苗中杰，武勝圈，白小波，許慶偉

（中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450016）

焊接工藝評(píng)定是為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)，是保證質(zhì)量的重要手段，為正式制定焊接工藝指導(dǎo)書或焊接工藝卡提供可靠依據(jù)。針對(duì)出口澳大利亞項(xiàng)目，為滿足結(jié)構(gòu)件焊接生產(chǎn)質(zhì)量和客戶需求，企業(yè)依據(jù)AS/NZS 1554.1-2014 進(jìn)行了焊接工藝評(píng)定，順利取得了國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)的相關(guān)認(rèn)證證書，最終通過了澳大利亞客戶和監(jiān)理公司的驗(yàn)收。澳標(biāo)焊接工藝評(píng)定要求與歐標(biāo)和美標(biāo)、國(guó)標(biāo)的要求有所不同，目前我國(guó)制定澳標(biāo)焊接工藝評(píng)定的企業(yè)不多，本文對(duì)澳標(biāo)焊接工藝評(píng)定方法進(jìn)行了分析和整理，為焊接工程師在焊接工藝評(píng)定策劃和焊接工藝規(guī)程編制時(shí)提供一種參考。

1 預(yù)焊接工藝評(píng)定策劃

1.1 適用范圍選擇

1)AS/NZS 1554.1 標(biāo)準(zhǔn)限用于指定最低屈服強(qiáng)度不超過500MPa 的母材的焊接，適用于手工電弧焊、熔化極氣體保護(hù)電弧焊、鎢極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲電弧焊等焊接方法。

2)AS/NZS 1554.1 標(biāo)準(zhǔn)中焊接類型分為GP（通用用途）和SP（結(jié)構(gòu)用途），GP 一般用于承受靜態(tài)荷載的焊接件，SP 一般用于承受動(dòng)態(tài)荷載的焊接件；SP 焊接工藝評(píng)定要求高于GP，SP 焊接類型焊接工藝評(píng)定可覆蓋GP 焊接類型，所以針對(duì)承受動(dòng)載荷的焊接件通常建議采用SP 焊接類型進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。

1.2 焊接方法及焊接材料選用

出口產(chǎn)品原材料和焊接材料采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)得到業(yè)主認(rèn)可并合同中約定。企業(yè)出口澳大利亞產(chǎn)品焊接件原材料主要為舞鋼生產(chǎn)的Q355ND（GB/T 1591-2018），母材的最低屈服強(qiáng)度不超過500MPa，主要焊接方法為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。在做焊接工藝評(píng)定時(shí)，參照AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)，焊接材料應(yīng)該與鋼的類型等強(qiáng)匹配的原則，通過對(duì)鋼板成分的分析和碳當(dāng)量的計(jì)算，最終選定ER50-6 等級(jí)的焊材。

1.3 母材厚度

參 照AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo) 準(zhǔn)，對(duì) 于完全熔透對(duì)焊和不完全熔透對(duì)焊，試件厚度小于36mm 時(shí)，厚度認(rèn)可范圍為測(cè)試材料板厚的0.5～2 倍；試件厚度不小于36mm 時(shí)，厚度認(rèn)可范圍沒有上限。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，我公司分別采用20mm、40mm 厚的材料進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，覆蓋材料厚度≥10mm。

對(duì)于角焊，角焊縫程序合格評(píng)定應(yīng)根據(jù)角焊縫尺寸而不是根據(jù)材料厚度，單道角焊合格評(píng)定認(rèn)可不大于合格評(píng)定焊縫厚度的角焊；多道角焊合格評(píng)定認(rèn)可多道角焊。

對(duì)接和角接認(rèn)可范圍詳見表1 和表2。AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)試件厚度覆蓋范圍大于ISO 15614-1 標(biāo)準(zhǔn)。

表1 完全熔透對(duì)焊和不完全熔透對(duì)焊母材厚度認(rèn)可范圍

表2 角焊焊縫厚度認(rèn)可范圍

1.4 焊接位置

對(duì)于對(duì)焊，AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)附錄所列任何預(yù)檢合格對(duì)焊接頭的程序合格評(píng)定對(duì)于該接頭和所用準(zhǔn)備角的所有其他焊接位置都應(yīng)該有效，無(wú)需進(jìn)一步測(cè)試。如果焊接方向在垂直向上和垂直向下之間發(fā)生改變，需要另外給予評(píng)定。對(duì)于角焊，焊接位置許可范圍見表3。結(jié)合ISO 15614-1 標(biāo)準(zhǔn)，沖擊試樣應(yīng)取自熱輸入最高的焊縫位置（PF 和PA），硬度試樣應(yīng)取自熱輸入最低的焊縫位置（PC 和PE），所以企業(yè)對(duì)角焊和對(duì)焊分別進(jìn)行了PC 和PF 兩種位置焊接工藝評(píng)定。

表3 角焊工藝評(píng)定焊接位置認(rèn)可范圍

1.5 焊接類型

對(duì)于完全熔透對(duì)焊和不完全熔透對(duì)焊，單邊焊接的單V 型對(duì)焊的程序評(píng)定對(duì)于雙V 對(duì)焊和雙面焊接的單V 型對(duì)焊的焊接應(yīng)該有效，單邊焊接的單U（J）型對(duì)焊的程序評(píng)定對(duì)于雙U 對(duì)焊和雙面焊接的單U（J）型對(duì)焊的焊接應(yīng)該有效；雙V型對(duì)焊的程序評(píng)定對(duì)于雙V 型對(duì)焊和雙面焊接的單V 型對(duì)焊的焊接應(yīng)該有效，雙U 型對(duì)焊的程序評(píng)定對(duì)于雙U 型對(duì)焊和雙面焊接的單U（J）型對(duì)焊的焊接應(yīng)該有效。

對(duì)于角焊，使用鋼板或者鋼管角焊工藝的角焊程序合格評(píng)定也適用于鋼板和鋼管的角焊。

1.6 焊接試樣準(zhǔn)備

AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸不同于SO 15614-1 標(biāo)準(zhǔn)，焊接試樣尺寸與焊接接頭形式相關(guān)，焊接試樣尺寸應(yīng)滿足具有適當(dāng)鋼板厚度的測(cè)試試樣數(shù)量要求和重新測(cè)試試樣數(shù)量要求。我公司焊接件焊縫種類主要為對(duì)焊和角焊，最小對(duì)焊和角焊試樣尺寸分別見圖1 和圖2。

圖1 對(duì)焊試樣（單位：mm）

圖2 角焊試樣（單位：mm）

2 焊接人員

2.1 焊接監(jiān)理

焊接應(yīng)該在制造商雇傭或與制造商簽訂合同關(guān)系的焊接監(jiān)理的監(jiān)督下進(jìn)行。

焊接監(jiān)理應(yīng)該確保所有焊接都按計(jì)劃、規(guī)范、任何其他文件和本合同中的要求進(jìn)行。

具有至少三年制造焊接結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)且持有國(guó)際焊接學(xué)會(huì)頒發(fā)的IWS 或IWT 或IWE 證書的焊接監(jiān)理認(rèn)定為具備焊接監(jiān)理資格。

2.2 焊工

焊工應(yīng)具備執(zhí)行所需焊接程序的適當(dāng)資格，滿 足AS1796、AS2980、AS/NZS3992、NZS4711 或者ISO9606-1 等標(biāo)準(zhǔn)要求的焊工認(rèn)定為具備焊工資格。

3 焊 接

焊接過程嚴(yán)格按照pWPS 要求執(zhí)行，所有試樣進(jìn)行編號(hào)，焊工具備ISO 9606-1 標(biāo)準(zhǔn)資質(zhì)，焊接預(yù)熱溫度和層間溫度根據(jù)AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)中的母材、碳當(dāng)量、熱輸入、試件厚度等影響因素選擇。整個(gè)焊接過程由第三方國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)監(jiān)理見證檢驗(yàn)，審核pWPS，檢查母材、焊接材料和接頭，記錄焊接電壓、電流、氣體流量、焊接時(shí)間、焊道數(shù)等參數(shù)、保留熱處理曲線圖，并對(duì)外觀合格試件進(jìn)行標(biāo)記。

4 試樣檢測(cè)

根據(jù)AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)中SP 焊接類型要求，由于我公司不具備檢驗(yàn)資質(zhì)，特委托第三方國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)，檢測(cè)項(xiàng)目見表4。

表4 焊接工藝評(píng)定試樣檢測(cè)項(xiàng)目

超聲波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是AS2207，磁粉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是AS1171；拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 是AS2205.2.1，彎曲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是AS2205.3.1，宏觀檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是AS2205.5.1，沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是AS2205.7.1，焊接熱影響區(qū)硬度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是AS2205.6.1，母材金屬和焊縫金屬硬度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是AS1817。

5 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)AS/NZS 1554.1-2014 標(biāo)準(zhǔn)，我公司結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)共制作了16 組焊接工藝評(píng)定，試驗(yàn)結(jié)果全部合格。以板厚40mm、對(duì)接接頭、向上立焊的試件為例，焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。

5.1 拉伸試驗(yàn)（表5）

拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)AS2205.2.1-2003。

表5 拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

5.2 彎曲試驗(yàn)（表6）

彎曲試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)AS2205.3.1-2003。

表6 拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

5.3 沖擊試驗(yàn)（表7）

沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)AS2205.7.1-2003。

表7 沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

5.4 宏觀檢測(cè)（表8）

宏觀檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)AS2205.5.1-2003。

表8 沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

5.5 硬度檢測(cè)（表9）

硬度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)AS2205.6.1-2003、AS1817-2003。

表9 硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

6 焊接工藝評(píng)定報(bào)告

在焊接工藝評(píng)定過程中，企業(yè)嚴(yán)格按照pWPS 要求準(zhǔn)備材料和焊接，委托有資質(zhì)第三方國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)見證焊接和熱處理過程，記錄焊接參數(shù)，保留熱處理曲線圖，收集焊工證、材質(zhì)證明等資料，試件經(jīng)過無(wú)損檢測(cè)、宏觀、硬度和力學(xué)性能試驗(yàn)合格后，第三方國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)出具了合格的焊接工藝評(píng)定報(bào)告。

7 總結(jié)

通過對(duì)AS/NZS 1554.1 澳洲標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝評(píng)定要素進(jìn)行梳理和分析，澳洲標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 15614）、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50661）的焊接工藝評(píng)定要素存在一定差異，主要不同點(diǎn)為母材厚度覆蓋范圍、焊接接頭類型、評(píng)定檢測(cè)項(xiàng)目、焊接試樣準(zhǔn)備、無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等方面。

此次成功的澳標(biāo)焊接工藝評(píng)定證明了企業(yè)有能力生產(chǎn)出滿足澳洲標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范要求力學(xué)性能的焊接接頭，也為產(chǎn)品出口澳洲的相關(guān)企業(yè)制定焊接工藝指導(dǎo)書或焊接工藝卡提供了參考依據(jù)。