焊接工藝評定(Welding Procedure Qualification,簡稱WPQ或WPQR)是確保焊接質(zhì)量、驗(yàn)證焊接工藝可行性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其一般原則需遵循國際/國家標(biāo)準(zhǔn)(如ISO 15614、AWS D1.1、ASME IX等),核心原則可歸納如下:
一、基本原則
工藝適用性
焊接工藝需覆蓋實(shí)際生產(chǎn)中的材料、接頭形式、焊接位置、保護(hù)氣體等參數(shù)。
示例:若實(shí)際焊接為6mm厚碳鋼平板對接(平焊),則評定需采用相同或更嚴(yán)苛條件(如8mm厚、立焊)。
變量控制
本質(zhì)變量(直接影響接頭性能):如母材材質(zhì)、焊接方法、填充金屬、預(yù)熱溫度等,必須重新評定。
非本質(zhì)變量(不影響性能):如焊接速度微調(diào)、坡口尺寸偏差等,無需重新評定。
試驗(yàn)驗(yàn)證
通過破壞性試驗(yàn)(拉伸、彎曲、沖擊)驗(yàn)證接頭性能。
關(guān)鍵指標(biāo):抗拉強(qiáng)度≥母材標(biāo)準(zhǔn)值,彎曲無裂紋,沖擊韌性符合設(shè)計要求。
二、關(guān)鍵評定要素
母材
材質(zhì)、厚度、熱處理狀態(tài)需與實(shí)際一致。
示例:評定用母材為PQR-A(20mm厚,淬火+回火),生產(chǎn)用母材為PQR-B(18mm厚,僅回火),若PQR-B強(qiáng)度低于PQR-A,則需重新評定。
焊接方法
手工電弧焊(SMAW)、氣體保護(hù)焊(GMAW)等不同方法不可互用。
示例:若評定為SMAW,生產(chǎn)用GMAW需重新評定。
焊接材料
焊絲/焊條型號、直徑、烘烤條件需一致。
示例:評定用ER70S-6焊絲,生產(chǎn)用ER70S-3,需重新評定。
預(yù)熱/層間溫度
溫度范圍需與實(shí)際一致,過高或過低均需重新評定。
示例:評定預(yù)熱溫度為100-150℃,生產(chǎn)用80℃,需重新評定。
焊后熱處理
熱處理類型(退火、正火、淬火+回火)和參數(shù)需一致。
示例:評定未進(jìn)行焊后熱處理,生產(chǎn)需熱處理,需重新評定。
三、評定流程
編制焊接工藝指導(dǎo)書(WPS)
明確焊接參數(shù)、材料、設(shè)備等信息。
實(shí)施焊接試件
按WPS要求制備試件,記錄實(shí)際焊接參數(shù)。
試驗(yàn)與檢驗(yàn)
進(jìn)行力學(xué)性能、無損檢測(如射線檢測、超聲檢測)等。
編制焊接工藝評定報告(PQR)
記錄試驗(yàn)結(jié)果,判定工藝是否合格。
四、特殊情況
免除評定
當(dāng)焊接工藝符合標(biāo)準(zhǔn)中的“預(yù)認(rèn)證工藝”時,可免除評定。
示例:AWS D1.1中某些標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝(如P-No.1鋼的對接焊)。
組合評定
當(dāng)多個變量同時變化時,需進(jìn)行組合評定。
示例:同時改變母材厚度和焊接材料,需重新評定。
五、常見問題
評定范圍外使用
將評定工藝用于未覆蓋的材料或厚度,可能導(dǎo)致質(zhì)量問題。
變量記錄不準(zhǔn)確
焊接參數(shù)記錄偏差(如電流、電壓),影響評定有效性。
試驗(yàn)方法錯誤
未按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗(yàn)(如彎曲試樣未取自焊縫中心),導(dǎo)致結(jié)果無效。
六、總結(jié)
焊接工藝評定的核心是確保工藝參數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)一致,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證接頭性能。