件焊缝厚度适用于焊件焊缝厚度的有效范围

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？

第二种方法：分别评定法

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。

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要因素。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。

（7）焊后热处理包括：不进行热处理和焊后进行热处理（例如正火、高温回火、固溶处理等），改变热处理方式或改为不进行热处理，均需要重新评定。（8）电特性包括：热输入、电源种类、极性、钨极种类或直径等。热输入E=36UgIg/V（J/CM）热输入、电源种类和极性能影响焊接接头的韧性，因此是补加因素；钨极种类或直径为次要因素。（9）技术措施包括：焊丝摆动幅度，多道焊与单道焊，焊接方向，层间清理方法等，一般多为补加因素或次要因素。

第三节焊接工艺评定的一般程序

一、编制焊接工艺指导书焊接工艺指导书是焊接工艺评定的原始依据和评定对象，应将待评定的焊接工艺内容全部反映出来。包括：焊接接头自然情况，母材种类、焊接方法、焊接材料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度等。焊接工艺指导书通常采用标准中推荐的格式，也可以自己设计格式。

二、施焊条件按照标准规定准备试件；由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位的焊接设备焊接试件；采用的焊接工艺条件应严格遵守焊接工艺指导书；三、理化实验按照有关标准确定试验项目；按照有关标准制备各种性能试样；按照有关标准进行各种性能试验；填写各个试验项目的试验报告。四、编制焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告是对焊接工艺评定试验的全面总结，因此应对各项试验的试验结果进行汇总，同时给出最后的结论。焊接工艺评定报告的作用：作为制定焊接工艺规程的依据，具有指导作用。焊接工艺评定报告通常采用标准中推荐的格式。

第四节焊接工艺评定试验的内容和方法

焊件上不同的焊缝采用不同的焊缝试件，不同的焊缝试件有不同的试验内容。一、对接焊缝试件1、适用对象：焊缝是对接焊缝和受压角焊缝的焊件接头。2、试件制备：有两种：①板材对接焊缝试件　②管材对接焊缝试件以板材对接焊缝试件为例：厚度：应充分考虑其适用于焊件的有效范围；宽度：应≥250毫米；长度：应足以切取所需试样；施焊：按焊接工艺指导书中给出的工艺。

3、试验内容和试验方法

（1）外观检查试验目的：检查接头表面有无裂纹等缺陷。试验方法：有肉眼观察试件接头的表面。合格指标：没有裂纹。（2）无损检测试验目的：检查接头内部有无裂纹等缺陷。试验方法；采用射线检测和超声波检测法当试件厚度小于或等于38毫米时，采用100%射线检测；当试件厚度大于20毫米，抗拉强度大于540兆帕时二次结构工程施工工艺流程，除采用100%射线检测，还应采用局部超声波检测。当试件厚度大于38毫米时，除采用100%射线检测，还应采用局部超声波检测。合格指标：没有裂纹。

（3）力学性能和弯曲试验

②紧凑型管接头带肩板形试样型式I，见下图：③紧凑型管接头带肩板形试样形式II，见下图：④管接头全截面试样，见右图：

二、角焊缝试件1、适用对象：焊缝是非受压角焊缝的焊件接头。2、试件制备：有两种【05】施工方案优化制度，板材角焊缝试件和管材角焊缝试件。如下图所示：

3、试验内容和试验方法（1）外观检查试验目的、试验方法和合格指标与对接焊缝试件相同。（2）宏观金相检验试验目的：检查焊缝根部是否焊透，接头内部有无裂纹、未熔合，以及焊脚之差。试验方法：以板材角焊缝为例。如下图所示将两端舍去20mm，沿纵向等分切取5块试样，对每块试样取一个面进行打磨、抛光、腐蚀、用肉眼或5倍的放大镜检查。合格指标：①焊缝根部应焊透；②焊缝和HAZ不得有裂纹、未熔合；③两焊脚之差不大于3mm。

第五节焊接工艺评定试验工程应用实例