ISO15614-1 2017 金属材料焊接工艺规程及评定（中文版）.docx

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1、ISO 15614-1:2017金属材料焊接工艺规程及评定-焊接工艺评定试验 第1部分：钢的电弧焊和气焊、镍及镍合金的电弧焊 师子十之八九 拜目录前言(略)引言1 范围2 引用标准(略)3 名词和术语4 预备焊接工艺评定 (pWPS)5 焊接工艺评定试验6 试件6.1 一般原则6.2 试件的形状和尺寸6.2.1 全焊透的板对接焊缝6.2.2 全焊透的管对接焊缝6.2.3 T 型接头6.2.4 支接管连接6.3 试件的焊接 7 试验和检验7.1 试验类型和范围7.2 试样的位置及截取7.3 无损检验7.4 破坏性试验7.4.1 横向拉伸试验7.4.2 弯曲试验7.4.3 低倍金相检验7.4.4

2、冲击试验7.4.5 硬度试验7.5 合格等级7.6 复试8 认可范围8.1 概述8.2 与制造商有关的条件8.3 与材料有关的条件8.3.1 母材类型8.3.2 材料厚度8.3.3 管和支接管的直径8.3.4 支接管的角度8.4 焊接工艺的通用规则8.4.1 焊接方法8.4.2 焊接位置8.4.3 接头/焊缝种类8.4.4 焊接材料、制造商/牌号、型号8.4.5 焊接材料规格8.4.6 电流种类8.4.7 热输入(电弧能量)8.4.8 预热温度8.4.9 层间温度8.4.10 消氢热处理8.4.11 热处理8.5 不同焊接方法的特殊要求8.5.1 埋弧焊128.5.2 熔化极气体保护焊138.

3、5.3 非熔化极气体保护焊148.5.4 等离子弧焊158.5.5 氧乙炔焊3118.5.6 背面保护气体9 焊接工艺评定报告 (WPQR)附录 A (标准) 焊接材料、类型附录 B (信息) 焊接工艺评定报告格式 (WPQR) ( 略 )文献(略)前言(略)引言自本标准颁布之日起，所有新的焊接工艺试验都应根据本标准执行。然而，该标准的实施并不会使按以前的国家标准或规范或本标准前一版本进行的焊接工艺评定失效。为了适用于更广泛的焊接制造，本标准给出了两种焊接工艺评定试样类型。用等级1和等级2区别。等级1是基于ASME卷 IX, 等级2基于本标准前一版本。1 范围本标准规定了使用焊接工艺评定试验来

4、评定焊接工艺预规程的方法。被标准适用于产品的焊接、返修焊和修补焊。本标准确定了进行焊接工艺评定试验的条件和本标准范围内所有焊接操作条件下焊接工艺的认可范围，。进行焊接工艺评定的主要目的是，证明此连接方法所制造出的接头的力学性能能满足相应产品结构的需要。 两种类型的焊接工艺试验方式是为了适用于更广泛的焊接制造。用等级1和等级2区别。等级2中，试验的类型要求更多，认可范围的限制比等级1更严格。根据等级 2 完成的工艺试验可以认可等级1,但反之不行。如用户或应用标准没有规定工艺评定的类型，则根据等级2执行。试验应按照本标准要求执行。应用标准可能要求附加的试验。本标准适用于所有钢产品的电弧焊和气焊，以

5、及镍及镍合金的产品的电弧焊。根据 ISO 4063 规定，本标准包括下列电弧焊和气焊方法111 焊条电弧焊；114 自保护药芯焊丝电弧焊；12 埋弧焊；13 熔化极气体保护焊；141 非熔化极气体保护焊；15 等离子弧焊；311 氧乙炔焊。本欧洲标准的原则也可能适用于其它熔化焊方法。注根据本标准，进行新的评定试验时，旧的焊接方法代号不适用。任何针对当前版本的应用要求，根据旧版本标准完成的焊接工艺评定和工艺规程可以使用。这种情况下，原有的认可范围适用。如果本标准的试验要求得到满足，也可以基于现有的合格的WPQR, 根据本版本编写新的WPQR (工艺评定报告)的认可范围。当需为了满足相关技术要求需

6、要进行附加试验时，仅需焊接试件完成附加试验。2 引用标准(略)3 名词和术语ISO/TR 25901和下列术语和定义适用本标准。3.1熔敷长度 run out length一根焊条熔敷的所焊接焊道的长度。3.2修复焊 build-up welding填充焊缝金属已到达要求的尺寸或恢复原来的尺寸。4 预备焊接工艺评定 (pWPS)预备焊接工艺评定应根据 ISO15609-1 或 ISO15609-2 的要求编制。5 焊接工艺评定试验试件的焊接和试验应符合本标准第6条和第7条的要求。在满足相关试验要求的前提条件下，按照本标准完成满足要求的焊接工艺试验的焊工或焊接操作工将取得相关的国家/国际标准对应

7、范围的焊工资格。6 试件6.1 一般原则焊接接头所使用的工艺应具有生产代表性，模拟其的标准试件制备应按照6.2 的要求。如果应用标准需要进行热影响区冲击试验时，应标记试件板材的轧制方向，并保持试验报告。对等级1:对于等级2:任何对接接头可以认可其它接头形式在产品/接头形式不适用本标准规定的这些标准试件时，要求采用ISO 15613标准。6.2 试件的形状和尺寸试件应具有足够的尺寸或数量以确保进行所有要求的试验。为了满足附加的试验(或重新试验),可以制备附加试件(或尺寸更长的试件),具体要求参见7.6。对于除支管连接(见图4)和T 型接头 (T 型对接接头和角焊缝，见图3)以外的所有试件，在试件

8、要求焊接的长度内，两板材或管材的材料厚度t 和管材的直径必须相同。试件的厚度和管子外径应按照8.3.2至8.3.3要求选择。6.2.1 全焊透的板对接焊缝试件应按图1制备。6.2.2 全焊透的管对接焊缝试件应按图2制备。注“管 pipe”一词，单独或组合，用于表示“管 pipe、“管子 tube”或“中空结构 hollow section”,不包括方形 squarehollow section 或矩形管 rectangular hollow section。6.2 T 型接头试件应按图3制备。试件可被用于评定全焊透的对接接头或角焊缝。6.2.4 支接管连接对等级1:对于等级2:无规定要求。试件

9、应按图4制备。角度为用于实际产品的最低值。试件可被用于评定全焊透的对接接头或角焊缝。6.3 试件的焊接试件的制备和焊接应按照焊接工艺预规程，在其所代表的产品焊接条件下进行。试件的焊接位置、倾角和转角范围应符合 ISO 6947 的规定。如定位焊缝最终熔入接头，试件中应包含定位焊缝。试件的焊接及试验应由考官或考试机构监督。关键词1 接头制备及组装按焊接工艺预规程 (pWPS)a 最小值150 mmb 最小值350mmt 母材厚度图1 全焊透的板对接焊缝试件关键词1 接头制备及组装按焊接工艺预规程 (pWPS)a 最小值150 mmD 管子外径t 母材厚度图 2 全焊透的管对接焊缝试件关键词1 接

10、头制备及组装按焊接工艺预规程 ( pWPS)a 最小值 150 mmb 最小值 350mmtj,tz 母材厚度图3 T 型接头试件关键词1 接头制备及组装按焊接工艺预规程 ( pWPS)a 支管角度a 最小值150mmD 主管外径D 支管外径t 主管壁厚t 支管壁厚图 4 支接管试件7 试验和检验7.1 试验类型和范围对等级1:对于等级2:试验的类型和范围见表1。如果应用标准或规范要求 进行冲击试验，除非另有标准或规范规定，否则应按照等级2的要求进行和评定。试验的类型和范围见表2。应用标准可能规定附加试验，如： 焊缝纵向拉伸试验； 熔敷金属弯曲试验； 腐蚀试验； 化学分析， 微观金相检验 铁素

11、体检验； 硬度试验： 十字接头试验； 冲击试验 无损检验。注特殊应用、材料或制造条件下，可能要求比本标准规定试验更为完整的试验，以获得更多的信息，避免后期为取得附加试验数据而进行重复焊接工艺评定试验表1对于等级1,试件的试样和检验试件试验种类试验内容备注全焊透的对接焊缝图 1 和 图 2外观横向拉伸横向弯曲100%2个试样4个试样a角焊缝图3外观低倍宏观金相100%2个试样ba弯曲试验见7.4.2。b如果应用标准要求某种机械性能，应进行相应的试验。如果需要附加的试件，尺寸应该足够足以完成机械性能试验。对于这个附加的试件，应使用相同的焊接参数、母材类别、填充金属和相同的热处理要求。表 2 对于等

12、级2,试件的试样和检验试件试验种类试验内容备注全焊透的对接焊缝图 1 和 图 2外观射线或超声表面裂纹检测横向拉伸横向弯曲冲击硬度低倍宏观金相100%100%100%2个试样4个试样2组按要求进行1个试样abCde全焊透的T型接头图3全焊透的支接管图4外观表面裂纹检测超声或射线硬度宏观金相100%100%100%按要求进行2个试样ba、ge角焊缝图 3 和 图 4外观表面裂纹检测硬度宏观金相100%100%按要求进行2个试样bea超声波检验不适用于小于8mm(t890N/mm的钢，需要做特殊规定c如焊接工艺试验之前特殊规定，对于某些材料，允许的硬度值可以更高7.5 合格等级对于等级1和等级2,

13、试件的合格等级见表4。注 ISO5817 标准中质量等级与不同无损检验方法合格等级之间的相互关系参见 ISO17635。表4缺欠合格等级ISO 5817编号No.ISO 6520-1编号No.类型等级1等级2根据ISO 5817质量等级1.1100裂纹不允许B(不允许)1.5401未熔合不允许B(不允许)1.64021根部未焊透不允许B(不允许)1.750115012连续咬边不连续咬边无要求C1.9502余高过大(对接焊缝)无要求C1.10503余高过大(角焊缝)无要求C1.11504根部焊瘤无要求C1.12505焊趾角度错误无要求C1.16512角焊缝过度不对称(焊角过度不等长)h=3mmB

14、1.215214角焊缝厚度过大无要求C其它缺欠无要求Ba如果应用标准或规程要求，微观裂纹敏感性材料可能会规定相关的检验。7.6 复试如果试件不符合无损检验要求，应再焊制一块试件并进行同样的试验。如果这块附加的试件仍无法 满足这些要求，则焊接工艺评定失败。另外一种情况是，对缺陷的产生的主要原因进行分析。如果确定失败的主要原因不是焊接工艺的原因，而是由于焊工技能的不足，则不需要附件的试件，但需要将评估报告附加到工艺评定报告中。如果基于表1 和表2的任何试样不满足合格等级，则该试验失败。 一旦试验失败，可以使用相同焊 接规范焊接新的试件。如果所有破坏性试验合格，但低倍金相检验失败，可以截取两个附加低

15、倍金相试样。如果任何破坏性试验失败，除了低倍金相检验，针对每个失败试样可以从原始试件中截取两块附加 试样，如果材料足够大。或取自一个新焊制的试件，并进行同样的试验。试样的截取应尽可能靠近原试样的截取位置。每个附加试样进行的试验应与失败的初始试件的试验相同。如果这些附加试样中的某一个试样不符合这些要求，则焊接工艺评定失败。对于硬度试验，如不同区的单个硬度值高于表3规定值，应附加一排硬度试验(附加试验可在原试样的反面或原试验表面),充分打磨后进行。附加试验的硬度值不得高于表3的最大值。对于冲击试验， 一组三个试样的试验结果不合格时，包括单个值低于规定值的70%,应取三个附加 试样进行附加试验。新的

16、这组三个试样应满足7.4.4 的要求，所有这些试样包括原始试样的平均值不得低于要求的平均值。8 认可范围8.1 概述超出认可范围的变化需要重新进行焊接工艺评定试验。8.2 与制造商有关的条件制造商按本标准完成的焊接工艺评定，适用于该制造商能对焊接工艺试样条件下的所有焊接实施负责情况下的车间或现场焊接。8.3 与材料有关的条件8.3.1 母材类型8.3.1.1 概述为了尽量减少焊接工艺评定试验的数量，将钢、镍及镍合金根据ISO/TR 15608 进行分组。材料分 组可以根据ISO/TR 20172、I SO/TR 20173或ISO/TR 20174, 这些材料分组的标准可以使用。 不在ISO/

17、TR 20172、ISO/TR 20173、ISO/TR 20174或ISO/TR1560 8中 的母材或母材组合，需要做单独的焊接工艺评定。永久衬垫应被认为是母材，并有相应的材料组别(分组别)适用范围。注使用国家标准时出现的相同类组中少许的成分差别不需要做重新评定。8.3.1.2 钢认可范围见表5。8.3.1.3 镍及镍合金认可范围见表6。8.3.1.4 钢和镍(或镍合金)的异种接头认可范围见表6。表 5 钢材组别和分组别的认可范围试件材料 A试件材料B123456789101111-12-1一一一一21-12-11-12-12-231-12-13-11-12-12-23-13-21-12-

18、12-23-13-23-3一一44-14-14-24-14-24-34-14-24-34-455-15-25-35-45-15-25-566-16-16-26-16-26-36-16-26-36-46-16-26-36-46-56-16-26-36-46-56-677-17-17-27-17-27-37-47-57-57-67-7a试件为组别1、2、3和11认可同类组中屈服强度相同或较低的钢种。b试件为组别4、5、8和9认可同同类组中所有分类组和较低的子组别。c试件为组别7和10认可同分组别中的钢。表5 (续)试 件材料A试件材料B123456789101188-18-18-28-18-28-

19、18-28-38-48-18-28-48-58-68-18-28-48-58-68-78-899-19-19-29-19-29-39-49-59-69-79-89-91010-110-110-210-110-210-310-410-110-210-310-410-610-110-210-410-610-710-810-910-101111-11-111-111-211-111-211-311-411-511-611-711-811-911-101-111-111-11a试件为组别1、2、3和11认可同类组中屈服强度相同或较低的钢种。b试件为组别4、5、8和9认可同同类组中所有分类组和较低的分组

20、别。c试件为组别7和10认可同分组别中的钢。表6镍合金和镍合金/钢材组别和分组别的认可范围试 件材 料 A试 件 材 料 B41424344454647484141-414242-4142-424343-4143-4243-4345-4547-474444-4144-4244-4344-444545-4145-4245-4345-4445-4543-434646-4146-4246-4346-4446-4546-464747-4147-4247-4347-4447-4547-4647-4743-4345-454848-4148-4248-4448-4348-4548-4648-4748-481

21、41-142-143-144-145-146-147-148-1241-2a41-142-2a42-143-2a43c-144-2a44-145-2a45-146-2a46-147-2a47-148-2a48-1341-3a41-241-142-3a42-242-143-3a43-243-144-3a44-244-145-3a45-245-146-3a46-246-147-3347-247-148-3a48-248-1541-5b41-641-441-241-142-542-642-442-242-143-543-643-443-243-144-5b44-644-444-244-145-5b4

22、5-645-445-245-146-546-646-446-246-147-5b47-647-447-247-148-5b48-648-448-248-1641-6b41-441-241-142-6b42-442-242-143-6b43-443-243-144-6b44-444-244-145-6b45-445-245-146-646-446-246-147-6b47-447-247-148-648-448-248-1841-842-843-844-8 b45-8b46-847-848-81141-1142-1143-1144-1145-1146-1147-1148-1a包括同类组中屈服强度

23、相同或较低的钢种。b包括同类组中所有分类组和较低的分类组。c对于41至48类组，用某固溶或沉淀硬化合金进行的工艺评定将分别认可于同类组所有沉淀硬化合金或固溶合金。8.3.2 材料厚度8.3.2.1 概述母材和熔敷金属厚度的认可范围见表7和表8。除了角焊缝焊缝厚度外，生产中焊缝熔敷金属的 厚度中不应超过认可的范围。焊缝所连接的母材都应在厚度的认可的范围，但对于不同厚度的母材，当使用30mm 或更大厚度母材评定时，其最厚板的认可范围是没有限制的。对于多种焊接方法的评定而言，每种焊接方法的熔敷厚度都应记录，以确定该焊接方法的认可范围。不应精确测量沉积金属厚度或基底金属厚度或外部管径，而是应应用表7,

24、8和表9中给出的值背后的一般哲学。准确的对熔敷金属厚度或母材厚度或管材外径进行确定是不可能的，但表7、表8和表9数值体现 了评定的一般原则。8.3.2.2对接接头、T 型接头、支接管及角焊缝的认可范围焊接工艺评定试件厚度t 的厚度认可范围见表7和表8。对于等级1:对于等级2:任何对接焊缝和角焊缝认可所有角焊缝尺寸和母材厚度。对于焊接方法114、12和13,任一焊道厚度大于13mm,母材厚度的最大认可范围为1.1t。当要求冲击试验时，需满足下列要求：对于试件大于等于16mm,母材厚度的最小认可范围为16mm。对于试件低于16mm,母材厚度的最小认可范围为试件的厚度。对于试件小于等于6mm,母材厚

25、度的最小认可范围0.5倍试件厚度。全熔透对接试件和角焊缝试件中角焊缝的认可范围见表8。表7对接焊缝母材厚度和熔敷金属厚度认可范围试件厚度t认可范围母材厚度熔敷金属厚度等级1等级2单道多道t30.5t至2t最 大 2 s3t121.5至2t0 . 5t(最小为3)至1 . 3t3至2ta最大2s12t205 至 2 t0.5t至1.1t0.5t至2t最大2sa20t405 至 2 t0.5t至1.1t0.5t至2t当s=20,最大2t40t1005 至 2 0 00.5t至2t当s=20,最大200100t1505 至 2 0 050至2t当s=20,最大300t1505至1.33t50至2t当

26、s=20,最大1.33ta对于等级2:规定冲击值要求时，认可范围的上限值为12mm,冲击试验合格的不受此限制。表7角焊缝母材厚度和焊缝厚度认可范围试件厚度t认可范围母材厚度焊缝厚度单道多道t30.7t至2t0.75a至1.5a无限制3t300.5t(最小为3)至2tt305用对接焊缝认可角焊缝时，焊缝厚度认可范围可根据熔敷金属厚度确定。注a为试件pWPS规定的焊缝有效厚度。a在母材厚度不同的情况下，试样厚度的认可范围应分别计算。8.3.3 管和支接管的直径对于等级1:对于等级2:直径不是主要变量。任何产品形式，例如板、管、锻件或铸件，都可以认可所有产品形式。焊接工艺评定中试件直径D的认可范围见

27、表9。管对接焊缝认可板对接焊缝。当管子外径大于500mm,或者在PA或PC转动位置上的管子外径大于150mm时，板也认可管。表9管和支接管直径认可范围试件直径认可范围DD0.5D注1对于圆形以外的中空结构(例如椭圆形),D为较短边长。注2 D为对接管的外径或支接管中支管的外径(见图4,D2为外径)。8.3.4 支接管的角度对于等级1:对于等级2:直接管角度不是主要变量。对于支接管角度的试件进行的工艺评定(见图 4)。试件直接管角度(a)在60到90之间，其 认可角度范围为60=a=90。如果60,需要单独的试件，其认可角度范围a到90。8.4 焊接工艺的通用规则8.4.1 焊接方法对于等级1:对于等级2:械化化程度不是主要变量。机械化程度(手工、半机械化、全机械化和自动化)不同的焊接方法应单独评定。评定仅对焊接工艺评定试验所用的焊接方法或组合有效。对于多种焊接方法的工艺而言，焊接工