钢结构焊接生产工艺.doc

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1、钢结构焊接生产工艺1 钢结构加工工艺的基本知识钢结构焊接制造（即焊接结构生产）是从焊接生产的准备工作开始的，它包括结构的工艺性审查、工艺方案和工艺规程设计、工艺评定、编制工艺文件（含定额编制）和质量保证文件、定购原材料和辅助材料、外购和自行设计制造装配焊接设备和装备；然后从材料入库真正开始了焊接结构制造工艺过程，包括材料复验入库、备料加工、装配焊接、焊后热处理、质量检验、成品验收；其中还穿插返修、涂饰和喷漆；最后合格产品入库的全过程。典型的焊接制造工艺顺序，如图1所示。钢结构焊接生产的准备工作是钢结构制造工艺过程的开始。它包括了解生产任务，审查（重点是工艺性审查）与熟悉结构图样，了解产品技术要

2、求，在进行工艺分析的基础上，制定全部产品的工艺流程，进行工艺评定，编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件，订购金属材料和辅助材料，编制用工计划（以便着手进行人员调整与培训）、能源需用计划（包括电力、水、压缩空气等），根据需要定购或自行设计制造装配焊接设备和装备，根据工艺流程的要求，对生产面积进行调整和建设等。生产的准备工作很重要，做得越细致，越完善，未来组织生产越顺利，生产效率越高，质量越好。材料库的主要任务是材料的保管和发放，它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。材料库主要有两种，一是金属材料库，主要存放保管钢材；二是焊接材料库，主要存放焊丝、焊剂和焊条。焊接生产的备料加工工艺是在合格

3、的原材料上进行的。首先进行材料预处理，包括矫正、除锈（如喷丸）、表面防护处理（如喷涂导电漆等）、预落料等。除材料预处理外，备料包括放样、划线（将图样给出的零件尺寸、形状划在原材料上）、号料（用样板来划线）、下料（冲剪与切割）、边缘加工、矫正（包括二次矫正）、成形加工（包括冷热弯曲、冲压）、端面加工以及号孔、钻（冲）孔等为装配焊接提供合格零件的过程。备料工序通常以工序流水形式在备料车间或工段、工部组织生产。装配焊接工艺充分体现焊接生产的特点，它是两个既不相同又密不可分的工序。它包括边缘清理、装配（包括裕装配）、焊接。绝大多数钢结构要经过多次装配焊接才能制成，有的在工厂只完成部分装配焊接和预装配，

4、到使用现场再进行最后的装配焊接。装配焊接顺序可分为整装整焊、部件装配焊接总装配焊接、交替装焊三种类型，主要按产品结构的复杂程度、变形大小和生产批量选定。装配焊接过程中时常还需穿插其他的加工，例如机械加工、预热及焊后热处理、零部件的矫形等，贯穿整个生产过程的检验工序也穿插其间。装配焊接工艺复杂和种类多，采用何种装配焊接工艺要由产品结构、生产规模、装配焊接技术的发展决定。焊后热处理是焊接工艺的重要组成部分，与焊件材料的种类、型号、板厚、所选用的焊接工艺及对接头性能的要求密切相关，是保证焊件使用特性和寿命的关键工序。焊后热处理不仅可以消除或降低结构的焊接残余应力，稳定结构的尺寸，而且能改善接头的金相

5、组织，提高接头的各项性能，如抗冷裂性、抗应力腐蚀性、抗脆断性、热强性等。根据焊件材料的类别，可以选用下列不同种类的焊后热处理；消除应力处理、回火、正火回火（又称空气调质处理）、调质处理（淬火回火）、固溶处理（只用于奥氏体不锈钢）、稳定化处理（只用于稳定型奥氏体不锈钢）、时效处理（用于沉淀硬化钢）。检验工序贯穿整个生产过程，检验工序从原材料的检验，如入库的复验开始，随后在生产加工每道工序都要采用不同的工艺进行不同内容的检验，最后，制成品还要进行最终质量检验。最终质量检验可分为：焊接结构的外形尺寸检查；焊缝的外观检查；焊接接头的无损检查；焊接接头的密封性检查；结构整体的耐压检查。检验是对生产实行有

6、效监督，从而保证产品质量的重要手段。在全面GB/T 19000-ISO 9000质量管理和质量保证标准工作中，检验是质量控制的基本手段，是编写质量手册的重要内容。质量检验中发现的不合格工序和半成品、成品，按质量手册的控制条款，一般可以进行返修。但应通过改进生产工艺、修改设计、改进原供应等措施将返修率减至最小。钢结构的后处理是指在所有制造工序和检验程序结束后，对焊接结构整个内外表面或部分表面或仅限焊接接头及邻近区进行修正和清理，清除焊接表面残的飞测，消除击弧点及其他工艺检测引起的缺陷。修正的方法通常采用小型风动工具和砂轮打磨，氧化皮、油污、锈斑和其他附着物的表面清理可采用砂轮、钢丝刷和抛光机等进

7、行，大型焊件的表面清理最好采用喷丸处理，以提高结构的疲劳强度。不锈钢焊件的表面处理通常采用酸洗法，酸洗后再作钝化处理。产品的涂饰（喷漆、作标志以及包装）是焊接生产的最后环节，产品涂装质量不仅决定了产品的表面质量，而且也反映了生产单位的企业形象。图1中序号111表示出焊接结构制造流程，其中序号15为备料工艺过程的工序，还包括穿插其间的1214工序，应当指出，由于热切割技术，特别是数字切割技术的发展，下料工序的自动化程度和精细程度大大提高，手工的划线、号料和手工切割等工艺正逐渐被淘汰。序号6、7以及1517为装配焊接工艺过程的工序。需要在结构使用现场进行装配焊接的，还需执行1821工序。序号22需

8、在各工艺工序后进行，序号23、24表明焊接车间和铸、锻、冲压与机械加工车间之间的关系，在许多以焊接为主导工艺的企业中，铸、锻、冲压与机械加工车间为焊接车间提供毛坯，并且机加工和焊接车间又常常互相提供零件、半成品。2 钢结构焊接工艺审查2.1 产品结构工艺性审查的一般要求和任务生产准备工作最重要的任务之一，是审查与熟悉结构图样，了解产品技术要求。这些由生产纲领一道提供的图样，既有企业新设计和改进设计的产品，它们在设计过程中进行工艺审查；也有随订单来的外来图样，企业首次生产前，对这些外来图样也要进行工艺审查。对产品结构进行工艺性审查的目的是使设计的产品在满足技术要求、使用功能的前提下，符合一定的工

9、艺性指标。对钢结构焊接来说，主要有制造产品的劳动量、材料用量、材料利用系数、产品工艺成本、产品的维修劳动量、结构标准化系数等，以便在现有的生产条件下，能用比较经济、合理的方法将其制造出来，而且便于使用和维修。2.2 工艺性审查的内容在进行焊接结构工艺性审查前，除了要熟悉该结构的工艺特点和技术条件以外，还必须了解被审查产品的用途、工作条件、受力情况及产量等有关方面的问题。在进行焊接结构的工艺审查时，主要审查以下几个方面。（1）是否有利于减少焊接应力与变形从减少和影响焊接应力与变形的因素来说，应注意以下几个方面。1) 尽量减少焊缝数量 尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量，这是设计焊接结

10、构时一条最重要的原则。图2所示的框架转角，就有两个设计方案，图2 (a) 设计是用许多小肋板，构成放射形状来加固转角；图2 (b) 设计是用少数肋板构成屋顶的形状来加固转角，这种方案不仅提高了框架转角处的刚度与强度，而且焊缝数量又少，减少了焊后的变形和复杂的应力状态。2) 选用对称的构件截面 尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置。这种焊缝位置对称于截面重心，焊后能使弯曲变形控制在较小的范围。3) 尽量减小焊缝尺寸 在不影响结构的强度与刚度的前提下，尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝，减小了焊缝截面尺寸和长度，能减少塑性变形区的范围，使焊接应力与变形减少。4) 尽量减少焊缝数

11、量 对复杂的结构应采用分部件装配法，尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理，这样能大大减少结构的变形。为此，在设计结构时就要合理的划分部件，使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求，这样就便于总装。由于总装时焊缝少，结构刚性大，焊后的变形就很小。图3所示为800t压床底座的焊接结构示意，左侧方案比右侧方案的总装焊缝少，而且施焊方便，容易控制变形。因此，按左侧方案设计划分部件是合理的。5) 避免焊缝相交 尽量避免各条焊缝相交，因为在交点处会产生三轴应力，使材料塑性降低，并造成严重的应力集中。（2）是否有利于减少生产劳动量在焊接结构生产中，如果不努力节约人力和物力，不提高生产率和降低成本，就会失

12、去竞争能力。除了在工艺上采取一定的措施外，还必须从设计上使结构有良好的工艺性。减少生产劳动量的办法很多，归纳起来主要有以下几个方面。1) 合理的确定焊缝尺寸 确定工作焊缝的尺寸，通常用强度原则来计算求得。但只靠强度计算有时还是不够的，还必须考虑结构的特点及焊缝布局等问题。如焊脚小而长度大的角焊缝，在强度相同情况下具有比大焊脚短焊缝省料省工的优点，图4中焊脚为K长度为2L和焊脚为2K长度为L的角焊缝强度相等，但焊条消耗量前者仅为后者的一半。在板料对接时，应采用对接焊缝，避免采用斜焊缝。合理的确定焊缝尺寸具有多方面的意义，不仅可以减少焊接应力与变形、减少焊接工时，而且在节约焊接材料、降低产品成本上

13、也有重大意义。因此，焊缝金属占结构总重量的百分比，也是衡量结构工艺性的标志之一。2) 尽量取消多余的加工 对单面坡口背面不进行清根焊接的对接焊缝，若通过修整焊缝表面来提高接头的疲劳强度是多余的，因为焊缝反面依然存在应力集中。对结构中的联系焊缝，若要求开坡口或焊透也是多余的加工，因为焊缝受力不大。钢板拼接后能达到与母材等强度，有些设计者偏偏在接头处焊上盖板，以提高强度，如图5中工字梁的上下翼板拼接处焊上加强盖板，就是多余的，由于焊缝集中反而降低了工字梁承受动载荷的能力。3) 尽量减少辅助工时 焊接结构生产中辅助工时一般占有较大的比例，减少辅助工时对提高生产率有重要意义。结构中焊缝所在位置应使焊接

14、设备调整次数最少，焊件翻转的次数最少。4) 尽量利用型钢和标准件 型钢具有各种形状，经过相互结合可以构成刚性更大的各种焊接结构，对同一结构如果用型钢来制造，则其焊接工作量会比用钢板制造要少得多。图6所示为一根变截面工字梁结构，图6 (a) 是用三块钢板组成，如果用工字钢组成，可将工字钢用气割分开见图6 (c)，再组装接起来见图6 (b)，就能大大减少焊接工作量。5) 尽量利用复合结构和继承性强的结构 复合结构具有发挥各种工艺长处的特点，它可以采用铸造、锻造和压制工艺，将复杂的接头简化，把角焊缝改成对接焊缝。图7所示为采用复合结构把T形接头转化为对接接头的应用实例，不仅降低了应力集中，而且改善了

15、工艺性。在设计新结构时，把原有结构成熟部分保留下来，称继承性结构。继承性强的结构一般来说工艺性是比较成熟的，有时还可利用原有的工艺设备，所以合理利用继承性结构对结构的生产是有利的。6) 有利于采用先进的焊接方法 埋弧焊的熔深比手工电弧焊大，有时不需要开坡口，从而节省工时；采用二氧化碳氧化保护焊，不仅成本低、变形小而且不需清渣。在设计结构时应使接头易于使用上述较先进的焊接方法。图8 (a) 箱形结构可用焊条手弧焊焊接，若作成图8 (b) 形式，就可使用埋弧焊和二氧化碳气体保护自动焊。（3）是否有利于施工方便和改善工人的劳动条件。1) 尽量使结构具有良好的可焊到性 可焊到性是指结构上每一条焊缝都能

16、得到很方便的施焊，在审查工艺性时要注意结构的可焊到性，避免因不好施焊而造成焊接质量不好。如厚板对接时，一般应开成X形或双U形坡口，若在构件不能翻转的情况下，就会造成大量的仰焊焊缝，这不但劳动条件差，质量还很难保证，这时就必须采用V形或U形坡口来改善其工艺性。2) 尽量有利于焊接机械化和自动化 当产品批量大、数量多的时候，必须考虑制造过程的机械化和自动化。原则上应减少零件的数量，减少短焊缝，增加长焊缝，尽量使焊缝排列规则和采用同一种接头形式。如采用焊条手弧焊时图9（a）中的焊缝位置较合理，当采用自动焊时，则以图9 (b) 为好。3) 尽量有利于检验方便 严格检验焊接接头质量是保证结构质量的重要措

17、施，对于结构上需要检验的焊接接头，必须考虑到是否检验方便。一般来说，可焊到性好的焊缝起检验也不会困难。此外，在焊接大型封闭容器时，应在容器上设置人孔这是为操作人员出入方便和满足通风设备出入需要，能从容舒适的操作和不损害工人的身体健康。（4）必须有利于减少应力集中应力集中不仅是降低材料塑性引起结构脆断的主要原因，它对结构强度有很坏的影响。为了减少应力集中，应尽量使结构表面平滑，截面改变的地方应平缓和有合理的接头形式。一般常考虑以下问题。1) 尽量避免焊缝过于集中 图10 (a) 用八块小肋板加强轴承套，许多焊缝密集在一起，存在着严重的应力集中，不适合承受动载荷。如果采用图10 (b) 的形式，不

18、仅改善了应力集中的情况，也使工艺性得到改善。2) 尽量使焊接接头形式合理，减小应力集中 对于重要的焊接接头应采用开坡口的焊缝，防止因未焊透而产生应力集中。是否开坡口除与板厚有关以外，还取决于生产技术条件。应设法将角接接头和T形接头，转化为应力集中系数较小的对接接头。应当指出，在对接接头中只有当力能够从一个零件平缓地过渡到另一个零件上去时，应力集中才是最小的，如果按图11所示结构，将搭接接头改为对接接头，并不能减少应力集中，在焊缝端部因截面突变，存在着严重的应力集中，极易产生裂纹。3) 尽量避免构件截面的突变 在截面变化的地方必须采用圆滑过渡，不要形成尖角。如肋板存在尖角时见图12 (a)应将它

19、改变成图12 (b) 所示的形式。在厚板与薄板或宽板与窄板对接时，均应在接合处有一定的斜度，使之平滑过渡。4) 应用复合结构 不仅能够减少焊接工作量，而且可将应力集中系数较大的接头形式，转化为应力集中系数较小的对接接头。（5）是否有利于节约材料和合理使用材料合理的节约材料和使用材料，不仅可以降低成本，而且可以减轻产品重量，便于加工和运输等，所以也是应关心的问题。设计者在保证产品强度、刚度和使用性能的前提下，为了减轻产品重量而采用薄板结构，并用肋板提高刚度。这样虽能减轻产品的重量，但要花费较多的装配、焊接、矫正等工时，而使产品成本提高。因此，还要考虑产品生产中其他的消耗和工艺性，这样才能获得良好

20、的经济效果。1) 尽量选用焊接性好的材料来制造焊接结构 在结构选材时首先应满足结构工作条件和使用性能的需要，其次是满足焊接特点的需要。在满足第一个需要的前提下，首先考虑的是材料的焊接性，其次考虑材料的强度。现在有许多结构采用普通低合金结构钢来制造，这是从我国实际资源出发，冶炼出的一类钢种，其中强度钢已在工业各领域得到广泛使用，它具有强度高，塑性、韧性发了，焊接及其他加工性能较好的性能。使用这类钢不仅能减轻结构的自重，还能延长结构的寿命，减少维修费用等。因此，它已被广泛用来制造各种焊接结构。另外，在结构设计的具体选材时，应立足国内，选用国产材料来制造。为了使生产管理方便，材料的种类、规格及型号也

21、不宜过多。2) 使用材料一定要合理 一般来说，零件的形状越简单，材料的利用率就越高。图13 (b) 所示为锯齿合成梁，如果用工字钢通过气割见图13 (a)再焊接成锯齿合成梁，就能节约大量的钢材和焊接工时。2.3 工艺性审查的方式和程序初步设计和技术设计阶段的工艺性审查一般采用各方（设计、工艺、制造部门的技术人员和主管）参加的会审方式。对产品工作图的工艺性审查由产品主管工艺师和各专业工艺师（员）对有设计、审核人员签字的图样（应为计算机绘制的，原规定为铅笔原图）分头进行审查。全套图样审查完毕，无改意见的，审查者应在“工艺”栏内签字，对有较大修改意见的，暂不签字，审查者应填写“产品结构工艺性审查记录

22、”（见JB/Z186.41988）与图样一并交设计部门。设计者根据工艺性审查记录上的意见和建议进行修改设计，修改后工艺未签字的图样返回工艺部门复查签字。若设计者与工艺员意见不一，由双方协商解决。若协商不成，由厂技术负责人进行协调或裁决。3 焊接生产工艺方案的设计在生产准备工作中，进行工艺分析，编制工艺方案，是作为指导产品工艺准备工作的依据，除单件小批生产的简单产品外，都应具有工艺方案，它是工艺规程设计的依据。进行工艺分析可以设计出多个工艺方案，进行比较，确定一个最优方案供编制工艺规程和继续进行其他的焊接生产准备工作。因此，在制定工艺方案，编制工艺文件之前，仔细的进行焊接生产全过程的工艺分析是十

23、分重要的。3.1 工艺分析和编制工艺方案的原则首先，从产品焊接结构生产的要求入手，包括技术要求、经济要求、劳动保护、安全卫生，明确焊接结构生产的规模和方式，使确定的工艺方案在保证钢结构质量的同时，充分考虑生产周期、成本和环境保护；其次，根据本企业能力，积极采用国内外先进工艺技术和装备，以不断提高企业工艺水平和生产能力。3.2 工艺分析的依据和内容工艺分析是在钢结构的焊接生产要求和可能实施的生产工艺过程之间，寻求矛盾和解决矛盾的办法。工艺分析的重点是装配焊接工艺过程分析。工艺分析总是优先考虑采用先进的焊接工艺，分析结构形式、生产规模，选用保证结构技术要求、有高的焊缝质量和劳动生产率、良好的劳动条

24、件的焊接方法；其次，在保证产品技术条件和质量的前提下，要进行成本分析，千方百计降低产品成本。工艺分析的依据和内容及相应可考虑的措施见表1。通过工艺分析设计几种装配焊接方案，根据不同方案的情况，进行比较，确定最佳方案。表1 工艺分析和工艺方案编制的依据和内容依 据内 容着眼点与考虑的措施 产品设计图样（已通过工艺性审查），生产的任务（生产纲领）及有关技术文件 结构采用何种焊接工艺 在此工艺条件下，如何保证产品技术条件规定的结构几何尺寸、焊接接头的质量 产品的生产性质和生产类型 钢结构的形式，焊缝的分布及其对变形和应力的影响，为保证结构几何尺寸和焊缝质量采取的工艺措施包括焊接材料选择、需要预热、后

25、热和焊后热处理 相应采用合理的装配焊接次序、各工序的要求，采用适当的装配焊接夹具和反变形。严格控制装配质量和焊接工艺参数，它应该建立在严格工艺评定基础之上、良好的可达性和最佳的旋焊位置（平焊位置） 本企业现有生产条件 结构与部件的划分 要与选定的装配焊接工艺相适应；划分零件数量适当，装配焊接工作量最少、各工种工作量比较平衡、工种交替少、易于流水作业和这种划分的装配焊接顺序产生较小的焊接变形和应力，即使有了变形也容易矫正。与车间的起重和设备能力符合 国内外同类产品的工艺技术情报 可选用的工具、夹具和工艺装备 保证结构质量、减轻劳动强度、改善劳动条件和生产安全，达到提高劳动生产率 有关技术政策、市

26、场信息，本企业领导和职工的目标 选择适当的检验方法、生产组织和管理 与结构图样和技术要求、工艺方法相适应，并要符合有关标准工艺方案内容根据方案分类还有所不同，由新产品样机试制、新产品小批试制到批量生产，一步步深入，前一阶段的工艺小结是后一阶段工作的基础。以批量生产为例，其工艺方案主要包括：对小批试制阶段工艺、工装验证情况的小结；工艺关键件质量攻关措施意见和关键工序质量控制点设置意见；工艺文件和工艺装备的进一步修改、完善意见；专用设备或生产自动线的设计制造意见；采用有关新材料、新工艺的意见；对生产节拍的安排和投产方式的建议；装配方案和车间平面布置的调整意见。3.3 工艺方案设计的程序根据工艺设计

27、的依据及工艺分析的结论，由主管工艺人员提出几种工艺方案，组织讨论，确定最佳方案，经工艺主管审核，最后交由工艺师或总工程师批准。4 钢结构焊接加工工艺规程按照美国ASMF锅炉与压力容器法规第九卷QW-200.1条款，焊接工艺规程定义为一种经评定合格的书面焊接工艺文件，以指导按法规的要求焊制产品焊缝。具体说，焊接工艺规程可用来指导焊工和焊接操作者施焊产品接头，以保证焊缝的质量符合法规的要求。焊接工艺规程必须由生产该焊件的企业自行编制，不得沿用其他企业的焊接工艺规程，也不得委托其他单位编制用以指导本企业焊接生产的焊接工艺规程。因此，焊接工艺规程也是技术监督部门检查企业是否具有按法规要求生产焊接产品资

28、格的证明文件之一，目前已成为钢结构焊接生产企业认证检查中的必查项目之一。因而焊接工艺规程是企业质量保证体系和产品质量计划中最重要的质量文件之一。4.1 焊接工艺规程的内容焊接工艺规程是指导焊工按法规要求焊制产品焊缝的工艺文件。因此一份完整的焊接工艺规程，应当列出为完成符合质量要求的焊缝所必需的全部焊接工艺参数，除了规定直接影响焊缝力学性能的重要工艺参数以外，也应规定可能影响焊缝质量和外形的次要工艺参数。具体项目包括：焊接方法，母材金属类别及钢号，厚度范围，焊接材料的种类、牌号、规格，预热和后热温度，热处理方法和制度，焊接工艺参数，接头及坡口形式，操作技术和焊后检查方法及要求。对于厚壁焊件或形状

29、复杂的易变形的焊件还应规定焊接顺序。如焊接工艺规程编制者认为有必要，也可列入对按法规焊制焊件有用的其他工艺参数，如加可熔衬垫或其他焊接衬垫等。对于一般的焊接结构和非法规产品，焊接工艺规程可直接按产品技术条件、产品图样、工厂有关焊接材料，焊接材料和焊接工艺试验报告以及已积累的生产经验数据编制焊接工艺规程，经过一定的审批程序即可投入使用，无需事先经过焊接工艺评定。对于受监督的重要焊接结构和法规产品，每一份焊接工艺规程必须有相应的焊接工艺评定报告作为支持，即应根据已评定合格的工艺评定报告来编制焊接工艺规程。如所拟订的焊接工艺规程的重要焊接工艺参数，已超出本企业焊接工艺评定报告中规定的参数范围，则该焊

30、接工艺规程必须按下节所规定的程序进行焊接工艺评定试验。只有经评定合格的焊接工艺规程才能用于指导生产。焊接工艺规程原则上是以产品接头形式为单位进行编制。如压力容器壳体纵缝、环缝、筒体接管焊缝、封头人孔加强板焊缝都应分别编制一份焊接工艺规程。如容器壳体纵、环缝采用相同的焊接方法、相同的重要工艺参数，则可以用一份焊接工艺评定报告作为支持纵、环缝两份焊接工艺规程。如某一焊接接头需采用两种或两种以上焊接方法焊成，则这种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。4.2 工艺规程的类型和工艺规程的文件JB/Z 338.51988规定，工艺规程的类型有专用工艺规程、通用工艺规程

31、和标准工艺规程。工艺规程的文件形式及其使用范围如下。 工艺过程卡片：主要用于单件小批生产的产品示例。 工艺卡片：用于各种批量生产的产品。 工序卡片：主要用于大批量生产的产品和单件小批生产中的关键工序。 操作指导卡片（作业指导书）：用于建立工序质量控制点的工序。 工艺守则：某一专业应共同遵守的通用操作要求。 检验卡片：用于关键工序检查。 装配系统图：配合装配的工艺过程或工序卡片使用，以便于复杂产品的装配。 热处理、成形、锻造工艺卡片等。各工厂根据本厂的具体条件，产品的结构特点、材料、设备、生产规模等，依照规范制定工厂的工艺规程的文件形式及其使用范围。所有各工艺规程卡片的幅面尺寸大小以及表头、表尾

32、、附加栏的格式，都应按表2的格式印刷，装配工艺过程卡片示例见表3，焊接工艺卡片示例见表4，工艺守则首页样式见表5。4.3 设计工艺规程的基本要求 工艺规程是直接指导现场生产操作的重要技术文件，应做到正确、完整、统一、清晰。 在充分利用本厂现有生产条件基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验。 在保证产品质量基础上，尽可能提高生产率和降低消耗。 必须考虑生产安全和工业卫生（环境保护），采取相应措施。 结构和工艺特征相近的构件、零件应尽量设计典型工艺规程。 各专业工艺规程在设计过程中应协调一致，不得相互矛盾。 工艺规程中所用的术语、符号、代号要符合相应标准的规定。 工艺规程中的计量单位应全部采用

33、法定计量单位。 工艺规程的格式、幅面与填写方法和编号应分别按JB/Z 187.3、JB/Z 2541988执行。4.4 设计工艺规程的主要依据和审批程序工艺规程设计的依据是产品的工艺方案，以及有关的焊接实验或焊接工艺评定，它是编制焊接工艺规程最重要的依据之一。还有产品零、部件工艺路线表，有的工厂称为工艺工序流程图，车间分工明细表，有关的工艺标准，有关的设备和工艺装备资料，国内外同类产品的有关工艺资料等。工艺规程编制好后，要经过审核、标准化审查、会签，最后批准的审批程序。工艺工程师设计的工艺规程首先经主管工艺师（或工艺组长）审核，关键工艺规程可由工艺处（科、室）负责人审核。按照JB/Z 338.

34、71988进行工艺规程标准化审查。经审查和标准化审查后的工艺规程应送交有关生产车间，车间根据车间的生产能力，审查工艺规程中安排的加工和（或）装配焊接内容在本车间能否完成；工艺规程中选用的设备和工艺装备是否合理，进行会签。此后成套工艺规程，一般经由工艺处（科、室）负责人批准，成批生产的产品和单件生产的关键产品的工艺规程，应由总工艺师或总工程师批准。5 钢结构的焊接工艺评定焊接工艺评定是通过对焊接接头的力学性能或其他遥试验证实焊接工艺规程的正确性和合理性的一种程序。焊接工艺规程是否能提供合乎技术要求的焊接接头，需要通过焊接工艺评定或焊接试验来确定。重要的钢结构如压力容器、锅炉、能源与电力设备的金属

35、结构、桥梁、重要的建筑结构等，在编制焊接工艺规程之前都要进行焊接工艺评定。5.1 焊接工艺评定的程序 了解应进行焊接工艺评定的结构特点和有关数据，如材质、板厚（管壁厚度）、焊接位置、坡口形式及尺寸，是否规定了焊接方法等。确定出应进行焊接工艺评定的若干典型接头，避免重复评定或漏评。 在工艺分析的基础上，由焊接工程师（工艺主管）拟订焊接工艺，编制接工艺评定指导书，其内容有母材的钢号、分类号和规格；接头形式、坡口及尺寸；焊接方法、焊接参数及热参数（预热、后热及焊后热处理参数）；焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂、气体等）；焊接位置（立焊还包括焊接方向）；以及包括焊前准备、焊接要求、清根、锤击等在内的其他

36、技术要求等，还应有编制的日期、编制人、审批人的签字和文件的编号。 焊接试件应按标准规定的图样，选用材料并加工成待焊试件。 焊接工艺评定所用的设备、装备、仪表应处于正常工作状态，焊工必须是本企业熟练的持证焊工。 试件焊接是焊接工艺评定的关键环节之一，除要求焊工按焊接工艺评定指导书的规定认真操作外，还应有专人做好实焊记录，它是现场焊接的原始资料，是焊接工艺评定报告的重要依据。 由焊好的试件加工试样，并进行试样的性能试验。 在各项检测试验结束、试验报告汇集之后进行总结，编制“焊接工艺评定报告”。5.2 焊接工艺评定的规则焊接工艺评定工作是企业重要的质保活动，因此必须规范化。我国已制定了多种焊接工艺评

37、定标准，它们是蒸汽锅炉安全技术监察规程，部颁标准JB 442089锅炉焊接工艺评定，JB 470889钢制压力容器焊接工艺评定以及JB/T 696393钢制件熔化焊工艺评定。这些标准基本上都是按照美国ASME锅炉与压力容器法规第九卷焊接与钎焊评定编制的。我车至今尚未专为钢结构制定焊接工艺评定标准，目前钢结构焊接工艺评定规则主要依据美国AWS钢结构焊接法规ANSI/AWS D1.196“钢结构焊接法规”有关章节的规定。按照AWS“钢结构焊接法规”，可将焊接工艺规程分为两大类，一类是免作评定的焊接工艺规程，或称通用焊接工艺规程，只要规程的各项内容均在法规规定的范围之内，则该焊接工艺规程可以免作焊接

38、工艺评定试验。另一类焊接工艺规程，必须按法规的有关规定作焊接工艺评定试验，以证明该工艺规程的正确性。这类焊接工艺规程规定的下列各重要工艺参数只要有一项超出了法规容许的范围，必须重作焊接工艺评定。1) 焊接方法 法规容许钢结构生产中采用焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊、药芯焊丝电弧焊、电渣焊和气电立焊等焊接方法。从一种焊接方法改用另一种焊接方法，或每种焊接方法的重要工艺参数的变化超过原评定合格的范围，需对该焊接工艺规程作评定试验。2) 母材金属 如钢结构焊接部件所用的母材金属不是法规认可的钢材，则与该种钢材有关的焊接工艺规程应作工艺评定。3) 焊接填充金属和电极 焊接填充材料强度

39、级别的提高，从低氢型焊条改成高氢型焊条或改用非标准焊条、焊丝或焊丝焊剂组合的变动，在钨极氩弧焊中，增加或取消填充丝，从添加冷丝改成添加热丝或反之，钨极直径的改变以及采用非标准钨极；在埋弧焊中添加或取消附加铁合金粉末或粒状填充金属或焊丝段，增加其添加量以及采用合金焊剂时，焊丝直径的任何变更；以及在各种机械和自动焊接法中焊丝根数的变化等均视作焊接工艺重要参数的改变，均应作焊接工艺评定。在电渣焊和气电立焊中，填充金属或熔嘴金属成分的重要变化，熔池挡板从金属型改成非金属型或反之，从可熔挡板改成不可熔挡板或反之，实心的非熔挡板任何横截面尺寸或面积的减小大于原有挡板的25，实心的非熔挡板改为水冷挡板或反之

40、，熔嘴金属芯横截面的变化大于30，加焊剂方式的改变（如由药芯改为磁性焊丝或外加焊剂），焊剂成分包括熔嘴涂料成分的改变，焊剂配料成分在于30等均为重要工艺参数。上列重要参数超过规定范围应作工艺评定。4) 预热和层间温度 法规按钢种和板厚规定了最低的预热温度和层间温度。如预热温度和层间温度降低值超过下列规定，则应通过工艺评定试验。对于焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊和药芯焊丝电弧焊为14；对于钨极氩弧焊为55。对于要求缺口冲击韧度的焊接接头，层间温度不应比规定值高55以上。5) 焊后热处理 对于法规认可的常用弧焊方法焊接的接头，增加或取消焊后热处理，对于电渣焊和气电立焊接头，改变焊后热处理的加

41、热温度范围及保温时间，均应作工艺评定试验。6) 焊接电参数 重要的焊接电参数包括：焊接电流、电流种类和极性，熔滴过渡形式、电弧电压、焊丝送进速度、焊接速度和热输入量。这些参数的变量如超过下列容许极限，则应作焊接工艺评定试验。其中每种直径焊条或焊丝的变量，对于焊条电弧焊不应超过焊条制造厂所推荐的上限值；对于埋弧焊、熔化极气体保护焊和药芯焊丝电弧焊不应超过原评定值的10；对于钨极氩弧焊不应超过25。埋弧焊焊接时，当使用合金焊剂或焊接淬火回火钢时，电流种类和极性的变化以及熔化极（包括药芯焊丝）气体保护焊时熔滴过渡形式的变化均被看作重要参数。电弧电压的变量对于焊条电弧焊不应超过焊条制造厂推荐的上限值；

42、对于埋弧焊、熔化极气体保护焊不应超过7；对于钨极氩弧焊不应超过25。对于各种机械焊接方法，焊丝的送进速度不应大于原评定值的10。在不要求控制热输入量的情况下，焊接速度的变量对于埋弧焊、熔化极气体保护焊和钨极氩弧焊相应不得超过15、25和50。当要求控制热输入量时，增加值不应超过原评定值的10。对于电渣焊和气电立焊，焊接电流的增或减不应超过20，电压值增或减不应大于10，焊丝送进速度的变化不超过40，焊接速度的增或减不大于20。7) 保护气体 在各种气体保护焊中，保护气体从一种气体改为另一种保护气体或改用混合气体，或改变混合气体的配比或取消气体保护，或使用非标准保护气体均看作是重要参数的改变。对

43、于熔化极气体保护焊，药芯焊丝电弧焊和钨极氩弧焊，保护气体总流量如相应增加20、超过25和50，或相应减少10超过20，则需通过焊接工艺评定试验。对于气电立焊，保护气体总流量变化的容限比为25，采用混合保护气体时，任何一种气体混合比的变化不应大于总流量的5。8) 坡口形式和尺寸 坡口形式的改变，例如从单V形改成双V形，从直边对接改成开坡口，或坡口的截面积的增加或减小比原评定尺寸值大25，或取消背面衬垫以及坡口尺寸的变化，即坡口角减小、间隙减小和钝边增加超过了法规有关条款规定的容限值，则需作焊接工艺评定试验。但全焊透开坡口接头的工艺评定适用于所有通用焊接工艺规程所采用的各种坡口，包括局部焊透开坡口

44、的接头形式。9) 焊接位置 焊接工艺评定试验的焊接位置分平焊、立焊、横焊和仰焊，工艺评定焊接位置只适用于相对应的产品焊接位置。从一种焊接位置改成另一种焊接位置需通过焊接工艺评定。电渣焊和气电立焊时，接头垂直度偏差不应大于10。焊条电弧焊和气体保护焊立焊时，焊接方向从向上立焊改成向下立焊或反之，亦应看作重要工艺参数的变动。10）母材金属的规格 母材金属的规格对于板结构只考虑母材金属厚度，对于管结构应同时考虑管径和壁厚。当采用全焊透开坡口焊缝进行工艺评定试验是地，对于板材接头，试板厚度小于25mm，其适用范围为3.0mm2（为试板厚度），试板厚度如大于25mm，其适用范围的上限不受限制。对于管材接

45、头试件的规格分两种，一种名义直径小于610mm，另一种是大于610mm，适用的产品焊件外径为等于和大于试件管径的所有规格。壁厚（t）的适用范围，壁厚小于10mm的试件为3.0mm2t，壁厚为1019mm的试件为t/22t，壁厚大于19mm的试件为10mm无限大。对于电渣焊和气电立焊，工艺评定有效的壁厚范围为0.5mm1.1t。对于焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊，任何厚度或管径的全焊透开坡口焊缝的评定，适用于所有尺寸的角焊缝或任何厚度的局部焊透开坡口焊缝。当采用局部焊透焊缝评定时，其适用范围按坡口深度而定。如试板坡口深度为3.010mm，其适用范围为3.0mm2H（H为坡口高度），如试板坡口深度

46、为1025mm，则适用范围为3.0mm任何厚度，当以T形接头试板评定角焊缝时，如试验角焊缝为单道，其尺寸为产品结构中所规定的最大角焊缝尺寸，则可适用于任何厚度的板厚，适用于尺寸为单道试验角焊缝的最大尺寸及更小的尺寸。如以产品结构中所规定的最小尺寸多道角焊缝为试验角焊缝，则可适用于任何厚度的板厚及焊缝尺寸为多道试验角焊缝最小尺寸及最大的尺寸。当以管件T形接头评定角焊缝时，其适用范围与板材相同，只是将板厚改成管厚。5.3 焊接工艺评定试验焊接工艺评定试验项目和方法原则上应完全按照焊接工艺评定标准，不得任意增加或缩减试验项目，也不得任意改变实验方法，否则就失去了焊接工艺评定的合法性和合理性。钢结构焊接工艺评定试验项目包括：目视检查；无损检验；弯曲试验；拉伸试验（含全焊缝金属拉伸试验）；缺口冲击试验（对接头提出冲击韧度要求时）；宏观金相检验。焊接工艺评定试件，可分为全焊透开坡口对接焊试件、局部焊开坡口对接焊试件以及角接焊缝试件，在以上三种试件中还可分成板材试件和管材试件，对于槽焊和塞焊缝的工艺评定实验则采用模拟试件。5.4 焊接工艺评定报告焊接工艺评定试验完成后，需将试验结果填入焊接工艺评定报告。通常为便于对照，还应事先编制一份焊接工艺评定指导书作为焊接工艺评