非常实用的焊接手册前三部分，未完待续

第一部分

焊接工艺评定的使用管理&焊接工艺规程的编制

一、焊接工艺评定的有关概念二、焊接工艺评定及使用管理程序三、焊接工艺评定变素及其评定规则四、如何阅读焊接工艺评定报告五、如何编制焊接工艺规程

一、焊接工艺评定的有关概念

1、焊接工艺评定的定义和目的

2、消除焊接工艺评定认识上误区：

3、“焊接性能”与“焊接性”

4、“焊接性能试验”与“焊接工艺评定”

5、“焊缝”与“焊接接头”

6、“焊接工艺评定”与“焊工技能考试”

7、焊接工艺评定的基本条件

8、常用焊接工艺评定标准：

JB4708－2000《钢制压力容器焊接工艺评定》

GB50236－98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》第4章劳部发1996[276]号《蒸汽锅炉安全监察规程》附录IJGJ81-2000《建筑钢结构焊接技术规程》第5章

GB128-90《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》附录一ASME第IX卷《焊接与钎焊》

二、焊接工艺评定及使用管理程序

1、焊接工艺评定程序

（1）焊接工艺评定立项

（2）焊接工艺评定委托

（3）编制焊接工艺指导书（WPI）并批准

（4）评定试板的焊接

（5）评定试板的检验

焊接工艺评定失败，重新修改焊接工艺指导书，重复进行上述程序。

（6）编写焊接工艺评定报告（PQR）并批准

2、焊接工艺评定文件的使用与管理

（1）焊接工艺评定文件的受控登记。

（2）焊接工艺评定的有效版本及换版转换。

（3）每季度编制焊接工艺评定文件的有效版本目录。

（4）保证现场工程和产品的焊接工艺评定的覆盖率为100%。

（5）焊接工艺评定文件作为公司的一项焊接技术储备，属于公司重要技术机密文件，应妥善保管。

三、焊接工艺评定变素及其评定规则

1、焊接工艺评定的主要变素：

试件形式母材类别焊接方法焊接工艺因素焊后热处理种类及参数母材厚度

焊缝熔敷金属厚度

四、如何阅读焊接工艺评定报告

1、如何认识焊接工艺评定报告的作用

（1）焊接工艺评定报告的合法性：

（2）焊接工艺评定报告的有效性：

（3）焊接工艺评定报告及焊接工艺规程的局限性：

（4）焊接工艺评定报告是一种必须由企业焊接责任工程师和总工程师签字的重要质保文件，也是技术监督部门和用户代表审核施工企业质保能力的主要依据之一。

2、焊接工艺评定报告与焊接工艺规程的关系

3、阅读焊接工艺评定报告的方法

五、如何编制焊接工艺规程

1、焊接工艺规程的作用

2、焊接工艺规程的基本要求

3、焊接工艺规程的编写应遵循的原则

4、焊接工艺规程的填写说明

第二部分由焊接材料所想到的

一、工程焊接相关标准、资料简介

二、焊条型号与牌号的识别

三、焊条的保管与使用

四、焊条的选用

五、氩弧焊丝的选用

六、镍基合金的焊材选用

一、工程焊接常用相关标准简介

（一）工程焊接常用标准

GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》JB/T4809-2000《钢制压力容器焊接规程》

JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》

SH3085-1997《石油化工管式加热炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》

SH/T3523-1999《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3524-92《石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准》SH3525-92《石油化工低温钢焊接规程》SH3526-92《石油化工异种钢焊接规程》

SH/T3527-1999《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》SHJ520-91《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》

SY/T4103-1995《钢质管道焊接及验收》SY/T4071-93《管道下向焊接工艺规程》HGJ222-92《铝及铝合金焊接技术规程》HGJ223-92《铜及铜合金焊接及钎焊技术规程》

（二）工程焊接常用焊接材料标准

JB3223-1996《焊接材料质量管理规程》

JB/T4747-2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》GB/T5117-1995《碳钢焊条》GB/T5118-1995《低合金钢焊条》GB/T983-1995《不锈钢焊条》

GB/T14957-94《熔化焊用钢丝》GB/T14958-94《气体保护焊用钢丝》

GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T10045-88《碳钢药芯焊丝》

GB/T4242-84《焊接用不锈钢丝》GB/T13814—92《镍及镍合金焊条》GB/T9460—1988《铜及铜合金焊丝》

GB/T15620-1995《镍及镍合金焊丝》

GB/T3623-1998《钛及钛合金丝》

GB4842-1995《纯氩》

GB6052《工业液体的二氧化碳》

（三）推荐实用的焊接参考书

焊接手册：推荐《焊接手册》（中国机械工程学会焊接学会编）焊接材料使用手册：推荐《电焊条选用指南》（吴树雄编著）焊材制造厂提供的《焊接材料样本》

二、焊条型号与牌号的识别

（一）焊条药皮的作用与类型

1、焊条药皮的基本功能：

（1）保护电弧与熔池。药皮比焊芯熔化慢，形成一个套筒，保护金属熔滴顺利地向熔

池过渡；同时药皮放出气体和形成熔渣，保护电弧及熔池免受空气的有害作用。熔渣覆盖于熔敷金属表面，也降低了焊缝金属的冷却速度，有利于改善接头性能。

（2）冶金处理。通过冶金反应直到脱氧、脱硫、脱磷等去除杂质作用，同时还对焊缝金属起合金化作用。

（3）赋予焊条良好的焊接工艺性能。使电弧容易引燃，燃烧稳定，减少飞溅，增大熔深，保证焊缝成形等。

（4）满足某些专用焊条的特殊功能。如铁粉焊条药皮内含较多的铁粉，增加了焊条的

5

熔敷系数，提高了焊接生产率。

熔敷系数，提高了焊接生产率。

2、焊条药皮的类型：序号药皮类型对应牌号对应型号焊接电源

1特殊型×××0E××002钛型×××1E××13直流或交流3钛钙型×××2E××03直流或交流4钛铁矿型×××3E××01直流或交流5氧化铁型×××4E××20直流或交流6纤维素型×××5E××10、11直流或交流7低氢钾型×××6E××16直流或交流

8低氢钠型×××7E××15直流9石墨型×××8E××13直流或交流10盐基型×××9

E××13

直流3、酸性焊条与碱性焊条：

●药皮在焊接时熔化形成熔渣。焊后熔渣为酸性的焊条称为酸性焊条，反之为碱性焊条。

●酸性焊条的缺点：酸性焊条的熔渣组成物以酸性氧化物为主，对焊缝金属有较强的氧化性，致使焊缝金属中合金元素的烧损量较大。同时焊缝金属中氢和氧的含量较高，焊缝金属的力学性能，特别是塑性和韧性较低。

●酸性焊条的优点：对铁锈、油污及水分引起的气孔敏感性小。酸性焊条用交流或直流电源均可焊接。

●碱性焊条的优点：碱性焊条的熔渣组成物以碱性氧化物为主，对焊缝金属的氧化性很小，冶金处理效果好。碱性焊条焊接时，药皮分解出CO2作保护气体，保护气体中氢含量很低，因此用碱性焊条焊成的焊缝金属含氢量低，综合力学性能好，特别是塑性、韧性较高。

●碱性焊条的缺点：对气孔的敏感性较大。

（二）焊条统一编号的意义

焊条通常用型号和牌号来反映其主要性能特点及类别。

◇焊条型号是以焊条国家标准为依据、反映焊条主要特性的一种表示方法。

◇焊条牌号是根据焊条的主要用途及性能特点，对焊条产品的具体命名。由焊厂家制定。

◇我国焊条行业采用统一牌号：属于同一药皮类型、符合相同焊条型号、性能相似的产品统一命名为一个牌号。如J422、J507。

★注意：不管是焊条厂自定的牌号，还是全国焊接材料行业统一牌号，都必须在产品样本或标签、质量证明书上注明该产品是“符合国标”、“相当国标”或不加标注（即与国标不符），以便用户结合产品性能要求，对照标准去选用。

★每种焊条产品只有一个牌号，但多种牌号焊条可同时对应一个型号。如：牌号J507RH和J507R，型号均为E5015-G。

（三）焊条牌号的表示方法

◆通常用一个汉语拼音字母（或汉字）与三位数字表示。如A302（奥302）、W607（温607）

◆有的焊条牌号在三位数字后面加注后缀字母和/或数字。如J507RH、A022Mo、J422Fe16

第一位字母：表示焊条种类；

前两位数字：表示熔敷金属强度或合金类型；第三位数字：表示药皮类型及电流种类；数字后面的字母和数字：附加合金元素或焊条特性（具有特殊性能和用途）。

■如：G——高韧性焊条；R——压力容器用焊条；

Fe——高效铁粉焊条：X——向下立焊用焊条；H——超低氢焊条；

RH——高韧性超低氢焊条；

（四）焊条型号的表示方法

1、碳钢焊条：

●根据GB/T5117-1995《碳钢焊条》标准规定，碳钢焊条型号按熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。

●碳钢焊条型号的编制方法：首位字母“E”表示焊条；

前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为kgf/mm2；

第三位数字表示焊条的焊接位置：“0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接；“2”表示焊条适用于平焊及平角焊；“4”表示焊条适用于向下立焊。

第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。

在第四位数字后面附加字母或数字：“R”表示耐吸潮焊条，“M”表示对吸潮和力学性能有特殊规定的焊条，“-1”表示冲击性能有特殊规定的焊条。

■举例：

E4303：43kgf/mm2；全位置；钛钙型；交直流两用。E5015：50kgf/mm2；全位置；低氢钠型；直流反接。

E5018－1：50kgf/mm2；全位置；铁粉低氢型；交流或直流反接；-46℃低温冲击保证

值。

2、低合金钢焊条：

●根据GB/T5118-1995《低合金钢焊条》标准规定，低合金钢焊条型号按熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。

●低合金钢焊条型号的编制方法：首位字母“E”表示焊条；

前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值（kgf/mm2）；

第三位数字表示焊条的焊接位置：“0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接；“2”表示焊条适用于平焊及平角焊。

第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型；

后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号，并以短划“-”与前面分开。若还具有附加化学成分时，附加化学成分直接用元素符号表示，并以短划“-”与前面后缀字母分开。

■如：E5515-B2-V（R317）

对于E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氢焊条的熔敷金属化学成分分类后缀字母或附加化学成分后面加字母“R”时，表示耐吸潮焊条。

■举例：

（1）E5015-G（J507RH、J507R等）：50kgf/mm2（490MPa）；低氢钠型；高韧性（低温冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。

（2）E6015-G（J607RH）：60kgf/mm2（610MPa）；低氢钠型；超低氢高韧性；（-40℃低温冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。

（3）E5515-C1（W707Ni）：低氢钠型；含2.5Ni；55kgf/mm2（540MPa）；高韧性

（-70℃冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。

（4）E5515-C2（W907Ni）：低氢钠型；含3.5Ni；55kgf/mm2（540MPa）；高韧性（-90℃冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。

（5）E5515-B1（R207）：低氢钠型；0.5Cr-0.5Mo；540MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。

（6）E5515-B2（R307）：低氢钠型；1Cr-0.5Mo；540MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。

（7）E5515-B2-V（R317）：低氢钠型；1Cr-0.5Mo-V；540MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。

（8）E6015-B3（R407）：低氢钠型；2.5Cr-1Mo；590MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。

3、不锈钢焊条：

●根据GB/T983-1995《不锈钢焊条》标准规定，不锈钢焊条型号按熔敷金属的化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。

●不锈钢焊条型号的编制方法：首位字母“E”表示焊条；

“E”后面的数字表示熔敷金属化学成分分类代号，如有特殊要求的化学成分，该化学成分用元素符号表示，放在数字的后面；

短线“-”后面的两数字表示药皮类型、焊接位置及焊接电流种类。“15”表示碱性、钛型

或钛钙型药皮，全位置焊接，交流或直流反接；“16”表示碱性药皮、全位置焊接、直流反接；“17”是“16”的变型。

★不锈钢焊条型号与美国、日本等工业发达国家的不锈钢焊条型号相同。■举例：

（1）E308L-16（A002）：钛钙型；超低碳（C≤0.04%）；公称成分00-19Cr-10Ni；

交流或直流反接（尽可能采用直流电源）；全位置焊接。

（2）E308-15（A107）：碱性；低碳（C≤0.08%）；公称成分0-19Cr-10Ni；直流反接；全位置焊接。

（3）E316L-16（A022）：钛钙型；超低碳（C≤0.04%）；公称成分00-18Cr-12Ni-2Mo；交流或直流反接（尽可能采用直流电源）；全位置焊接。

（4）E316-15（A207）：碱性；低碳（C≤0.08%）；熔敷金属公称成分0-18Cr-12Ni-2Mo；直流反接；全位置焊接。

（5）E347-15（A137）：碱性；低碳（C≤0.08%）；含Nb稳定剂；公称成分

0-19Cr-10Ni-Nb；直流反接；全位置焊接。

（6）E309-15（A307）：碱性；含C≤0.15%；公称成分1-23Cr-13Ni；直流反接；全位置焊接。

（7）E310-16（A402）：钛钙型；含C=0.08-0.20%；纯奥氏体组织，公称成分2-26Cr-21Ni；交流或直流反接（尽量采用直流电源）；全位置焊接。

（注：L表示碳含量较低（C≤0.04%）；H表示碳含量较高（C＞0.15%））◆特殊情况：

E5MoV-15（R507）：低氢钠型；5Cr-0.5Mo-V；520MPaE9Mo-15（R707）：低氢钠型；9Cr-1Mo，590MPa按牌号：属于珠光体耐热钢（低合金钢）焊条。按型号：属于不锈钢焊条。GB/T983-1995

提出：将放入下次修订的GB/T5118标准中。

第三部分、焊条的保管与使用

（一）焊条的工艺性能

1、焊条的使用性能：

（1）焊条的工艺性能——通常指焊条的操作性能：焊条是否容易地进行焊接作业。

（2）焊条的焊接性能——被焊件是否得到充分的连接（有无焊接缺陷），以及焊接接头是否满足使用要求（接头的力学性能和耐热、耐蚀等特殊性能）。

（3）焊条的效率——焊接施工中能否使焊接效率提高，人工和材料等费用降低。

2、焊条的工艺性能：

（1）焊条的稳弧性：电弧在焊接过程中保持稳定、不易晃动和熄灭的特性。焊条的偏心与受潮对稳弧性也有影响。

（2）对各种焊接位置的适用性：焊条对各种空间位置操作的适用性如何，是焊条的一个重要工艺性能。各种牌号的焊条适用的焊接位置一般在焊条说明书中有规定。

（3）焊缝的成形性能：指焊缝的几何形状和焊缝的表面质量。

（4）脱渣性：其好坏对焊工的劳动条件、焊接生产率和焊缝质量等都有直接影响。氧化性强的熔渣脱渣性较差。如J422比J426的脱渣性就好。

（5）焊缝的熔深：在焊条因素中，药皮的组成和厚度是影响焊缝熔深的主要因素。厚药皮焊条的熔深比薄药皮大。厚钢板对接焊时采用熔深较大的焊条可以不开坡口或开小坡口，使生产效率提高。

（6）焊条的熔敷系数：焊接过程中，焊条在单位时间内通过单位焊接电流熔敷到焊件上的金属量称为熔敷系数（α）。焊条熔敷系数的大小标志着焊接过程中生产率的高低。

（7）焊接飞溅的大小：飞溅大不仅会增加焊后清理的时间，也浪费了焊条。焊条的飞溅程度主要与焊条药皮类型有关。焊条药皮受潮，飞溅也增大。当然也与焊机的性能、极性等因素有关。

3、影响焊接工艺操作性能的因素：

（1）焊条的工艺性能

（2）焊工技能

（3）电焊机特性

（4）使用的焊接工具（如焊枪）

（5）母材的材质

（6）板厚

（7）接头形式和尺寸

（8）焊接工艺参数（如电流、电压、焊速等）

（9）焊接位置

（10）其他焊接条件（如焊接环境、保护气体等）

◆因此，要准确地评定焊条的工艺性能，应固定焊工、电焊机、其他焊接工具、试验材料、焊接条件等上述因素，以排除这些因素的影响。4、评定焊条工艺性能的方法：

可通过观察下列项目来判断：

（1）电弧的发生：开始引弧的难易；再引弧性（断弧后重新引弧的难易）。

（2）电弧的状态：稳弧性，包括持续性（有否断弧、喘息等）和集中性；吹力大小。

（3）熔融状态：套筒形状；药皮熔化的均匀性。

（4）熔渣：流动性；清除的难易程度；覆盖的均匀性。

（5）飞溅：发生的状态（飞溅的大小及数量）；清除的难易程度。

（6）焊缝外观：焊波的粗细；成形（焊缝余高）。

（7）气体和烟尘的发生状态：发生量及烟尘成分。

（二）焊条使用前的检验

——以评定焊条的质量和使用性能。一般按以下步骤进行：

1、焊条的进厂验收：

一般情况下应进行质量证明书核对、包装检查和焊条外观检验。

（1）核对焊条质量证明书。焊条质量证明书的内容除说明该批焊条质量符合相应焊条标准规定外，还应包括：

（a）焊条型号、牌号、规格（直径和长度）；

（b）批号、数量及生产日期；

（c）熔敷金属化学成份检验结果；

（d）熔敷金属或对接接头各项性能检验结果；

（e）生产厂名称与地址；

（f）生产厂技术检验部门与检验人员签章。

（2）检查焊条的包装：包装是否完好，有无破损、受潮现象；检查包装上的标记内容是否齐全，是否清晰可辨；其型号、牌号、规格、生产批号、检验号、制造厂与商标等是否与质量证明书相一致。

（3）检查焊条的外观质量：是否受污染，在储运过程中是否有可

能影响焊接质量的缺陷产生；识别标记是否清晰、牢固，与产品实物是否相符。

2、进行实际操作试焊：

通过试焊以评定焊条的工艺性能。

3、必要的化学成分和力学性能等复验：

应根据有关标准或供货协议的要求进行复验。如球罐使用的焊条要进行扩散氢测定。

（三）焊条的保管

1、焊条保管的基本原则：

（1）焊条的保管要特别注意环境湿度。空气中相对湿度和温度越高，水蒸汽分压也就越高，则药皮越容易吸湿。当空气中水蒸汽分压≤5mmHg时，药皮吸湿量很小，但一般建议空气中的相对湿度低于60%，并离开地面和墙壁一定的距离（约20cm）。温度以10-25℃为宜。

（2）分清焊条型号（牌号）、规格，不能错用。

（3）焊条运输、堆放过程中应注意不要损伤药皮，堆放不要太高。对药皮强度较差的焊条（如高强度焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条等））更要当心。

2、焊条受潮后的明显特征：

●焊条受潮后，药皮的颜色发深，焊条相碰没有清脆的金属声。●有的焊条表面长期受潮甚至反碱出现“白花”。

●有些焊条表面虽然没有特殊的变化，但焊接时电弧强，飞溅增多。

3、受潮焊条对焊接工艺性能的影响：

（1）电弧强烈，燃烧不稳定；

（2）飞溅多，颗粒大；

（3）熔深大，容易产生咬边；

（4）熔渣覆盖不均匀，焊波粗糙，造成压坑；

（5）熔渣清除困难，低氢型焊条的熔渣表面气孔多。

4、受潮焊条对焊接质量的影响：

（1）产生焊接裂纹和气孔。焊条受潮吸收的水份在焊接电弧热的作用下，变成气体，分解出氢，致使形成焊接裂纹和气孔。碱性焊条尤甚。焊条包装时用聚乙烯塑料袋封口，也不能保证长期的彻底防潮。

（2）力学性能各项指标偏低。

5、现场检查焊条受潮情况的简易方法：

（1）检查焊条的包装情况，包装破损，焊条吸潮肯定严重。

（2）检查焊条的制造日期，制造后长期存放的焊条表面容易出现白霉状的斑痕。

（3）将几根焊条放在手中滚动，吸潮后的焊条失去了清脆的金属声。

（4）取一根焊条微弯10-15度，如果弯曲时发出明显的脆裂声音，则说明焊条比较干

燥。

（5）取一根焊条竖着落地，观察其弹跳力，干燥的焊条弹跳力较好，回弹较高。

（6）将焊条接入焊接回路中短路数秒种，如果药皮表面有水蒸汽出现，则是不干燥的焊条。

（7）取一根焊条直接进行试焊，若是受潮的焊条，在焊接过程中会有药皮爆裂或药皮成块脱落现象，并产生较多的水汽。

（8）观察焊芯端部表面，看是否有锈迹。

（9）取一束焊条，用肉眼检查：如果药皮表面有黑斑存在，则表明焊条内部的焊芯已锈蚀。也可敲掉药皮，直接检查焊芯是否锈蚀。

（10）在焊接操作过程中检查，受潮焊条的工艺性能会出现下列变化：●同一电流值时，电弧吹力变大，熔深增加；●飞溅数量增多，颗粒变大；

●对酸性焊条，熔渣覆盖不良，且焊缝成形变差；

●对低氢型焊条，熔渣的内面（指与焊缝接触的一面）出现许多小孔。

6、焊接材料有效期限的确定：

★JB3223-96《焊接材料质量管理规程》规定：自生产日期算起按下述方法确定：

（1）焊材质量证明书或说明书推荐的期限；

（2）酸性焊材及防潮包装密封良好的低氢型焊材为两年；

（3）石墨型焊材及其他焊材为一年。

☆超过上述规定有效期限的焊条、焊剂及药芯焊丝，应按规定复验合格后才能发放使用。

（四）焊条的使用

1、焊条烘烤注意事项：

（1）焊条吸潮，如果焊芯不生锈和药皮不变质，焊条重新烘干后可确保原来的性能而不影响使用。

（2）烘烤温度应遵照焊条说明书的规定。▲烘烤温度低了达不到除去水份的目的；

▲烘烤过高，容易引起粘结剂的分解造成药皮开裂，焊接时产生脱落现象，而且药皮内的合金元素会氧化，影响合金的过渡。

焊条推荐烘烤规范

（3）焊条在烘箱中叠起层数：一般以直径4mm的不超过3层；直径3.2mm的不超过5层，且堆放不应超过隔层高度的2/3，避免烘烤时受热不均和潮气不易排出。

▲焊条叠起太厚易造成烘烤温度不均匀，不能烘透或局部过热而使药皮脱落。

（4）焊条烘烤速度控制：应缓慢升温，然后保温和缓慢冷却。推荐焊条进箱温度为

100℃以下，升降温速度不宜超过150℃/小时。

▲不可将焊条突然放入高温箱内，或者突然从高温箱内取出，这样也会引起药皮开裂、

剥落。

（5）烘干后的焊条应及时放入100—150℃恒温箱内恒温保存。

（6）重新烘干次数一般不超过2次，超过2次应征求焊条制造厂的意见。▲烘烤

次数过多易造成药皮脱落。

2、焊条使用注意事项：

（1）焊条放在保温筒内随用随取。同一保温筒内严禁混装不同牌号焊条。（2）在4小时内回收的焊条应堆放在恒温箱内指定的位置，不得混淆。

（3）超过4小时或低于规定温度的焊条回收后应重新进行烘烤。