焊接工艺评定(Welding Procedure Qualification,简称WPQ或WPQR)是确保焊接质量、验证焊接工艺可行性的关键环节,其一般原则需遵循国际/国家标准(如ISO 15614、AWS D1.1、ASME IX等),核心原则可归纳如下:
一、基本原则
工艺适用性
焊接工艺需覆盖实际生产中的材料、接头形式、焊接位置、保护气体等参数。
示例:若实际焊接为6mm厚碳钢平板对接(平焊),则评定需采用相同或更严苛条件(如8mm厚、立焊)。
变量控制
本质变量(直接影响接头性能):如母材材质、焊接方法、填充金属、预热温度等,必须重新评定。
非本质变量(不影响性能):如焊接速度微调、坡口尺寸偏差等,无需重新评定。
试验验证
通过破坏性试验(拉伸、弯曲、冲击)验证接头性能。
关键指标:抗拉强度≥母材标准值,弯曲无裂纹,冲击韧性符合设计要求。
二、关键评定要素
母材
材质、厚度、热处理状态需与实际一致。
示例:评定用母材为PQR-A(20mm厚,淬火+回火),生产用母材为PQR-B(18mm厚,仅回火),若PQR-B强度低于PQR-A,则需重新评定。
焊接方法
手工电弧焊(SMAW)、气体保护焊(GMAW)等不同方法不可互用。
示例:若评定为SMAW,生产用GMAW需重新评定。
焊接材料
焊丝/焊条型号、直径、烘烤条件需一致。
示例:评定用ER70S-6焊丝,生产用ER70S-3,需重新评定。
预热/层间温度
温度范围需与实际一致,过高或过低均需重新评定。
示例:评定预热温度为100-150℃,生产用80℃,需重新评定。
焊后热处理
热处理类型(退火、正火、淬火+回火)和参数需一致。
示例:评定未进行焊后热处理,生产需热处理,需重新评定。
三、评定流程
编制焊接工艺指导书(WPS)
明确焊接参数、材料、设备等信息。
实施焊接试件
按WPS要求制备试件,记录实际焊接参数。
试验与检验
进行力学性能、无损检测(如射线检测、超声检测)等。
编制焊接工艺评定报告(PQR)
记录试验结果,判定工艺是否合格。
四、特殊情况
免除评定
当焊接工艺符合标准中的“预认证工艺”时,可免除评定。
示例:AWS D1.1中某些标准焊接工艺(如P-No.1钢的对接焊)。
组合评定
当多个变量同时变化时,需进行组合评定。
示例:同时改变母材厚度和焊接材料,需重新评定。
五、常见问题
评定范围外使用
将评定工艺用于未覆盖的材料或厚度,可能导致质量问题。
变量记录不准确
焊接参数记录偏差(如电流、电压),影响评定有效性。
试验方法错误
未按标准要求进行试验(如弯曲试样未取自焊缝中心),导致结果无效。
六、总结
焊接工艺评定的核心是确保工艺参数与实际生产一致,并通过试验验证接头性能。
