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焊接工艺是用于进行焊接的准则。其目的是记录在工艺评定测试中使用的焊接变量和获得的检验结果。而且,还可以为焊工提供指导,以便在生产中使用,从而产生合格的焊缝。
焊接工艺资格认证是对焊接工艺规范 (WPS) 进行评定的文档。WPS 是描述焊接工艺和如何进行焊接的文档。WPS 有助于整个焊接作业的计划和质量控制。建议所有焊接操作都应遵守 WPS。在大多数应用标准和规范中,要求必须遵守 WPS。
通常,焊接工艺根据焊接规范或标准而制定,除了少数例外情况*,其要求生产、检验和测试物理焊缝样品以确定合格性。焊接工艺通常分为两类:工艺评定记录 (PQR) 和焊接工艺规范 (WPS)。
工艺评定记录是实际焊接测试中使用的记录值,以及从实际测试样品中获得的所有检验和测试结果。
焊接工艺规范通常是记录的作业指导,可由焊工用于进行焊接操作,并以工艺评定记录中使用的参数为基础,但不一定与之相同。我们将考虑工艺评定记录以及在评定过程中进行的检验和测试。
焊接工艺的评定测试通常需要文档,来显示焊接测试期间使用的所有变量以及记录的检查和测试结果。需要记录的变量通常包括使用的焊接工艺、填充合金的尺寸、类型和分类、焊接的母材的类型和厚度、焊接电流的类型和极性、记录的安培和伏特、焊接时的行进速度、焊接位置、焊缝设计的类型和尺寸、预热温度、层间温度、焊后热处理细节等项目。
除了记录测试过程中使用的所有焊接变量外,为了评定焊接工艺,还必须记录检验和测试结果的细节。这些记录必须表明,检验和测试已证明焊缝样品已达到或超过规定的标准要求。
焊接工艺资格认证中每个样品的典型检验和测试类型为:
这包括对完成的焊缝进行目视检查,然后进行两次宏观腐蚀和一次角焊焊缝断裂测试。首先检查焊接样品,看是否存在任何视觉上的不连续,然后切片,并在预定位置移除两个小样品。在其横截面上抛光这些小样品,然后使用某种温和的酸混合物对其进行腐蚀,具体取决于所用的母材。将剩余的焊接样品用于角焊焊缝断裂测试,并在焊缝处对其进行断裂,以显示焊缝内部结构供检查。
这包括目视检查,然后进行两次横向拉伸测试、两次根弯曲试验和两次表面弯曲试验。(这些测试都是典型测试,但可能因材料厚度、类型和标准要求而有所不同。可能需要不同的和/或额外的测试,如侧弯、所有焊缝拉伸测试、冲击测试或其他测试。)
目测后,完成的焊片被分成预定的小段。每一段通常是通过机械加工制成标准规定的特定尺寸。然后,对每个小样品进行机械测试,以确定其特性。随后,根据适用守则或标准所规定的验收标准,检查这些样品,以确定其可接受性。通常,该标准将提供各种焊接不连续的最大尺寸和位置,以及/或相关的值,如最小拉伸强度或最小期望的冲击性能。
如果发现样品的不连续未超过这些规定的限制,并且满足或超过标准中规定的最小值,则表明此类样品可接受,焊接工艺合格。
焊接工艺是整个焊接质量体系的重要组成部分,它提供了书面证据,以证明已经进行了检验和测试,以确保焊接能够达到公认的标准。
* 焊接工艺资格认证的一个例外情况是 D1.1 钢结构焊接规范,在某些情况下,该规范允许使用预认证的焊接工艺。然而,仍需要以文档形式记录这些工艺,让其满足所有相关规范要求。