现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范.pdf

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1、中华人民共和国国家标准 现场设备、工业管道焊接 工程施工及验收规范 GB 5 0 2 3 6 - 9 8 条文说明 总则 1 . 0 . 1 明确指出本规范是为保证工程建设现场制 作设备、 安装工业金属管道焊接工程的质量而制 定的， 取消了原规范中的行业限制，也就是说只 要其材料及焊接方法在适用范围内，不论是哪个 行业工程建设现场都适用。 1 . 0 . 2 对本规范的适用范围作了规定， 包括材料 种类、 焊接方法。 焊接方法 中， 仅是熔化焊部分，对于钎焊， 在基本建设中应用极少， 故未列人。 1 . 0 . 3 因 锅炉、 压 力容器 是国 家 专管的 项目， 有 专用标准遵循，不属于 本

2、规范所辖范围。 1 . 0 . 5 由于本规范是指导基本建设施工现场焊接 的综合性规范，是对现场设备、 工业管道焊接质 量提出的基本要求。因此，现场焊接工程除应符 合本规范的规定外，尚应按国家现行有关标准、 规范的规定执行。 2 . 0 . 5 对焊缝返修的程序及返修的工艺作出了规 定。本规范取消了焊接返修不应超过m次的规定， 施工实践证明，超过两次返修的焊缝还是存在的， 只要在焊缝返修时，措施得当， 超过两次返修的 焊缝 ， 使用性能不会受到影响。 3 材料 3 . 0 . 2 本规范涉及的材料应包括母材和焊接材 料， 用于焊接工程的所有材料都应有制造厂的质 量证明书。对无质量证明书的材料应

3、由制造厂按 材料标准规定补作试验，证明材料合格后方可使 用。 3 . 0 . 3 本条规定是对材料使用前的检查和验收， 对新材料的焊接性能，一般在试制过程中已进行 过试验，设计单位选用新材料时，一般都已考虑 了该材料的焊接性，为减少施工单位不必要的重 复性试验工作，因此设计单位应为施工单位提供 该材料的焊接性资料。 2 通 用 规 定 2 . 0 . 1 设计文 件是施 工的 主 要依 据， 因此 设计文 件中提供有关焊接设计的内容是必要的。原规范 中也提出了对设计文件的要求，为使施工少走弯 路， 此次修订予以保留， 并进行了补充。 2 . 0 . 3 根据经验， 施工单位具备的条件，将直接

4、影响焊接工程质量。原规范对施工单位应具备的 基本条件作了规定，本次修订不仅保留，并作了 补充，以强调施工单位应具备的技术能力、 装备 水平和建立焊接质量管理体系， 为保证工程的焊 接质量提供 了 基本的条件。 2 . 0 . 4 施焊环境对焊接质量的好坏有直接影响， 因此， 本条对施焊环境提出了基本要求。 关于 “ 焊接环境温度”的规定，国内不少标 准提出允许焊接的最低环境温度值，但规定的温 度值不尽一致。实际上，在整个焊接过程中，只 要能保证被焊区域的足够温度 （ 包括在必要时采 取的预热、中间加热 、 缓冷等手段）就可顺利地 进行焊接，获得合格接头， 所以对环境温度值给 予 限制不是充分必

5、要的，目 前又尚无为大家所接 受的公认合理的限制环境温度标准。故本条提出 在采取措施 ， 能保证被焊区域所需足够温度和焊 I 二 技术不受影响的情况下， 对环境温度值不作强 制性规定。 4 焊接工艺评定 4 . 1 一 般 规 定 4 . 1 . 1 在材料焊接性已经掌握的前提下， 焊接工 艺评定是在焊接作业前，为了验证拟定的焊接工 艺的正确而作的一项验证性试验。 4 . 1 . 6 本规范中 “ 焊接作业指导书”等同于压力 容器标准中的 “ 焊接工艺规程” 。其修改目 的是为 避免与现场施工的规程、 规范等术语相混淆，“ 焊 接作业指导书”的提法，较切合于指导现场焊接 作业的效用。 本条指出

6、焊接作业指导书是依据焊 接工艺评定报告编制的，并对编制焊接作业指导 书时如何使用焊接工艺评定报告提出了原则性规 定。 4 . 1 . 7 为了适应工程建设集团化的需要，出现了 多个单位组成同一质量管理体系的情况，当这个 质量管理体系内的单位，在技术力量 、 工装设备、 质量管理制度均能符合规定时，就能够保证焊接 工艺的正确实施。基于上述原因，/ p 时参照美国 机械工程师协会标准 A S ME -L A ， 提出了本条的 规定。 4 . 2 评 定 规 则 4 . 2 . 3 本条是为了减少焊接工艺评定数量， 对用 于施工现场的母材进行分类， 母材分类方法依据 于美国机械工程师协会标准 A S

7、 ME -I X， 但由于 我国生产的金属材料还缺项甚多，故本规范表 4 . 2 . 3 中 “ 牌号举例”栏中钢号不全。 4 . 2 . 6 对影响焊缝接头使用性能的一些工艺因素 进行划分，分为重要因素、 补加重要囚素及次要 因 素，并就这些因素改变是否要重新评定作出了 规定 。 4 . 2 . 7 此条对工艺评定的 母材认可范围 作了规 定，主要 依据 于 美 国机 械工 程 师协 会 标 准 A S ME - I X o 4 . 2 . 8 改变 焊后热 处理的 类别时 应重新 评定。 热 处理的类别为： 铬镍不锈钢分为不热处理和热处 理； 其余钢材分为不热处理，消除应力热处理， 正火、

8、 正火加回火、淬火加回 火。 4 . 2 . 9 规定了 焊接 工艺评 定的 厚度适用范围， 焊 件厚度影响焊接热循环，厚度不同， 采用的工艺 措 施， 乃 至工艺方法都有所不同 。薄 件需采用小 线能量，以防止变形， 而厚件则主要考虑结构刚 性，因此采用某一厚度试件评定合格的焊接工艺 其适用范围应有一定限制， 美国机械工程师协会 A S ME -I X 标准有类似的规定。 4 . 2 . 1 0 明确了对接焊缝评定合格的焊接工艺适 用于焊缝返修和补焊， 焊缝返修和补焊是指焊缝 表面缺陷的补焊和无损探伤发现的焊缝内部缺陷 的 返修。因这些焊接是在母材、 焊材等重要因素 不变的情况下进行的，因此

9、返修焊不需重新评定。 但是对于拘束性较大的工件的返修、补焊，在编 制用于返修的焊接作业指导书时应提出措施。 4 . 2 . 1 1 规 定了 对 接焊缝试件评定合格的焊接工 艺适用于不等厚对接焊件，限制条件是两侧母材 厚度都 在评定的 适用范围内 。此 规定与国家现行 标准 钢制压力容器焊接工艺评定J B 4 7 0 8 及美 国机械工程师协会标准 A S ME -I X 是一致的。 4 . 3 试 验 与 评 定 标准 钢制压力容器焊接工艺评定J B 4 7 0 8 是一 致的。 4 . 3 . 2 对试件焊缝的外观检验和射线照相检验质 量提出要求，在试验条件下能否焊接出外部和内 部质量符合

10、要求的焊缝，是评价一个焊接工艺正 确与否的必须条件。 4 . 3 . 3 有热处理要求的试件只有经过热处理后， 其力学性能才能达到预期要求。为使试验结果能 反映和代表工件实际情况，提出了试件在热处理 后进行力学性能试验的要求。 4 . 3 . 4 规定了力学性能试验项目， 焊接工艺评定 应进行拉伸和弯曲试验。但由于铸造管本身的弯 曲性能不作要求， 所以对于铸造管的焊接工艺评 定试件不要求进行弯曲试验。对冲击试验，只有 在设计或专业标准提出要求时才进行。 4 . 3 . 8 对弯曲 试样的 具体要 求， 其中 弯曲 试样厚 度的规定与国内相关标准的规定不甚一致， 但不 矛盾， 本条规定弯曲试样

11、（ 面弯，背弯）厚度为 当 试件厚度 T 2 0 时，t =2 0 ，因为前面条文规定 T - 2 0 时弯曲试验只作侧弯，即当T 妻2 0 时，根本不 取面弯和背弯试样，国外标准面弯、背弯试样厚 度大多规定为 9 . 5 m m ( 3 / 8 ，这是较为合理的， 因此本条作了与相关标准不甚一致的规定。 4 . 3 . ， 对冲击试验取样位置作了规定 ， 只取焊缝 和热影响区两区域的试样，与国家现行标准 钢 制压力容器焊接工艺评定J B 4 7 0 8 的规定一致。 4 . 3 . 1 0 规定了力学性能试验的方法，其中弯曲 试验方法中，规定了试样均弯到 1 8 0 0 ，这样规定 的弯曲试

12、验，是在被试验材料塑性允许范围以内。 4 . 3 . 1 2 为了 避免试验结果的偶然性而使一项合 格的焊接工艺判废， 本条规定单个试样不合格时， 允许在原试件上加倍取样进行复试。 4 . 3 . 1 规定了 工艺 评定试 件的 检 验项目， 国 外标 准如美国机械工程师协会标准 A S ME -I X ，日本 工 业标 准J I 5 - 2 3 0 4 0 标准中 均未规 定对工艺评定 试件进行外观检验和射线照相检验， 但考虑到外 观检验和射线照相检验能够发现试件焊缝外部和 内部的缺陷， 从缺陷的性质可以分析产生缺陷的 工艺因素，因此对工艺评定有一定意义，同时根 据射线照相检验结果， 在截取

13、试样时可避开影响 力学性能试验的内在缺陷。所以规定了试件需作 外观检验和射线照相检验， 这一规定与国家现行 5. 1 焊 工 考 试 一 般 规 定 5 . 1 . 1 规定了从事本规范适用范围内焊接作业的 焊工必须按本章进行考试。目前国内有关焊工考 试的标准很多，如原劳动部颁发的 锅炉压力容 器焊工考试规则 、 各行业标准中的考试规则等。 由于基本建设的焊接工程具有施焊环境复杂， 被 焊材料种类繁多，特殊材料供应余量极少，对焊 接工件的质量要求差别较大等特点，上述这些 考规 对基本 建设不完 全适用， 因此 对从事 基本 建设施工现场的大量不隶属压力容器范畴内的设 备及工业管道焊接作业的焊工

14、技能考核作一规定 是很有必要的。 5 . 1 . 2 规定了焊工考试的组织和实施机构是焊工 考试委员会。焊工考试委员会可以在企业中产生， 也可以 作为一个实业性的机构独立存在。 5 . 1 . 3 规定了考试委员会必须有的基本人员，包 括承担考试技术责任的焊接工程师、具有较高理 论和实际水平的射线照相检验人员以及具有监督 焊工技能考试和执行工艺指令能力的焊接技师。 原规范提出的考试委员会的其他成员，如劳资、 人事、 技术、检查部门派代表参加，由于这些人 员 对焊工考 试质量不起主 导作用， 故本条修订不 作明文规定，而由考试委员会和上级主管部门根 据工作需要自 行安排。 5 . 1 . 4 对

15、考试的场地、 工装设备、检测手段等提 出要求，目的是保证焊工考试工作的顺利进行， 也是成立焊工考试机构的必备条件。 5 . 1 . 6 基于我国的国情，对焊工的文化程度加以 规定是有必要的，为避免考试成绩低劣， 致使大 量焊工考试不能通过，故又规定参加考试的焊工 应有一定基础并要通过考委会的审查批准。 5 . 1 . 7 基本知识考试是参加技能考试的前提，因 为技能水平的提高是建立在理论水平的基础 L ， 为督促焊工学习基本知识， 提高理论水平，规定 基 本知识考 试合格后 方能参 加技能考 试是必要的。 5 . 1 . 8 焊工基本知识考试的内容包括焊工为合理 施 焊和安全 操作所必 备的

16、基 本知识。 5 . 1 . ， 规定了焊工在何时何种情况下可以免除基 本知识考试，但如果是焊接方法的改变， 需重新 增加相应方法的考试，因为不同的焊接方法其基 本原理不同，焊工必须经过对该焊接方法的系统 学习方能正确掌握和提高。 5 . 1 . 1 0 是原规范第 6 . 1 . 2 条的修改条文。强调 了焊工应严格按照作业指导书的要求进行考试， 其目的是： 一方面保证焊工考试不受不 良的焊接 工艺因素影响，另一方面考核焊工执行焊接工艺 指令的能力。 5 . 1 . 1 1 因考试不合格的原因可能有技能以外因 素的影响， 所以应给予补考的机会，补考仍不合 格，可对其技能作出判断，需经一段时间

17、的培训 和学习， 方能再次申请考试。对于补考仍不合格 者，应经过多长时间的培训和学习，才能再次申 请补考呢？国内 标准规定为 3 个月，国外规范无 时间规定。我们认为应根据焊工培训进步情况决 定， 在时间上以不作硬性规定为宜。 5 . 1 . 1 2 是 对考试 合格项目 的 有 效期限的 规定。 ( 1 )合格项目的有效期限， 原条文规定为 2 年。根据目 前日趋增多的焊接工作量， 焊工技能 已趋于稳定，为减轻企业负担，适当延长有效期 限是可以的。目前国内许多考规均改为 3 年，为 保持与这些标准的一致， 此次修订也改为 3 年。 ( 2 )对连续中断 6 个月焊接作业需要再参加 焊接工作的

18、焊工，原条文规定唯一的办法是 “ 重 新考试” 。但完全依靠重新考试会给企业带来繁重 的工作量和经济负担。此次修订，增加了现场考 核的办法， 采取现场考核的办法同样能考查焊工 在中断 6 个月后技能有无退步。“ 现场考核”的办 法及规定的考核焊缝的长度规定是依据美国机械 工程师协会标准 A S ME -I X 而定的。 ( 3 )对 “ 焊接质量一贯优良”的质量准则， 原条文未作规定，热必造成免试条件不统一，本 次修订所规定的免试条件是调研了施工企业目前 的焊接技术水准而定的。 ( 4 )由于各企业内部的质量管理指标和考核 办法不尽相同， 对焊工技能等级的要求也不尽一 致， 质量低劣注销合格证

19、的条件由企业质检部门 确定。 5 . 1 . 1 3 在施工 现场 往往一名焊工除承 担本规范 所辖范围的焊接工作外还同时从事锅炉、压力容 器、 钢结构 件等的焊接工作， 相应的规范又规定 必须符合各自 考规的要求。所以，作为企业 和 焊工都希望能建立起各考规之间的联系 “ 桥 梁” ，以避免重复考试。本规范提出：当焊工按某 一考 规考试 合格时， 若该考规的各项规定均不低 于本章要求， 则该焊工应当能够胜任本规范所辖 范围的焊接工作，但考虑到现场作业的特殊性 ， 为慎重起见， 要求由焊工考试委员会来把好审核 关。 5 . 2 操作技能考试内容及方法 5 . 2 . 1 对考试的焊接方法进行了

20、分类。由于组合 焊的方式焊制一个试件应比按每种焊接方法单独 焊制试件更接近施工现场的实际情况，所以本次 修订提出了两种考试形式可替代的规定。 5 . 2 . 2 本条是 对考试试 件的 类别 及位置的 规定。 ( 1 )原规范对试件类别的划分仅规定为板状 对接和管状对接两种形式，虽然从直观上会简化 考试，扩大替代范围，但实际上不仅对焊工提出 了过分严格的要求， 而且缩小了焊工对试件的选 择余地， 企业也将由此加重负担。因此，本次修 订 依据美国机 械工程师协会标准A S ME -I X 将试 件形式扩大为板状对接、板状角接、管状对接、 管状角接、 管板角接以及管板角接全焊透试件等 6 种形式。

21、 ( 2 ）关于试件焊接位置的规定，与原条文相 比， 增加了管状对接水平转动位置和 4 5 ， 倾斜固 定位置，以及与增加的试件类别相对应的各种焊 接位置，内容主要出处： 美国机械工程师协会标 准 A S ME -I X 。 ( 3 )原规范在表 6 . 2 . 9中提出了同一管状试 件上同时进行水平固定及垂直固定两位置的考试， 深受企业拥护， 效果表明这是一种行之有效且经 济合理的办法。本次修订将其纳人正文，并补充 了一些具体规定。 5 . 2 . 4 为减少考试项 目数量，规定了试件种类 与位置的认可范围，本条主要依据美国机械工 程师协会标准 A S ME -I X 和原劳动部 考规修 订

22、的。 5 . 2 . 5 对于试件厚度只要在施焊中经历了 “ 打 底 、 填充、盖面”的焊接全过程，那么焊工的技 能可全部展露。厚度再增加只带来填充层次的增 加 ， 焊工如果能通过第一个填充层的焊接，那么 他在以后各层上所采用的操作手法将与第一个填 充层相同，即填充层的增减对考核焊工技能并无 影响，所以对厚度超过 2 0 m m试件认可的厚度上 限不必限制。当试件厚度只够打底层和盖面层， 无填充层时，厚度变化将会带来操作方法的改变， 此时对厚度的上下限的规定不能不考虑。 5 . 2 . 7 焊工 考试的目 的是 对其操 作技能及 掌握焊 接材料性能的能力测试。 依据美国机械工程师协会标准 A

23、S ME -I X , 结合我国施工现场工件材质多， 用于考试的材料 供应不足的实际情况， 在焊接材料与原规定不变 的前提下，考试试件的母材采用低合金钢系列材 料代替高合金材料是可行的。当考试试件母材按 本规范表5 .2 . 7 - 2 代用时， 焊 接材料必须与原规 定的考试试件母材相匹配。本规定适用于只进行 射线照相检验方法的试件，如果有弯曲性能等其 他性能检验要求时， 则不适合。 5 . 2 . 8 对焊条加以分类，目的在于减少考试数 量， 其分类主要是根据焊条的焊接特性，因为采 用同一焊接特性的焊条，基本上能决定焊工能否 焊出合格焊缝的能力。专用焊条和专用焊丝 （ 如 打底专用焊条、向

24、下立焊焊条 、 药芯焊丝等）由 于 操 作工艺的特殊性不同， 应单独考试。 保护气 体、 钨极种类、焊剂等对操作特性影响不大，故 不作考试分类要求。 5 . 2 . ， 单面 焊带 衬垫的 对接接头 和双面 焊对接接 头试件，均可作为带衬垫的焊接考虑，与单面不 带衬垫焊 （ 单面焊双面成型）的操作方法不同， 从技能因素考虑， 后者可以代替前者， 但前者不 能代替后者。 5 . 3 考试试件评定 5 . 3 . 1 本条规定了 各种 试件的检 验项目， 由 于焊 工考试的目的是评定焊工焊制合格焊缝的能力， 一般情况下， 外观检验与射线照相检验是评定焊 缝合格与否的主要方法，因此本条规定在无特殊

25、要求的情况下，对接焊缝试件只做外观与射线照 相检验， 取消了原规范中弯曲性能试验， 弯曲性 能检验主要是检查焊缝的塑性，它是由工艺评定 来保证的。此规定是依据美国机械工程师协会标 准 A S N E -I X -Q W1 4 2 修订的。 5 . 3 . 2 在起弧和收弧处产生的焊接缺陷不能反映 焊工正常的技能因素，故规定板状试件距两端 2 0 r n m的焊缝不作为考试试件评定的范围。 5 . 3 . 3 对于小口 径的 管道焊缝， 可采 用断口 检 验 方法代替。因为小口径管道焊缝以未熔合和未焊 透缺陷为较多，而断口检验方法对发现焊缝根部 未熔合和未焊透缺陷的灵敏度较高。 5 . 3 .

26、5 设计文 件等对 试件提出 增加弯曲 性能 检验 要求时， 应当予以满足，这与上述条文的规定并 不矛盾 。 6 碳素钢及合金钢的焊接 6 . 1 一 般 规 定 6 . 1 . 1 本章适用于母材为本规范表 4 . 2 . 3中的 P i - - P l l 材质的手工电 弧焊、 氢弧焊、 二氧化碳 气体 保护焊、 埋弧焊 及氧乙 炔焊。 6 . 1 . 2 本条 参照 现行国家 标准 钢制压力容器 G B 1 5 0 、 国 家现行 标准 电 力建设施工及验收技 术规范 （ 火力发电厂焊接篇） D L 5 0 0 7 等标准对 焊缝的设置提出要求，其目的主要是防止焊缝过 于集中形成应力迭加

27、，以免造成焊缝接头破坏的 隐患，并应考虑因位置障碍影响焊工施焊和热处 理工作的进行。 6 . 2 焊 前准 备 6 . 2 . 1 为了保证比较重要焊缝坡口的加工质量， 原规范规定对 工、且 级焊缝应采用机械方法加工 坡口。当前施工现场已普遍采用了半自动、自 动 火焰切割机，切割坡 口的质量能够满足要求， 故 没有必要对用热加工方法加工坡口进行限制。 6 . 2 . 4 , 6 . 2 . 5 焊 件组对时的错 边量的规定， 主 要是从能否保证焊接质量来考虑，同时也考虑管 材制造本身允许的壁厚误差。设备对接焊缝错边 量的规定参照现行 国家标准 钢制压力容器 G B 1 5 0 ， 针 对可能出

28、现的 单面焊焊缝， 作了本规 范表 6 . 2 . 5 的规定。 6 . 2 . ， 不锈钢焊件焊接时，如飞溅物落到坡口两 侧，易在沾污处引起腐蚀，从而影响焊件的使用 性能。防止措施：除坡口两侧涂上加粘结剂的白 平粉外， 现市场上也已有专用的防飞溅涂剂出售， 也可将石棉置于坡口两侧等。 6 . 3 焊接工艺要求 6 . 3 . 1 正确选择焊接材料是保证焊接质量的最重 要的也是最基本的条件。本条对焊条、 焊丝的选 择做了原则规定， 并对一些特殊材料焊接时焊材 的选择做了补充规定。 焊材选择一般在设计文件中均有规定，编写 此条的目的： 一是在审图时核对设计对焊材选择 的正确性， 二是当设计无规定

29、或现场条件满足不 了设计规定时， 为自 选焊材提供方便。 ( 1 ) 焊接材料的工艺性能若不好，如电弧燃 烧不稳定， 不易脱渣，飞溅大， 焊缝易出气孔等， 就容易产生焊接缺陷， 从而不能保证焊接质量， 所以1 : 艺性能是否良好是选择焊材时应考虑的一 项重要条件。 ( 2 )同种钢材的焊接，首先要保证焊缝金属 的使用性能 （ 包括力学性能，耐热耐腐蚀及低温 性能等）与母材相当。为此，除碳素钢和低合金 结构钢根据其强度级别的不同选择相应强度等级 的焊材外，其他钢种一般都是选用焊缝金属与母 材主要化学成分相近的焊材。 就低温钢的焊接性而言，主要矛盾是保证接 头的低温韧性要求 ， 防止接头在使用中产

30、生脆性 断裂，其强度通常均能满足要求。对 9 N i 钢，因 当 焊缝成分与母材相近时，焊缝脆性较大， 焊后 要得到必须的低温韧性很困难，故一般都采用焊 后能获得稳定的低温韧性的高镍合金作为焊接材 料， 但选用镍基合金焊材时，应注意防止焊缝中 产生热裂纹。 珠光体耐热钢正常情况下都是根据其合金元 素含量选择相应化学成分的焊材。 ( 3 )异种钢结构能充分利用材料各自的优点， 节省大量的贵重材料，并能更好地满足使用要求， 在工程建设施工中，不可避免地会遇到异种钢材 的焊接间题。 金相组织基本相同而钢种不同的异种钢焊接 时，因其热物理性能彼此差异不大，可不考虑因 组织差异对焊接质量所带来的问题。选

31、择焊接材 料无论依据哪侧钢材， 按理都不应存在问题。一 般情况下根据合金含量较低一侧或介于两者之间 的 钢材选择焊材，既可满足对接头的使用要求， 而且焊材的焊接性也较好。 奥氏体钢与珠光体钢焊接时，为避免焊缝中 产生脆性的马氏体组织，用含镍量高的焊接材料 是目 前改善此类异种钢焊接接头中熔合区质量的 主要手段。含镍量越高，脆性层宽度越小，当使 用镍基焊材时，脆性层会完全消失。 复合钢基层多半由碳素钢或低合金钢组成， 以满足设备在使用中的强度和刚度要求； 不锈钢 部分称为复层，大多 由 C r l 8 N i 9 , C r l 8 N i M o 2 T i 等组成，主要用来满足耐腐蚀性能要求

32、，其厚度 通常占 总厚度的1 0 %-2 0 %。复合钢板基层与复 层过渡的焊接，实际上即为奥氏体钢与珠光体钢 之间异种钢的焊接， 需采用 2 5 C r 1 3 N i 或含镍量更 高的焊材。 6 . 3 . 5 对合金元素含量较多的钢种，在氢弧焊打 底时焊缝内侧必须充保护气体加以保护，否则焊 缝内表面将会被严重氧化，甚至形成疏松组织而 无法成形，严重影响焊缝质量。但对合金元素含 量较少的钢种，内侧是否充保护气体对焊缝成形 和焊接质量并无明显影响，在此情况下则没有必 要对焊缝内侧金属进行保护。 根据多年来的施工经验及国家现行标准 电 力建设施工及验收技术规范 （ 火力发 电厂焊接 篇） D

33、L 5 0 0 7 标准规定， 将氢弧焊时内侧必须进 行保护的 合 金钢的化学成分限 定在C r 妻3 或合 金元素总含量大于 5 %0 6 .3 . 1 1 对低温钢、 奥氏 体不锈钢、 耐热 耐蚀高 合金钢以及奥氏体异种接头，为保证其焊接质量， 除应选择正确的焊接方法和焊接材料外，需采用 的焊接工艺的共同特点就是选用较小的焊接线能 量施焊， 并尽量降低层间温度。 焊接低温钢时，控制焊接线能量，可防止因 焊缝过热出现粗大的铁素体或粗大的马氏体组织。 试验证明，增大焊接线能量时， 焊缝和热影响区 的韧性都随之下降。 奥氏体不锈钢采用小的焊接工艺参数焊接， 可有效地防止合金元素的烧损，降低焊接残

34、余应 力， 减少熔池在敏化温度区的停留时间，避免产 生晶间腐蚀，同时也可防止热裂纹的产生。 耐热耐蚀高合金钢采用较小的焊接线能量焊 接，可减小合金元素烧损和熔池过热而形成粗晶 组织， 获得较好 “ 等强度”的接头。粗晶组织虽 然对高温瞬时强度和持久强度有一定好处，但严 重 降 低高温塑性和疲劳强度， 并易引起热裂纹， 过热区越宽， 影响越严重。 珠光体钢和奥氏体钢异种钢接头的焊接，最 主要的是选择铬镍当量高的奥氏体填充材料，此 外选用小电流，短电弧， 快焊速工艺可有效降低 熔合比，避免接头珠光体钢一侧产生淬硬组织。 如果珠光体钢淬硬倾 向较大，焊前应对其预热， 其预热温度比单独焊接珠光体钢时要

35、低一些。 低温钢的表面 “ 退火焊道”对改善焊缝韧性有 相当 有利的 作用， 这种表面退火焊道， 通常可以用 钨极氨弧焊不填焊丝表面重熔来实现，它不仅对焊 缝韧性有好的作用，而且还可改善熔合区的韧性。 为了 消除表面层的柱状组织， 也可以最后多焊一层 退火焊道， 然后再把退火焊道加工掉。 高， 易引起过热或产生接头塑性和冲击功的下降， 对珠光体耐热钢还可能在热影响区形成 “ 软化 区” ，导致热强性明显下降。 6 . 4 . 4 苛性钠、硝酸盐、含 H C N的溶液、氰化 物溶液等介质， 都会因焊接残余应力而使接头加 速腐蚀， 甚至因应力腐蚀产生开裂。由于产生应 力腐蚀的条件不仅与介质的种类有

36、关，也与介质 的浓度、 温度和压力有关， 所以哪些焊缝会产生 应力腐蚀，必须进行焊后热处理消除残余应力， 应由设计部门在设计文件中予以说明。 6 . 4 . 6 为了保证调质钢的材料强度，消除应力处 理的温度应比钢材原来的回火温度低 3 0 左右。 6 . 4 . 1 0 对不能及时进行焊后热处理的焊缝进行 后热处理的作用是：减少焊缝中氢气的有害影响、 降低焊接残余应力、避免焊缝接头中出现马氏体 组织， 从而防止氢致裂纹的产生。 6 . 4 . n焊前预热和焊后热处理的工艺参数参照 A S ME -姗和现行 国家标准 钢制 压力容器 GB 1 5 0 0 当采用钨极氢弧焊打底时允许降低预热温度

37、 的原因是：( 1 )因钨极氨弧焊焊接速度较慢， 所 以在焊接的局部事实上产生了所需的预热温度； ( 2 )可减少过量的熔深和有利于控制焊道内外表 面成形 。 6 . 4 焊前预热及焊后热处理 6 . 4 . 1 焊前预热和焊后热处理， 是降低焊接接头 的残余应力，防止产生裂纹，改善焊缝与近缝区 金属组织与性能的有效方法。是否进行预热及热 处理不仅要考虑钢材的淬硬性和焊件厚度， 还应 考虑结构刚性、 介质、 母材的供货状态、焊接方 法及环境温度等条件。 焊后热处理是利用金属高温下强度的降低而 把弹性应变转变成塑性应变以达到消除残余应力 的目的。在现场施工条件下的焊后热处理， 系指 对接头进行高

38、温回火，主要作用是降低接头残余 应力， 不包括其他各种形式的热处理，如固溶处 理、调质及正火处理等。 6 . 4 . 2 预热的主要目的是为了降低钢材的淬硬程 度， 延缓焊缝的冷却速度，以利于氢的逸出和改 善应力条件，从而降低接头的延迟裂纹倾向。如 果层间温度不足，就相当于预热温度偏低而达不 到预热的目的； 但若层间温度过高或预热温度过 7 铝及铝合金的焊接 7 . 1 一 般 规 定 7 . 1 . 1 由于设备、管道等工程中使用的铝材主要 是纯铝和防锈铝，而其他铝合金因其可焊性差， 不被采用， 故本章仅指纯铝及防锈铝合金的焊接。 铝材焊接的方法很多， 但因铝的导热系数大， 其比热是铁的 1

39、 倍多，这就要求焊接时必须用大 功率或能量集中的电源。无论是焊接质量还是生 产效率， 惰性气体保护焊工艺都是最佳的，并被 我国施工单位广泛应用。而气焊及手工电弧焊很 难保证焊件质量，目前， 在现场施工中已被氢弧 焊所取代，故此次修编， 将气焊方法删掉。 本节主要参照下列标准进行修编： 日本 铝及铝合金惰性气体保护焊操作标准 J I S 一 一 2 3 6 0 4 -8 5 日 本 榴 焊 接 技 术检 定 方 法 J I S - 2 3 8 1 l -7 6 美国 榴船的 焊 接规 程 A N S I / A W S C 3 .7 -8 3 美国军用标准 铝合金焊接M I L - W - 8

40、6 0 4 A- 8 2 德国 铝 材焊 接坡口 形 状 D I N 8 5 5 2 几-8 1 法国 铝及 铝合 金的 焊接 N F A 8 1 -4 1 0 - 7 3 原 化工部 铝及铝合金焊接技术规程 H G J 2 2 2 -9 2 7 . 2 焊 前 准 备 7 . 2 . 2 坡 口制备，原规范 中规定坡 口制备的原 则、 方法以及推荐的坡口形式和尺寸基本上是可 行的， 本次修编为便于用户选择增加了两组坡口 尺寸。 7 . 2 . 3 焊前清 洗， 原规范中 提出的清 洗要 求及 清 洗方法，对防止气孔和夹渣等缺陷是行之有效的。 本条 仅参照了日 本 铝及铝合金惰性气体保护焊 操

41、作标准J I S - - Z 3 6 0 4 -8 5 及德国 铝材焊接坡 口 形 状D I N 8 5 5 2 几-8 1 作了 补充。 7 . 2 . 4 焊件组对，在原规范的基础上又提供了定 位焊尺寸， 便于现场施工时选用，有利于组装的 进行。 7 . 2 . 6 关于管 道、 现 场设 备组装的 错边量 值的 要 求， 作了如下变动： 即 对管 道壁厚以5 m m为分 界线， 提出 两 组错 边量值要求。 设备的纵缝，由原来壁厚 T = 1 0 m m为界线， 改为 T= 5 二 为界线提出两组错边量值要求 ， 这 项变动参照了原化工部 铝及铝合金焊接技术规 程H G J 2 2 2

42、-9 2 的内容，比较切合施工现场的 实际情况。 7 . 3 焊接工艺要求 7 . 3 . 1 规定 钨极氢弧 焊采 用交流电源。 如 果用直 流电源，当钨极接正极时，电弧穿透力极差，不 能保证熔深，而当钨极接负极时，虽然电弧穿透 力足够， 但电弧对铝材表面却失去了清洗作用， 另产生水气。 所以只有用交流电源，钨极缸弧焊 才能兼两者的优点。 规定熔化极氢弧焊采用直流电，焊丝接正极。 因熔化极氨弧焊特别当电流达到射流过渡时，电 弧有很强的穿透作用，当焊丝接正极时，电弧对 母材表面同时兼有清洗作用，氢弧对清除氧化膜 最为有效。 7 . 3 . 2 铝材 焊前预热， 是为了 消除 焊接区 金属表 面

43、的潮气， 参照日本 铝及铝合金惰性气体保护 焊操作标准J I S 一 一 Z 3 6 0 4 -8 5 ，美国 铝船的焊 接规程A N S I / A WS C 3 . 7 -8 3 ，规定无特殊情况 不预热，但要保证焊件表面干燥。 7 . 3 . 5 由于铝的导热系数大，引弧处易产生裂 纹，又因焊接起始附近母材温度偏低，氢气来不 及排出而产生气孔，所以规定引弧必须在引弧板 上进行。铝材受热冷却后的收缩率更大，收弧时 常因焊丝未填满弧坑而产生火口裂纹或凹陷，所 以规定收弧应在收弧板上。 7 . 3 . 7 铝材焊接应尽量减少层数，以避免母材反复 受热， 多层焊时的层间温度必须严格控制， 层间温

44、 ）如 丈 高， 接头强 度和塑性都降低， 易产 生微裂纹。 本条参照美国 铝合金焊接手册( A I P H I L .i .I P S 主 编） ，多 层焊的层间温度应冷却至室温， 不应超过 6 5 1C ( 1 5 0 T) . 但在熔化极氨弧焊焊接厚板时，预热是为了 在焊缝的起始点获得合适的熔透，以便在焊接过 程中， 不必重新调整电流。 7 . 3 .8 厚 度大于S m m的立焊缝， 可采用双人同 时双面焊工艺。此工艺由德国传人， 现已被许多 施工现场应用， 此工艺对提高铝材立焊生产效率， 减少变形及提高质量都有益处。 7 . 3 . 1 1 关于具体的工艺参数，其影响因素很多， 波动

45、范围较宽， 应针对具体工程制订出针对性的 工艺参数， 所以本次修编在原规范的基础上，参 照日 本 铝及 铝合金惰性气体保护焊操作标准 J I S - 2 3 6 0 4 -8 5 、 美国 铝船的 焊接规程 A N - S I / A WS C 3 . 7 -8 3 及德国 铝材焊接坡 口 形状 D IN 8 5 5 2 T 2 -8 1 进行补 充， 仅 作为 推荐。 7 . 3 . 1 2 防止焊件变形，因铝材在受热时线膨胀 系数比铁大近 1 倍，凝固时的收缩率又比铁大 2 倍， 故铝材焊接时的变形量很大，如果措施不当， 常出现变形， 或因此产生开裂，应引起极大重视。 在原规范中关于防止变

46、形的措施， 无论是组对工 序还是焊接工艺上都考虑的较少。此次修编增加 了行之有效的防变形条款，主要参照日本 铝及 铝合 金惰性气体保护焊操作标准 J IS -Z 3 6 0 4 - 8 5及 美 国 军 标 铝 合 金 焊 接 MI L -W- 8 6 0 4 A -8 2 的内容。 8 铜及铜合金的焊接 8 . 1 一 般 规 定 8 . 1 . 1 设备及管 道工程中， 所 采用的 铜材基本上 是紫铜和黄铜。青铜常用以制造铸件和耐磨件， 白铜则常用以 制造精密仪器，所以本章只涉及紫 铜及黄铜。 紫铜的焊接，因其导热系数非常高，是钢的 6 - - 8 倍， 是铝的1 . 5 倍， 且其热容量

47、大， 焊接时 热量从焊接区迅速大量地传至周围母材， 尤其是 厚板焊接更为严重，以致造成未焊透或未熔合。 所以焊接紫铜必须采用能量集中的强热源，以保 证焊接区尽快达到焊接紫铜的理想温度， 手工钨 极氢弧焊工艺易操作，焊接质量高，是当前国内 施工单位普遍掌握的焊接方法，故本章紫铜的焊 接规定采用手工钨极氢弧焊。 黄铜即为铜锌合金，当含锌量高于0巧 时， 铜合金的导热率随合金成分的增加而降低。焊接 时， 焊接区因传导而损失的热量比紫铜少，由于 锌的沸点 （ 9 0 7 1C）低，在焊接过程中很易蒸发， 使焊缝产生气孔， 并降低焊缝的机械性能和抗腐 蚀性能， 同时， 蒸发的锌与氧结合成氧化锌， 对 人

48、身体危害极大，因此焊接黄铜时，能量应比焊 接紫铜时要低，氧乙炔焰特别适合黄铜焊接， 是 施工单位普遍掌握的工艺。故本节黄铜的焊接规 定采用氧乙炔焊。 8 2 焊 前 准 备 8 . 2 . 1 铜 及铜 合金 焊接时 焊 缝成形 差、 热裂 纹倾 向大、 气孔倾向严重， 从而造成接头性能下降。 这些问题的存在，主要是因为铜及铜合金的导热 系数大， 熔化时表面张力小， 流动性大， 氢及氧 反 应后生 成 城O及C q 又不溶解于 铜及其合金 中， 熔焊过程中晶粒长大。 因此铜的焊接应选择脱氧能力强的焊丝 （ 如 含硅、 锰、 磷等合金）及双相组织的焊丝， 焊接 时采取焊前预热及必要时的焊后热处理

49、的措施。 8 . 2 . 2 , 8 . 2 . 3 规定了 焊接材料选用、 切割下料 要求，以及坡口尺寸的各项规定。 紫铜及黄铜坡口尺寸，原提出的选用表与美 国焊接学会 （ A WS ）的 焊接手册第七版第四 卷中提出的选用表大体一致， 故不作变动。 8 . 2 . 4 规定了管道、 设备组对要求， 主要依据 铜制空分设备焊接工艺J B / T Q 2 5 9 0 铜的钨极氢弧焊中也规定板厚等于3 . 3 r n m ( 1 / 8 “ ) 时要预热，故本次修编中规定， 需要预热的最小 厚 度为3 rn m , 预热温度定为3 5 0 一 5 5 0 与 铜制空分设备 焊接工艺J B / T Q 2 5 9 相近。美国上述文件中的 预热温度低于 3 5 0 r-，但当厚度大于 2 . 3 m m时， 美国用氦气代替氢气。在相同电流下氦弧比A弧 熔深大得多，氨弧焊的预热温度必须高于氦弧 ( 氢+ 氦） 焊时的预热温度， 才能在相同电流下达 到同样熔深。故本条仍按国内惯用的预热温度。 关于层间温度，美国 焊接手册及美国 金属手册都同时规定层间温度不能低于预热温 度