焊接質量控制和檢驗 2011年壓力管道檢驗師培訓課件

1、焊接質量控制和檢驗,上海市特種設備監(jiān)督檢驗技術研究院顧福明 工學博士教授級高工,國家高級安全評價師,AWS焊接檢驗師,國際焊接工程師電話:13524522468 EMAIL:gufuming1000@126.com,,主要內容,,,焊接設備的控制材料的控制焊接質量文件焊接檢驗焊接返修,一、焊接設備控制,1 焊接電源 是否完好、性能穩(wěn)定、安全 電壓表、電流表是否準確靈敏；是否定期校驗

2、2 焊接工裝 是否有適于生產的、有效保證質量的工裝設施3 烘干裝置 是否完好，性能穩(wěn)定；溫度表準確，校驗4 預熱和焊后熱處理裝置,二、材料控制,焊條的檢驗 為確保產品質量，新進廠的焊條應進行下列檢驗。1.外觀檢驗;2.藥皮強度檢驗;3.工藝性檢驗;4.理化檢驗,1 采購控制 制訂采購文件 對供方評審：評價程序和標準、資質、資源、業(yè)績、問題記錄2 進貨檢驗驗收

3、質量證明書、合格證及技術文件；有驗收合格入庫及入庫號編制規(guī)定。 實物驗收檢驗 和焊材復驗：復驗委托單，復驗項目，復驗報告，材料責任師審核確認，復驗資料存檔保存。 3 保管發(fā)放和回收 建立程序：存放、標識、分類，焊材庫的條件(溫、濕)， 焊材發(fā)放程序：提供料單并簽發(fā)，注明產品編號、牌號、標準、規(guī)格、數量等。,焊條的貯存與保管1.焊條必須在干燥通風良好的室內倉庫中存放。焊條貯存庫內，應設置溫度計、濕度計

4、。低氫焊條室內溫度不低于5℃，相對空氣濕度不大于60％。2．焊條應存放在架子上，架子離地面高度距離不小于600mm,離墻壁距離不小于300mm。架子下面應放置干燥劑，嚴防焊條受潮。3．焊條堆放時應按種類、牌號、批次、規(guī)格、入庫時間分類存放。每垛應有明確標注，避免混亂。4．焊條在供給使用單位之后至少在6個月之內可保證繼續(xù)使用。焊條發(fā)放應做到先入庫的焊條先使用。5．受潮或包裝損壞的焊條未經處理的以及復驗不合格的焊條，不許入

5、庫。6.對于受潮、藥皮變色、焊芯有銹跡的焊條須經烘干后進行質量評定。各項性能指示合格時方可入庫，否則不準入庫。7.存放一年以上的焊條，在發(fā)放前應重新做各種性能試驗，符合要求時方可發(fā)放，否則不應出庫。,焊條使用前的烘干1．焊條在使用前，如焊條說明書無特殊規(guī)定時，一般應進行烘干。酸性焊條在130～180℃烘干1～2小時；堿性焊條應在350～430℃烘干2小時，烘干的焊條應放在100～150℃保溫箱（筒）內，隨用隨取。2．低

6、氫焊條一般在常溫下超過4小時，應重新烘干。重復烘干次數不宜超過三次。3．烘干焊條時，禁止將焊條突然放進高溫爐內，或從高溫爐中突然取出冷卻，防止焊條因驟冷驟熱而產生藥皮開裂脫皮現象。4．烘干焊條時，焊條不應成垛或成捆地堆放，應鋪放成壇狀，每層焊條堆放不能太厚，一般1～3層。,鑒別焊條變質的方法 當焊工對使用的焊條質量發(fā)生懷疑時，可以用下述方法鑒別焊條質量。1．將幾根焊條放在手掌上滾動，若焊條互相碰撞時發(fā)出清脆的金屬聲

7、，則焊條藥皮干燥可用；若發(fā)出低沉的沙沙聲，則焊條藥皮己受潮不能用。2．將焊條在焊接回路中短路數秒鐘，若焊條表面出汗、出現顆粒狀斑點，則焊條已受潮不能用。3．焊芯上有銹痕，則焊條已受潮不能用。4．將厚藥皮焊條緩慢彎成120°角，若涂料大塊脫落或藥皮表面無裂紋，都是受潮焊條。干燥的焊條在緩慢彎曲時，有小的脆裂聲，繼續(xù)彎至120°，藥皮受拉面出現小裂口。5．焊接時藥皮成塊脫落，產生大量水蒸氣或有爆裂現象，

8、說明焊條己受潮。已受潮的焊條，若藥皮脫落，則應報廢。若酸性焊條受潮不嚴重，或焊芯上有輕微銹痕，焊接時基本上能保證質量，烘干后可以再用，但不能用來焊接重要結構。若堿性焊條焊芯上有銹痕，則不能正常使用。,制造的一個重要方面就是材料的識別及跟蹤。檢驗師必須有能力正確識別材料，并能將材料的資料與有關文件作比較。訂購焊接制品所需的材料要符合某個標準及技術規(guī)程的規(guī)定。供貨商提供表明材料重要特性的文件資料。這些文件有材料試驗報告（其英文縮寫為

9、“MTR”），或材料試驗證明書（“MTC”）。這些文件通常是由制造商提供的列出材料化學及物理性能的證明文件。 材料屬性通常是以典型值或實際值列出，或兩者兼而有之。所謂典型值只是特定技術規(guī)程描述的極限值。所謂實際值就是已經實際測定并在MTR中逐條列出的材料性能。,當材料到達制造現場時，檢驗師要負責審核伴隨而來的MTR。必須要有材料控制體系，以便在各個制造階段都能跟蹤接收的材料。在一些緊要應用領域如化工廠和精煉廠，材料要100%檢驗以

10、驗證其化學成分,檢驗師可以實際審核文件的符合性，或作簡單的核對，以確保其它人員已經完成的這項任務。,典型鋼的技術規(guī)程例如：ASTM技術規(guī)程A5l4，“適用于焊接的高屈服強度淬火回火合金鋼板的標準技術規(guī)程”。來了解技術規(guī)程的基本格式。范圍 準確地說明了技術規(guī)程所闡述的內容。即技術規(guī)程覆蓋的范固。引用文件 技術規(guī)程中所要參考的其他文件的目錄。訂貨須知 如果按照本技術規(guī)程訂貨，則要說明材料的所需條件。通常，不是按照每個獨立的技

11、術規(guī)程，而是依照ASTM A6訂購鋼材。制造工藝 列出產品生產已批準的方法。熱處理 對要求熱處理的合金，列出合金的熱處理細節(jié)?；瘜W成分 為您提供一張列有化學成分要求的表格。通常應列出幾個鋼級，而且每個鋼級有各自的化學成分要求。拉伸要求 為您提供一張列有合金規(guī)定抗拉強度的表格。對于不同的厚度范圍，要求的抗拉強度一般是不同的。布氏硬度要求 對有布氏硬度要求的材料，說明試驗的范圍及要求。試樣 列出與試樣位置、制備、處理

12、有關的任何信息。試驗數量 列出所要求的試樣數量。重新試驗 如果有任何一個試樣不合格，本節(jié)要說明繼續(xù)試驗遵循的程序。標記 有關材料識別說明。 增補要求 列出所有買方提出的增補要求細則。如果買方在采購單上不作說明。則不考慮增補要求。,典型的填充金屬技術規(guī)程AWS A5.1“碳鋼藥皮焊條技術規(guī)程” 一些重要特征說明如下：范圍 說明技術規(guī)程所涉及的內容。A部分 — 基本要求分類 說明分類的基礎。根據電流的類型、藥皮的

13、類型、焊接位置、化學成分及力學性能，列出這些分類的不同表格。驗收 如果焊條符合AWS A5.01要求，就可以驗收。證明 說明生產商必須用證明書證明他的產品符合本技術規(guī)程的所有要求。重新試驗 如果任何一個試驗失敗，必須重做兩個試驗，每個試驗必須通過。制造方法 按照本技術規(guī)程生產產品的任何制造方法都要符合要求。標記 說明每個包裝外的最小標記都應清晰可見。包裝 說明合適的包裝，包括標準尺寸及外形。整圓方法 說明怎樣

14、整圓拉伸數據接近于l000psi。,B部分 — 試驗及試驗方法 說明用來判斷填充金屬是否符合技術規(guī)程所需的各種化學成分及力學性能試驗。試驗包括化學成分、全焊縫金屬拉伸、沖擊、致密性、橫向拉伸、縱向彎曲及角焊縫試驗。C部分 — 制造、包裝及標識詳細闡述技術規(guī)程對此部分的要求。D部分 — 試驗細節(jié)描述為驗證填充金屬符合技術規(guī)程而進行的各種試驗的具體細節(jié)。同時也說明每種類型的焊條需要進行哪些試驗。 附錄 — 包含技術規(guī)

15、程正文中某些要求的補充說明。包括注意和使用符合本技術規(guī)程的焊條有關資料。,三、焊接質量文件,質量手冊程序文件焊接作業(yè)指導書、焊接規(guī)程、工藝卡質量計劃流轉卡焊接記錄檢驗記錄無損檢測報告,焊接記錄－焊接是壓力管道安裝過程的重要環(huán)節(jié)。焊接過程質量控制及其見證資料是從事壓力管道安裝質量管理人員普遍關心的問題。通常，軸側圖和焊接工作記錄被認為是壓力管道焊接和無損檢測工作的重要質量記錄文件，也是壓力管道安裝資格審查和換證工作中不可缺少

16、的質量體系運行見證文件。 除了單線圖的內容有明確規(guī)定外，焊接施焊記錄的格式在壓力管道施工的有關標準規(guī)范中并無明確規(guī)定。所以，根據上述標準中的規(guī)定，對焊接施焊記錄的內容應有如下要求：焊接日期、焊縫編號、焊工姓名或代號、焊接方法、焊接材料及其批號（或其他可追溯性標識）、焊縫檢驗方法及檢驗結果（包括返修焊縫的編號及其檢驗結果）。對于焊接工藝中有焊接線能量要求的焊接工作，除了上述要求的焊接工作記錄外，還應有實際焊接時的電流、電壓、焊接

17、速度（或以經過驗證的焊道長度和厚度表示）等原始記錄。對有層間溫度要求或焊接層次要求的焊縫,原始記錄中還應有層間溫度或焊接層次。其他焊縫則只要求記錄對焊接工藝紀律進行抽查時的焊接電流、電弧電壓的記錄數據。,1 環(huán)境控制 確保環(huán)境適于焊接，并不影響焊接質量，如風速、溫度、濕度等。2 焊接試板3 焊工資質與項目的對應4 焊接工藝的執(zhí)行5 焊接施工體系控制6-1 坡口預制、尺寸、質量，焊口組對，焊縫清理6-2 焊縫定

18、位焊，焊接線能量控制6-3 焊縫層間質量控制7 焊材的準備、烘焙8 焊接順序,四、焊接檢驗,外觀檢查：是否有缺陷成形檢查：余高、寬度、棱角度、均勻性表面檢測：表面或近表面缺陷內部檢測：內部及內表面缺陷,1 焊接檢驗過程1.1 焊前檢驗1.2 過程檢驗 1.3 焊后檢驗2 外觀檢驗2.1成形（高度、寬度、直線度、棱角度、均勻度、錯邊等） 表面缺陷（氣孔、夾渣、裂紋、咬邊、焊瘤、未熔合、未焊滿、未焊

19、透等） 或飛濺物2.2 目視、PT、MT、MMT、ET3 內部檢驗3.1氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、未焊透，背面各類缺陷等3.2 UT、RT、AUT、TOFT、Phase Array,焊前檢驗審查應用的資料檢查焊接工藝檢查每個焊工的資格建立檢驗停止點編制檢查計劃編制記錄檢驗結果和保存這些記錄的計劃建立標識不合格品的體系,目視檢測(VT),檢查焊接設備狀態(tài)檢查所要使用的母材和焊材的質量及狀態(tài)檢查焊接準備檢查接頭

20、裝配情況檢查對中（直）設備的適用性檢查焊接接頭的干凈情況當有要求時，檢查預熱條件,焊接過程中檢驗檢查焊接參數是否符合焊接工藝檢查每條焊道的焊接質量檢查焊道之間的清理檢查道間溫度檢查每道焊縫的位置及其焊接次序檢查背面清根表面如有要求，監(jiān)督制造過程中的無損檢測（NDT）,焊后檢驗檢查完成的焊縫的外觀情況檢查焊縫尺寸檢查焊縫長度檢查焊接件的尺寸精確度如有要求，監(jiān)督增加的無損檢測（NDT）如有要求，監(jiān)督焊后熱處理

21、準備檢驗報告,目視檢驗工具,閱審與實際焊接相關的所有資料。包括：圖紙、規(guī)范、技術要求、工藝等,通過審閱資料，根據所指定的材料型號，可以了解是否有特殊的焊接要求。例如，如果指明要使用調質鋼，則通常要控制焊接熱輸入。這就要求焊接檢驗師記住此處而監(jiān)控焊接。,焊接前檢驗,檢查焊接工藝評定是否能夠覆蓋所要求焊接的工藝,有時可能還要求焊接檢驗師負責工藝評定過程中的監(jiān)督、試驗、評定和記錄。 有必要對每個焊工的資格證書進行審核 ,對那些沒有合適

22、的資質和證書的焊工必須進行考核,焊接前檢驗,根據情況建立“檢驗停止點” ，要求生產過程到達這些點時必須停下來，等待檢驗師對已經完成的作業(yè)進行審查。開展檢驗以及記錄和保存結果制訂一個適當的計劃。 檢驗報告和文件體系的編寫 , 檢驗報告的格式及其內容、檢驗報告的發(fā)放、以及保存檢驗報告，以便其他熟悉本工作的人員進行查閱,要符合文件體系要求。,焊接前檢驗,不合格品的標識及其處理 評估焊接設備的性能及狀態(tài)。內容包括：焊接電源、送絲設備、接地

23、電纜及接地夾、焊劑及焊條的儲存設備、傳輸保護氣體的軟管及其備件等。 進行材料及其形狀的焊前檢查。步驟之一是評估母材和焊材的質量。母材的檢驗既可以金屬表面的目視檢測，也可以是無損檢測方法檢驗所使用的焊接材料,焊接前檢驗,檢查焊接接頭的準備質量及其精度。諸如坡口面角度、坡口深度、鈍邊尺寸和坡口曲率半徑(指J型和U型坡口)進行目視檢測。檢查焊接接頭的裝配情況 ,項目包括：根部間隙、裝配角度對準情況、裝配面對準情況(高．低)、坡口角度等

24、。,焊接前檢驗,接頭裝配的精度會影響焊接件的最終尺寸。例如，如果坡口角度或根部間隙不夠，無法使焊縫金屬與坡口面相熔。過大的坡口角度或根部間隙導致過大的焊接變形。,根部間隙大，熔敷規(guī)定尺寸的焊縫就會變得焊縫的有效厚度小于設計人員所要求的焊縫計算厚度,檢查在裝配過程中使用的裝配架、夾具和其他的對準設備，檢查焊接區(qū)域的清潔。表面污物和水分。諸如水汽、油類、脂類、機油、黃油、油漆、銹蝕、氧化皮、鍍鋅層等的存在會引入焊縫不容許的雜物。 預熱（

25、如果要求預熱)檢查,應當沿著接頭整個長度檢查規(guī)定的預熱溫度，檢查位置要離開接頭不小于3英寸的距離，或者不小于母材的厚度值，采用二者的較大值。,焊接前檢驗,典型的溫度指示筆,測量溫度的數字式高溫計 紅外線溫度指示計,須按照焊接工藝的規(guī)定進行檢驗 ,包括：焊接方法、焊接材料、規(guī)定的技術、預熱及道間溫度 監(jiān)控生產焊接，以確保按照相關工藝的要求進行 當熔敷焊道時要目視檢測每一條焊道，能夠發(fā)現任何表面不連續(xù)性并進行修補。對

26、根部焊道或根部焊層進行檢驗是關鍵,檢查道間清理,徹底清理兩條單獨焊道之間的焊道，否則導致夾渣或未熔合 道間清理用敲渣用的手工尖頭錘、氣動尖頭錘、砂輪機、手動鋼絲刷和電動鋼絲刷等,焊接過程中檢驗,需要控制道間溫度的焊接工藝要進行監(jiān)督，可以規(guī)定道間溫度的最小值或最大值，或兩者兼有。測量道間溫度應該在接頭外面，典型情況是離開接頭大約1英寸，而不是在焊接接頭本身內部。測量時間是在下一焊道或下一焊層開始之前。,焊接過程中檢驗,在焊接操作過程中

27、，焊接檢驗師還要檢查多道焊的單個焊道的布置。,留下的窄縫隙,焊接過程中檢驗,監(jiān)督焊縫各段的焊接順序和位置，控制焊接變形,雙面V型坡口的焊接順序,焊接過程中檢驗,T型接頭雙面角焊縫的焊接順序,分段退焊技術,當設計要求從接頭的兩面進行全焊透坡口焊縫的焊接時，則必須有某種方法清根，檢驗師應當檢查清根后的焊縫表面。檢驗師不僅要確保反面清根去除了所有的不連續(xù)，而且還要檢查清根后的外形恰當，以確保有足夠的開口尺寸，為后續(xù)焊縫能夠成功地熔敷。,焊

28、接過程中檢驗,焊后檢驗,,焊后目視檢測就是對完工焊縫的外觀進行檢查,發(fā)現焊縫及母材的表面不連續(xù)性對坡口焊縫,坡口是否被填充到與母材齊平，且不存在過大的余高，測量角焊縫的尺寸通常需要借助于角焊縫量規(guī)。,使用模板型角焊縫量規(guī),在使用片狀模板型角焊縫量規(guī)時，要根據角焊縫的外形是外凸還是內凹，來使用兩種不同形狀的缺口。,五、焊接返修,原因分析返修措施返修實施質量檢驗返修次數,焊縫返修 （1) 返修前應對缺陷產生的原因進行分析

29、，提出相應的返修措施。 (2) 返修需要補焊時，應采用經評定合格的焊接工藝，并由合格的焊工施焊。 (3) 同一部位（指焊補的填充金屬重疊的部位）的返修次數超過兩次時，應重新制定返修措施，經施焊單位技術總負責人批準后方可進行返修。 (4) 返修后應重新檢驗，并連同返修及檢驗記錄（明確返修次數、部位、返修后的無損檢測結果）一并記入交工技術文件。 (5) 要求進行焊后熱處理的管道，應在熱處理前進行返修。如在