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常用钢的技术要求
焊接检验师有时要将材料的实际性能和材料技术要求中的特性相对比。ASTM组织已经编写了许 多材料技术要求。参考这些要求,可以得到许多信息。为了更进一步了解这些信息,这里将讨论一种常用钢的技术要求。
例如:ASTM技术要求A514,高屈服强度、适用于焊接的、淬火及回火合金钢板。我们将用这个技术要求来阐述常用钢的技术要求中的一些细节。
焊接检验师可以通过其中一些重要章节来了解技术要求的基本格式。 范围 精确地说明了技术要求所阐述的内容。即技术要求覆盖的范围。 引用文件 技术要求中所要参考的其他文件的目录。
订货须知 符合此技术要求的材料。一般依照ASTM A6,而不是按照每个独立的技术要求。 制造工艺 列出产品生产的方式。 热处理 列出合金的热处理细节。
化学成分 为您提供一张列有化学成分要求的表格。标出这几个牌号非常重要,而且每个牌号有各自的化学成分。
拉伸要求 为您提供一张列有所需合金拉伸强度的表格。对于不同的厚度范围,拉伸强度一般是不同的。
布里涅耳硬度要求 说明布里涅耳硬度试验的范围及要求。 试样 列出任何与试样位置、准备、处理有关的信息。 试验数量 列出试样的数量。
重新试验 此章节阐述试验不合格的试样需要遵循的程序。 标记 有关材料识别说明。
增补要求 列出所有买方提出的增补要求。如果买方在采购单上不作说明,则不考虑增补要求。
常用的填充金属技术要求
焊接检验师还要审核焊接填充金属特性,检查是否与技术要求一致。技术要求之一,AWS A5.1,碳钢药皮焊条技术要求将作为一例详细阐述。
技术要求的一些重要特征将在此阐述: 范围 说明技术要求所涉及的内容。 A部分—基本要求
分类 列出分类的基础。列表说明参考资料。这些分类基于电流的类型、熔敷金属的类型、焊接位置、化学成分及机械性能。
验收 如果焊条符合AWS A5.01要求,就可以验收。 证明 阐述生产商必须确认产品符合所有技术要求。
重新试验 如果某项试验失败,该试验重复两次,每次试验必须通过。 生产方式 任何生产方式都必须符合技术要求。 标记 每个包装外的必需标记都应清晰可见。 包装 说明合适的包装,包括标准尺寸及设置。 圆整方法 说明怎样圆整拉伸数据接近于1000psi。 B部分—试验及试验方法
用来判断填充金属是否符合技术要求所需的一系列化学成分及机械性能试验。试验包括化学成分、全焊缝、冲击、致密、横向拉伸、纵向弯曲及角焊缝试验。
C部分—生产、包装及商标。详细阐述技术要求中对此部分的要求。
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D部分—试验细节 说明各种试验的操作过程,检验填充金属是否符合技术要求。另外也说明试验属于哪类范畴。
附录—包含技术要求正文以外的附加资料。包括注意如何使用焊条的有关资料。
工艺评定及焊工评定
每项以焊接工作为主的工程,不管是在车间完工,还是在现场完工,焊接工艺评定及焊工评定都是工作的一个重要部分。工艺及焊工的评定工作是制造工序中最重要的准备步骤之一。经常有许多项目焊接工艺未经批准就开始。由于技术、材料或操作工技能等不可预知因素的缺乏,可能会导致过高的产品拒收率。
焊接检验师有可能参与评定试验。个别公司会控制焊接检验师参与试验的程度。有些工艺要求焊接检验员见证焊接及评定试验。因此,焊接检验师必须熟知焊接工艺评定和焊工评定的步骤。
许多规范为制造商或承包商规定了评定的职责。因此,公司必须详细规定焊接评定细则以确保焊接工艺及焊工符合适宜的规范和技术要求。
显然,精明的焊接制造商及承包商意识到焊接工艺及焊工的评定会节省一笔成本。当焊接人员及焊接方法经试验认可后,很少会由于焊缝拒收及工程延期引起过多的费用开销。在试验中发现这些缺陷比在制造加工中发现要经济的多。
焊接检验师也可以通过资料审核参与这些评定。其责任之一就是审核焊接工艺及焊工评定来决定它们是否符合规范及技术要求。有经验的焊接检验师经过仔细检验,会发现许多问题并且在焊接之前给予纠正。另外,许多规范授权焊接检验师可以在焊工的焊接质量持续低于标准要求时对他们进行再次评定。
在本讨论中,并不是说只有焊接要作评定。例如钎焊,也要求工艺评定及焊工评定。钎焊评定见ASME第九卷,此卷描述了焊接工艺评定及焊工评定的步骤。几个主要规范(例:AWS D1.1、ASME 第九卷、API 1104)中有关焊接工艺的规定稍有不同,有些区别在规范中也作了注明。检验师必须经常参考这些规范。
工艺评定
评定的第一个步骤就是焊接工艺的准备及完善,这在焊工评定及产品焊接以前完成,因为工艺评定来衡量实际焊接工艺与材料是否匹配。一般情况下,进行焊接工艺评定是显示以下各项的匹配性。 (1) 母材
(2) 焊接、钎焊填充金属 (3) 方法及 (4) 技巧
焊接检验师还必须注意到工艺评定中对试验焊工的技能没有提出要求。尽管许多规范认为工艺评定对焊工进行自动评定,但是实际上工艺评定并不专门用于判定焊工的能力。每个规范对于焊接工艺的评定都有细微的差别,但其基本目的是一样的。
工艺评定有三种基本方法,包括免除评定工艺试验,实际的工艺评定试验及特殊应用的模拟试验。模拟试验作为工艺评定的补充。
我们首先讨论美国焊接协会AWS D1.1,钢结构焊接规范。因为许多工艺都可免除评定,这一体系在焊接领域是独一无二的。所以只要焊接参数在规定的范围内,则不需要进行评定试验。D1.1规范列出了不同的焊接方法、母材、厚度、接头型式及焊接技巧,当这些焊接参数在规定范围内组合使用时,则认为是免除评定的。
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AWS D1.1规定四种焊接方法是免除评定的,包括:SMAW、SAW、FCAW、GMAW,除了短路过渡焊接。但这并不是说只能使用这几种焊接方法。简单地说来,如果产品焊接中使用其他焊接方法,则要求焊接工艺评定试验。有许多母材也是免除评定的。
母材的厚度也会对焊接工艺的性能产生影响。因此,各种免除评定接头在厚度上有限制。AWS D1.1规定钢材焊接厚度大于等于1/8英寸。不同方法、不同位置、不同接头型式的免除评定焊接接头的母材的特殊厚度范围已列表。另外,因为有些条件使得工艺超出限制的范围,这并不是说这项工艺不能使用。而必须进行评定试验以确认这一工艺。
图5.14即AWS D1.1列出了对免除评定焊接接头的各种限制。
观察这张图及表中的值,你会看到此免除评定焊接接头为单面V型坡口对接焊缝,单面焊接,根部加金属衬垫材料。表中数据依照方法、厚度及焊接位置的不同列出不同焊接接头型式的要求。另外,对于规定的方法,根部的间隙和坡口角度有关。对于SMAW工艺,根部间隙及坡口角度的连接有三种选择:根部间隙1/4英寸—45度坡口角度,根部间隙3/8英寸—30度坡口角度,根部间隙1/2英寸—20度坡口角度。在表格右上角插入注明根部间隙及坡口角度的公差的表也很重要。有些尺寸上注明公差为“零件图用”、“装配图用”。 “装配图用”公差与部件实际装配时的允许偏差有关。因此,焊接检验师在产品接头实际装配检验时要运用这些“装配图用”公差。
下一列列出了免除评定接头的位置。紧随其后的一列阐述使用FCAW时是否使用气体保护。参照这些免除评定焊接接头时,注意表格最后一栏中的标注非常重要。这些标注往往是对免除评定焊接接头进行更多的限制。
最后审阅了AWS D1.1规范的第三第四章内容后,才能分别判断一个焊接工艺是否免除评定或需要评定。另外,第5章规定了许多焊缝准备及完工的验收质量要求。第5章也包含达到这些质量等级的验收方法。这一章还详细规定了对不同焊接方法的具体要求,包括“重要变量”。
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重要变量是焊接方法的主要参数。如果其变化超过一定的限值,就必须建立一项新的焊接工艺。这就是说,这些变量非常重要,如果其发生变化,会导致不合格的焊缝。已列出了每种不同焊接工艺的重要变量。
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