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1、此处是大标题样稿字样十五此处是大标题样稿字样十五 字以内字以内 海工产品的结构、材料及焊接特性 1 焊接接头的形成2 焊接质量控制的意义 3 目目 录录 焊接质量控制要素 4 焊接质量控制实施方法 5 2海工事业部培训(共57页） 海工产品的结构、材料及焊接特性1 3海工事业部培训(共57页） 人类对能源需求的日益增加，促使石油和天然气的勘探和开发从 陆上逐步转向海陆并举，从浅海逐步转向深海。随着海洋钢结构向 着深水海域的迈进，因其承受飓风，浪溅，暗流等冲击，加之低温 和海水的腐蚀，致使海工结构的服役条件日趋恶劣。与船体结构相 比，海洋钢结构及其材料和焊接有如下特点： 结构的可移动性差：常常在
2、某一固定海域连续工作在5年以上。 吃水深度从几十米到几百米。 在复杂恶劣的气候环境下，为使结构更加牢固安全，需要超高强 度，耐更低温度的材料，同时对材料厚度的要求也越来越高。 对母材材料，焊接材料及焊接接头的CTOD试验要求。 对材料的Z向性能，以及应变时效要求。 对特殊区域，临界区域及TKY结构的疲劳节点焊接及打磨要求。 因为焊接在海洋钢结构建造中的重要作用（以结构及管系建造为 例，据统计其中焊接所占工时比例高达40%，焊接材料消耗占结构及 管系的重量比例高达2-2.5%），对焊接质量的控制尤为重要。 海工产品的结构、材料及焊接特性海工产品的结构、材料及焊接特性 4海工事业部培训(共57页）
3、 焊接接头的形成2 5海工事业部培训(共57页） 焊接接头的形成包括了加热、熔化、结晶各个阶段，相当 于一次冶金过程。但这种冶金过程不同于炼钢炼铁的冶金过程。 它的主要特点是：溶池温度高、冶金时间短、容池体积小、冷 却速度快,形成各个方向凝固速度不同的柱状铸态组织,杂质集 中在焊缝中心,如果焊接操作不按规程进行，很容易出现种种 缺陷。影响焊接接头质量的因素很多，如果能有效进行控制， 消除不利因素，就可以提高焊接质量。 焊接接头的形成焊接接头的形成 焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图 6海工事业部培训(共57页） 焊接质量控制的意义3 7海工事业部培训(共5
4、7页） 为获得一个合格的焊接接头,往往要经过坡口制备, 接头组对, 点焊定位,焊前预热,正式施焊,无损检测,焊 后热处理等工序。如果经过无损检测发现内部缺陷，则 上述过程就要重复进行,现场施工组织的难度增大, 这样 就要浪费大量人力、物力及时间;而因超次返修而不得不 割口、换板甚至分段报废造成的损失更大。对焊接过程 进行有效控制可使焊接质量显著提高,减少因焊接缺陷而 造成的成本增加,有效的保障项目建造周期,树立良好的 海工企业市场形象。 焊接质量控制的意义焊接质量控制的意义 8海工事业部培训(共57页） 焊接质量控制要素4 9海工事业部培训(共57页） 焊接工艺规程（焊接工艺规程（WPSWPS
5、）的执行）的执行 WPS中的工艺参数是经过焊接工艺评定试验(WPQT)得 出的，并通过各项试验验证了其正确性。因此,WPS中的 焊接工艺数据在施焊时必须严格遵守，不得随意改变。 因为不按焊接工艺数据施焊,即使在常规的无损检验中没 有发现缺陷,其焊缝及热影响区的金相组织与力学性能也 可能会与工艺评定结果有所不同,对于这种缺陷，采用常 规无损检验无法查出,更具有破坏性和危险性。因此,严 格执行WPS是得到合格的焊接接头,保证焊接接头使用性 能的关键。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 10海工事业部培训(共57页） 焊工资格的有效性焊工资格的有效性 所有参与施焊的焊工都应经过培训，并经过船级社考
6、试取得相应资格,并在有效期内。在实际焊接中要确定焊 工所施焊的工件材质及位置是否与所持有的资格项目一 致，不能出现没有资格的焊工施焊的情况。对于在实际 施焊中合格率不高的焊工，应取消其资格并再次对其进 行培训考试,考试合格后才能允许其上岗操作.对于违反 工艺纪律并屡教不改者,应停止其施焊并做出驱逐处理. 有些海工项目的业主，要求进入其项目施工的所有焊工， 必须经过入场考试，考试合格者被登记注册，才能承担 该项目的焊接施工,这对于项目建造质量管理很有好处, 值得建造单位借鉴。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 11海工事业部培训(共57页） 焊接材料管理焊接材料管理 采用合格的焊接材料才可能焊出
7、合格的焊接接头,因 此对施焊用的焊接材料进行控制是十分必要的。规范焊 接材料的储存、烘焙、发放、使用及回收处理，确保焊 接质量，降低焊接成本，保护环境。因此承建方应编制 焊接材料控制程序，负责对该程序进行宣贯和解释， 并监督其执行。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 12海工事业部培训(共57页） 焊接相关的设备焊接相关的设备 在焊接施工中电流和电压是极为重要的参数，因此电 焊机必须能准确显示焊接电流。对焊机的控制要点就在 于焊机显示电流与实际电流的偏差不超标，焊机的电流、 电压显示仪表需经过检定合格才能使用，并保证焊机处 于良好的工作状态中。 对于焊条及焊剂的烘焙设备和恒温箱，以及现场的保
8、温筒应保证其经过检定合格并在有效期内。 现场的热处理设备,电阻点焊设备,热电偶及测温设备 等,其仪器和仪表均应经过检定合格，并在有效期内。尤 其是热电偶的热敏元件，因其在热处理及焊接预热工作 中的重要作用，必须经过严格的检定。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 13海工事业部培训(共57页） 施焊环境要求施焊环境要求 当环境温度过低时,会使焊缝溶池金属冷却过快,冷却后得 到条块状M组织,使焊接接头的综合机械性能变差。因此,国内 外的船级社根据材料的材质,板厚,碳当量及结构拘束度的不同, 规定了焊接时允许的最低环境温度,如对于355级别的材料,DNV 标准规定,当环境温度低于5时,应将焊件预热到
9、50以上。 不同于IACS No.47 TABLE 6.12 (修造船规范)中的规定。 环境湿度过大,空气中的水分就有可能进入熔池,形成氢气 孔等缺陷，并提高材料的韧脆转变温度。一般要求环境相对湿 度不大于90。 当风速过大会使焊条电弧焊,气体保护焊的保护效果减弱, 使空气中的有害气体侵入熔池中,从而影响焊缝质量。一般规 定焊条电弧焊时风速不大于8m/s(5级,小树摇摆,浪高2m),气体 保护焊的风速不大于2m/s(2级,感觉有风,浪高0.2m)。 在下雨和下雪的露天环境中不允许施焊。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 14海工事业部培训(共57页） 焊接前准备焊接前准备 所有与待焊接结构相关
10、的车间管理人员，项目 管理人员，质量部QC人员及焊接工艺人员等必须做好如 下工作，并对相关的施工队管理人员，焊工（包括定位 焊工）、碳刨工及其队长或带班进行技术交底。 熟悉相关的标准、规范及图纸熟悉相关的标准、规范及图纸 从中了解即将焊接及检验的是什么结构？何时何地 进行焊接及检验？如何进行焊接及检验？ 例如，用于海工项目的屈服强度在355及其以上的高 强钢对于焊接线能量输入的要求严些,有些结构焊后尺寸 精度要求高些,此时就需要责任人员进行重点的监控。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 15海工事业部培训(共57页） 熟悉所选用的焊接工艺规程等批准的程序文件熟悉所选用的焊接工艺规程等批准的程序
11、文件 焊接方法 施焊技术 填充金属类型 焊接位置要求 确认拟采用的WPS是否适合待焊接接头？为此， 有时 甚 至需要查看支持WPS的焊接工艺评定记录 (PQR)。 确认焊工的资质及其有效性确认焊工的资质及其有效性 清楚焊接停检点等检验节点，并准备好相关的记录表清楚焊接停检点等检验节点，并准备好相关的记录表 格（焊接记录表格格（焊接记录表格/ /无损检测记录表格等，表格应清无损检测记录表格等，表格应清 晰、易懂）及必要的检验工具晰、易懂）及必要的检验工具 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 16海工事业部培训(共57页） 了解与焊接相关设备的性能并检查其运行状况，包括但不了解与焊接相关设备的性能并
12、检查其运行状况，包括但不 限于限于 以下方面：以下方面： 焊接电源 送丝机构 电源缆线及焊钳 焊剂/焊条的存储设备（包括焊条筒的检验）和烘焙设 备,及电加热设备(需要时)气体保护软管及气瓶压力(表)等 确认母材无质量等问题确认母材无质量等问题 按照EEMUA 158 第4.5.1条（a）款要求，材料供货状 态的改变是对该材料重新进行焊接工艺评定的重要变数。 Ceq0.03% 确认焊材牌号的选择正确无误（根据确认焊材牌号的选择正确无误（根据AWS D1.1AWS D1.1要求，要求，FCAWFCAW 焊丝牌号改变是补加的焊接变数；焊丝牌号改变是补加的焊接变数；DNV-OS-C401DNV-OS-
13、C401要求，要求， 当温度低于当温度低于-20-20且材料有冲击要求时，焊材牌号改变是重且材料有冲击要求时，焊材牌号改变是重 新评定的重要条件；在新评定的重要条件；在N389 TopsideN389 Topside项目管系的焊接中，项目管系的焊接中， 按照欧标按照欧标EN ISO15614-1 EN ISO15614-1 第第8.4.58.4.5条的要求，焊材制造厂家条的要求，焊材制造厂家 的变化也被列为补加重要变数）。的变化也被列为补加重要变数）。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 17海工事业部培训(共57页） 焊接前坡口检验焊接前坡口检验 坡口的角度 坡口面有无内凹或外凸（将影响焊接）
14、 坡口深度（对深熔焊PP而言） 钝边尺寸（将影响单面焊双面成型焊接方法的焊透性） 焊接前接头装配检验焊接前接头装配检验 装配焊接顺序是否合理（将影响焊件的焊后尺寸） 根部装配间隙 角偏差 接头错边 特定条件下，待焊接构件的预置变形措施 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 18海工事业部培训(共57页） 定位装置及定位焊接检验定位装置及定位焊接检验 用于焊接件定位的工装卡具（包括剪刀撑等焊 接定位装置）是否适合该焊接件的定位？是否能够在焊接 过程中 保证该定位尺寸不变？是否符合安全要求（如，码板要 求双面包角焊接）？ 坡口内的定位焊接强度是否足够？例如，对于 大拘束结 构厚板的定位焊接，其定位的长
15、度通常不小于100mm， 定位焊接的厚度不小于构件焊接总厚度的1/3或15mm(取较 小值)。 熔入永久焊缝的定位焊缝，焊接时应采用与正 式施焊相同的WPS中的打底焊接方法及其焊接规范，焊缝的 两端部应呈阶梯状排布，并打磨成羽状，并在正式施焊之 前对其进行MPI。 定位焊缝容易成为缺陷源,因此应确保定位焊 缝无缺陷。 对于有缺陷的定位焊缝应在形成最终焊缝之前去除，并 重新定位焊接。 定位焊前的预热温度与拟采用的定位焊前的预热温度与拟采用的WPSWPS中的要求相同。中的要求相同。 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 19海工事业部培训(共57页） 接头焊接前清理接头焊接前清理 焊接前应认真检查待焊接区域及其附近25mm范 围内的 清洁情况。 接头及其附近区域污垢的存在可能导致产生焊 接气孔 ,裂纹及未熔合等缺陷。 接头清理尚应包括如下内容 A. 湿度 B. 油脂 C. 油漆，铁锈，毛刺，分层，镀锌等 焊接质量控制要素焊接质量控制要素 20海工事业部培训(共57页） 接头焊接前预热（当有预热要求时）接头焊接前预热（当有预热要求时） 当待焊接接头有预热要求时， 应对预热情况进行 检查 检查预热温度时，既要限制最低预热温度，又要限 制最 高预热温度，并保证整个加热区内预热温度的 温差最大 不超过55. 预热温度的测量包括，但不限于如下方法 A. 测温笔(tem
