锅炉焊接中的组合焊接工艺评定方法

焊接是锅炉制造中最重要的加工工艺,焊接质量在很大程度上决定着锅炉的制造质量,为了保证焊接工艺的正确性,保证产品质量,《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中明确规定,锅炉产品焊接前,焊接单位必须按规定进行焊接工艺评定。所谓的焊接工艺评定是对按照既定的焊接工艺规范进行焊接的试件做化学分析及力学性能试验(包括拉伸试验、弯曲试验、缺口韧性试验),以判断焊接接头能否满足使用性能要求,从而验证所拟定的焊接工艺规范的正确性,并评定施焊单位的能力。锅炉制造中常用的组合焊接方法的工艺评定对很多单位特别是一些C级、D级制造单位来讲不易把握,难以理解,易出现错误。

1组合焊接方法(工艺)焊缝

组合焊接方法(工艺)焊缝是指在一个产品接头上采用有不同重要变素和非重要变素的一种以上的焊接工艺,每个焊接工艺可包括一种或多种焊接方法、填充金属或其它变素。简单地说就是由两种或两种以上的焊接方法或焊接工艺焊接形成的焊缝。在锅炉制造中,同一焊缝除了用一种焊接方法(工艺)焊接外,有时也需要采用多种焊接方法(工艺)进行焊接。如锅壳与管板的环焊缝,当不便在筒内进行埋弧焊时,常采用筒体内侧开V形坡口进行半自动气体保护焊,而外侧清根后采用埋弧焊的方法;又如管子对接时,为保证单面焊双面成形,常采用氩弧焊打底和气体保护焊盖面的方法等,都是由两种焊接方法(工艺)形成的焊缝。

2焊接工艺评定方法

组合焊接方法(工艺)的焊缝的焊接工艺评定方法有两种:一是按照焊缝金属厚度或母材厚度的范围对每一种焊接方法或工艺分别焊接试件,并分别进行评定(简称“分别评定”);二是将各种焊接方法或工艺按照既定的工艺规范来焊接一个试件进行焊接工艺评定(简称“组合评定”)。

须注意的问题是,当采用组合评定方法评定合格后,采用其中一种或几种焊接方法(工艺)用于产品焊缝时应按照其所采用的这种焊接方法(工艺)的焊缝金属厚度来确定其适用的有效范围,看能否覆盖产品采用相应焊接方法(工艺)的焊缝金属厚度。切不可按组合评定焊缝金属厚度。在实际生产中,常常有人出现这种错误。

可以从组合评定的工艺中省略一个或多个焊接方法或焊接工艺。当满足下列条件时,则每种焊接方法或焊接工艺可以单独使用:①采用留下的(焊接方法或工艺的)重要变素、非重要变素和附加重要变素;②采用母材和熔敷焊缝金属厚度范围的规定。

3焊接工艺评定实例

现以先用半自动气体保护焊焊接坡口面,背面清根后,再埋弧焊的焊缝为例加以说明,如图1所示。这是锅炉制造中常用的组合焊接方法。当采用分别评定时,由于埋弧焊焊缝金属厚度为5mm,半自动气体保护焊的金属厚度为9mm,所以根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》工艺评定范围要求,半自动气体保护焊取板厚为10mm的对接焊缝进行评定(坡口形状尺寸不限),埋弧焊取板厚为10mm的对接焊缝进行评定(可采用不开坡口双面自动焊)。它们分别适用的焊缝金属厚度有效范围见表1。可见完全能覆盖图1所示相应焊接方法焊缝金属厚度及母材厚度。当采用组合评定时,其评定试件可取板厚为10mm的对接焊缝试件(图2),一面半自动气体保护焊,背面清根后再埋弧焊,其适用的焊缝金属厚度有效范围见表2。

由表2可知,如图2所示的组合焊接方法评定合格后,在产品焊缝中可省略其中的任一种方法、保留另一种方法。当省略埋弧焊,保留半自动气体保护焊时,其适用焊缝厚度有效范围为0～12mm;若省略半自动气体保护焊,保留埋弧焊时,其适用焊缝金属厚度有效范围为0～8mm。也就是说,半自动气体保护焊焊缝金属厚度在0～12mm之间的对接焊缝、埋弧焊焊缝金属厚度在0～8mm之间的对接焊缝若重要变素与组合评定试件相同,则组合工艺评定就可分别作为半自动气体保护焊、埋弧焊的工艺评定,而无需再对该两种焊接方法单独进行工艺评定。若产品焊缝中有10mm对接埋弧焊时,就必须重新进行工艺评定,因为上述组合评定单独用于埋弧焊时,焊缝金属有效范围不超过8mm。

4结论

锅炉制造中组合焊接方法(工艺)焊缝的工艺评定既可以采用将各种工艺或方法组合起来焊接一个试件进行评定,也可以对各种焊接工艺或方法分别焊接试件进行分别评定,在评定过程中需要注意评定结果的焊缝金属及母材的有效适用范围。