焊接工程師課程IWE疲勞設(shè)計(jì)

關(guān)于焊接工程師課程IWE疲勞設(shè)計(jì)第1頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度21.2不同點(diǎn)不同點(diǎn)脆性斷裂疲勞斷裂載荷性質(zhì)靜載、沖擊疲勞對溫度的敏感性敏感、低溫易脆斷不敏感受載次數(shù)大于臨界值，一次即可斷裂需幾十～幾百萬次斷裂經(jīng)歷時(shí)間大于臨界值，瞬間斷裂需較長或很長時(shí)間斷裂經(jīng)歷過程彈性能釋放有余，連續(xù)自動(dòng)開裂“張開－閉合”循環(huán)斷裂機(jī)制需要大于臨界的擴(kuò)展能張開－擴(kuò)展，閉合－硬化、銳化宏觀斷口形貌沿薄弱環(huán)節(jié)擴(kuò)展，錯(cuò)落交織人字紋帶有幅射線的貝殼紋微觀斷口形貌錯(cuò)層，河流樣花紋疲勞輝紋第2頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度32疲勞強(qiáng)度的基本概念2.1疲勞應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力的五個(gè)基本參數(shù)σmax、σmin、r、σm、σa(1)最大主應(yīng)力:σmax＝σm＋σa＝σmin/r(2)最小主應(yīng)力:σmin＝σm＋σa＝r·σmax(3)應(yīng)力循環(huán)特征系數(shù):r=σmin/σmax=(σm-σa)/(σm＋σa);-1≤r≤1(4)平均應(yīng)力:σm=(σmax+σmin)/2=σmax·(1+r)/2

(5)應(yīng)力幅值:σa=(σmax-σmin)/2=σmin·(1-r)/2

σσaσmσmintσmax0第3頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度42.2應(yīng)力循環(huán)的基本類型σmax、σmin、r、σm、σa(1)靜態(tài)拉、壓載荷：

σa=0,r=1,σmax=σmin=σm(2)拉伸變載荷:0<r<1,0<σmin<σmax(3)脈動(dòng)載荷：

r=0,σmin=0(4)對稱載荷:σmin＝-σmax,r=-1

(5)隨機(jī)變載荷：幅值、循環(huán)特征等呈隨機(jī)變化的疲勞載荷。

σσaσmσmintσmax0R=-1R>0R=0第4頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度52.3疲勞強(qiáng)度與疲勞極限(1)疲勞曲線：通過疲勞試驗(yàn)，測得發(fā)生疲勞破壞的應(yīng)力σ（疲勞強(qiáng)度），與起所需的加載次數(shù)N(疲勞壽命）之間的對應(yīng)關(guān)系曲線:σ＝f(N)=a+blnN(2)疲勞強(qiáng)度:

在某疲勞應(yīng)力的作用下，經(jīng)N次循環(huán)，發(fā)生破壞。稱該應(yīng)力N次循環(huán)的疲勞強(qiáng)度。疲勞強(qiáng)度是循環(huán)應(yīng)力的最大值σmax，用σr表示。(3)疲勞極限：在規(guī)定循環(huán)次數(shù)以后，疲勞強(qiáng)度不再下降，達(dá)到飽和的極限值。

如圖中水平虛線所對應(yīng)的疲勞應(yīng)力值稱疲勞極限。σ(N/mm2)σN(百萬)σ(N/mm2)σln(N)12345678103104105106107

第5頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度62.4疲勞強(qiáng)度在焊接結(jié)構(gòu)中的常用表示方法（1）σmax-r表示法直觀反映σmax與r的關(guān)系；（2）σa-σm表示法tgα＝σa/σm=(1-r)/(1+r)，所以，r=(1-tgα)/(1+tgα)OA:σm=0，r=-1，對稱載荷疲勞OB：σa=0，r=1，靜拉伸OC：σa和σm皆不為0-拉伸變載荷疲勞OD：r=0，脈動(dòng)疲勞OE：用σs、σs線交E點(diǎn)，r>rE時(shí)，疲勞強(qiáng)度σmax=σm+σa＞σs，接頭塑性好時(shí)，殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度沒影響。σmaxσ-1－101σbσ0rσaσb(靜載）σmσarσmσ-1σmαOAEDCB45Oσs

σs

第6頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度7σσaσmσmintσmax0r>rEσsOE：用σs、σs線交E點(diǎn)，r>rE時(shí)，疲勞強(qiáng)度σmax=σm+σa＞σs，接頭塑性好時(shí)，殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度沒影響。（理解與應(yīng)用）σ0σ0σ01）振動(dòng)時(shí)效的輸入波形，動(dòng)應(yīng)力應(yīng)小于σs/3；3）在高殘余應(yīng)力處的波形；實(shí)際應(yīng)力實(shí)質(zhì)是由局部區(qū)域應(yīng)變折算的等效應(yīng)力，大于σs區(qū)域發(fā)生屈服，塑性應(yīng)變的積累使峰值殘余應(yīng)力下降。2）當(dāng)局部應(yīng)力集中系數(shù)K>1時(shí)的波形σs由此證明，振動(dòng)時(shí)效可以有效降低峰值殘余應(yīng)力，對整體構(gòu)件的疲勞壽命則無明顯影響第7頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度8（3）σmax-σmin表示法r=-1σmax+σmin（拉伸）CrB-σmin（壓縮）σmσ-1σminr=+1B’△σC’D’Dr=σmin/σmax靜載強(qiáng)度σbr=0450450σminσmaxE’EC’C:r=0，脈動(dòng)C’B:r=-1，對稱C’D:r=1，靜拉伸C’A:r--∞，壓縮黃虛線：按安全系數(shù)[σ]確定的工程應(yīng)用曲線A’AA’第8頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度9×9.8Mpa可求得r=1/2時(shí)，200萬次的疲勞強(qiáng)度σmax＝412Mpa材料的靜強(qiáng)度σb=588Mpa200萬次r=0,脈動(dòng)疲勞的許用應(yīng)力σmax=304Mpa100萬次的實(shí)驗(yàn)曲線第9頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度103、影響焊接接頭疲勞強(qiáng)度的因素3.1影響疲勞載荷、環(huán)境效應(yīng)的因素（外因）（1）疲勞載荷的性質(zhì)和大小σmax、和r直接影響疲勞裂紋每次的張開、閉合的幅度和向前推進(jìn)的進(jìn)程。σmax越大，r值越低，則△σ

越大，相應(yīng)的Kmax和△K越大，da/dN就越大，疲勞壽命就越短。大量實(shí)驗(yàn)證明，

da/dN只與△K有關(guān)，不同組織，甚至不同材質(zhì)的焊縫金屬，da/dN相差無幾；σa提高時(shí)，da/dN增大，疲勞裂紋擴(kuò)展加快。（2）環(huán)境因素腐蝕介質(zhì)會(huì)加速疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展速率，減低疲勞壽命。10－210－110－3da/dN（mm/次）10－41000100△K，N/mm3/2應(yīng)力強(qiáng)度因子：K=σ（πa)^(1/2)

△K=△σ(πa)^(1/2)第10頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度113.2影響結(jié)構(gòu)抗力的因素（內(nèi)因）（1）結(jié)構(gòu)剛?cè)嵯酀?jì)的程度構(gòu)件的整體剛度和強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)承載的根基；接頭間的平滑、園滑、柔韌程度，是減低應(yīng)力集中敏感性的重要手段；（2）結(jié)構(gòu)上，特別是接頭上的應(yīng)力集中現(xiàn)像結(jié)構(gòu)表面形狀的突然變化；各種缺陷和孔洞；焊接變形錯(cuò)邊、角變形；金屬表面的粗糙度（3）材質(zhì)的純度與材料的塑性和韌性塑性和韌性對延緩裂紋的萌生和擴(kuò)展有明顯作用（4）結(jié)構(gòu)的殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力提高了疲勞循環(huán)的平均應(yīng)力，加速疲勞破壞；殘余壓應(yīng)力可以阻止或減緩疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展。第11頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度12-101-101-101-101-101對接-材質(zhì)影響：低錳鋼VS低碳鋼對接-加工影響：加工VS未加工十字接頭未開坡口-材質(zhì)影響：低錳鋼VS低碳鋼十字接頭開坡口焊透-加工影響：加工VS未加工焊縫不承受工作應(yīng)力的丁字和十字接頭，的疲勞強(qiáng)度σmaxrrrrr低碳鋼低錳鋼低錳鋼低碳鋼未加工加工加工未加工十字丁字σmaxσmaxσmaxσmax第12頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度13對接+加工-好100%搭接-焊腳為1:1,40%搭接-焊腳為1:2,表面不加工，49%表面加工，51%搭接-焊腳為1:3.8,100%對接后加工再搭接，效果同搭接-不好；多此一舉！第13頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度144提高環(huán)境結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的措施4.1設(shè)計(jì)措施（1）整體設(shè)計(jì)：滿足產(chǎn)品的總體功能要求和整體強(qiáng)度、剛度的要求，注意從宏觀角度分散集中載荷，減小應(yīng)力集中，做到剛?cè)嵯酀?jì)；影響結(jié)構(gòu)抗力的因素（內(nèi)因）（2）細(xì)部設(shè)計(jì)：通過細(xì)部尺寸、形狀的處理，做到粗細(xì)、厚薄、寬窄截面間的圓滑過渡，減小應(yīng)力集中；（3)結(jié)構(gòu)兩部份相接區(qū)應(yīng)平緩圓滑過渡；4.2工藝措施易產(chǎn)生裂紋的缺口部位—預(yù)制壓應(yīng)力；區(qū)分靜載與動(dòng)載的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)別：避免焊接缺陷；避免空間交叉焊縫，同時(shí)又要考慮降低應(yīng)力集中；減低焊接殘余應(yīng)力，預(yù)制壓應(yīng)力；4.3使用中的維護(hù)措施防腐蝕處理。加強(qiáng)對運(yùn)行結(jié)構(gòu)的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)裂紋。第14頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2010第29期國際焊接工程師班編稿上海交通大學(xué)陳立功IWE-3/3.312-13接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度15美國國家標(biāo)準(zhǔn)AWSD1.12000-鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范中C8.3節(jié)提出了延長疲勞壽命可以考慮的措施：1）打磨焊趾2）焊趾重熔3）焊趾錘擊4）打磨+錘擊具體工藝應(yīng)受材料強(qiáng)度和接頭形式的限制。先焊縱向主焊縫。焊縫區(qū)表面消應(yīng)力及壓應(yīng)力預(yù)制。配合的細(xì)節(jié)處理。后焊筋板；焊縫交叉點(diǎn)外引弧，焊到頂點(diǎn)，回程重熔，消除引弧缺陷。新焊縫區(qū)表面消應(yīng)力及壓應(yīng)力預(yù)制。第15頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五鍋爐壓力容器壓力管道

焊工考試規(guī)則第16頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第一十三條：焊接操作技能考試應(yīng)從焊接方法、試件材料、焊接材料及試件形式等方面進(jìn)行考核。焊接方法及代號(hào)見表1，焊條類別代號(hào)及適用范圍見表2，試件鋼號(hào)分類及代號(hào)見表3，各種試件形式、位置及代號(hào)見表4，焊接要素及代號(hào)見表5。第17頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表1焊接方法及代號(hào)

焊接方法代號(hào)焊條電弧焊SMAW鎢極氣體保護(hù)焊GTAW熔化極氣體保護(hù)焊GMAW（含藥芯焊絲電弧焊FCAW）埋弧焊SAW第18頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五（一）、“2002年考規(guī)”對八種焊接方法的焊工考試作出規(guī)定，除此以外的焊接方法都按四十三條規(guī)定進(jìn)行考試。藥芯焊絲電弧焊考試規(guī)定與熔化極氣體保護(hù)焊相同，常用半自動(dòng)與自動(dòng)焊方式(實(shí)質(zhì)上是手工焊與機(jī)械焊）。堆焊不能稱為焊接方法，只是焊接方法的運(yùn)用，各種焊接方法焊接操作技能考試規(guī)定也適用于堆焊的運(yùn)用。對于焊接方法按“2002年考規(guī)”分為手工焊接和機(jī)械化焊接兩種方法；第19頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

對焊工操作技能“2002年考規(guī)”分為手工和焊機(jī)操作技能兩種。對試件對接形式分為板材對接焊縫、管材對接焊縫和管板角接頭試件三種。

焊接不銹鋼復(fù)合鋼之間焊縫及過渡焊縫的焊工，應(yīng)取得耐蝕堆焊資格第20頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表2焊條類別、代號(hào)及范圍焊條類別焊條類別代號(hào)相應(yīng)型號(hào)牌號(hào)適用焊件的焊條范圍鈦鈣型F1EXX03J422/J502F1纖維素型鈦型F2EXX10J505GXF1、F2鈦型、鈦鈣型F3EXXX(X)-16/-17G202F1、F3低氫型、堿性F3JEXX15/-16J427/J507R507/R307F1、F3、F3J鈦型、鈦鈣F4EXXX(X)-16/-17A132/A302F4堿性F4JEXXX(X)-16/-17A137/A307F4、F4J第21頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五.二、鍋爐、壓力容器和壓力管道使用國產(chǎn)焊條所執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)：GB/T983－1995，GB/T5117－1995，GB/T5118－1995，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)：JB/T4747－2002。表2焊條代號(hào)、類別及適用范圍①F1

鈦鈣型EXX03

F1（J422、J502)

GB/T5117這類焊條為鈦鈣型，藥皮中含30%以上的氧化鈦和20%以下的鈣或鎂的碳酸鹽第22頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五礦，熔渣流動(dòng)性良好，脫渣容易，電弧穩(wěn)定熔池適中，飛濺少，焊波整齊。這類焊條適用于全位置焊接，焊接電流為交流或直流正、反接，主要焊接較重要的碳鋼結(jié)構(gòu)。②F2纖維素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）

EXX10－X，EXX11－X，（GB/T5118）

EXX10、EXX10－X型焊條為高纖維素鈉型藥皮中纖維素含量較高，電弧穩(wěn)定，焊接時(shí)有機(jī)物在電弧區(qū)分解產(chǎn)生大量的氣體，保護(hù)熔敷金屬，電弧吹力大，熔深較深。

第23頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五熔化速度快，熔渣少，脫渣容易，熔渣覆蓋較差，通常限制采用大電流焊接。這類焊條適用于全位置焊接，特別適用于立焊、仰焊的多道焊和有較高射線檢測要求的焊縫，也可用于向下立焊，焊接電流為直流反接。如J505GX（GB/T5118）

適用焊件的焊條范圍：F1、F2

第24頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五③F3

鈦型、鈦鈣型型號(hào)：（GB/T983)

EXXX（X）－16型焊條（G202),藥皮可以是堿性的，也可以是鈦型或鈦鈣型。適用于交流或直流焊接，為了在交流施焊時(shí)獲得良好的電弧穩(wěn)定性，這類焊條藥皮中一般都含有易電離元素如鉀，直徑不大于4.0mm的焊條可用于全位置焊接。適用焊件的焊條范圍：F1、F3。

第25頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

④F3J低氫型、堿性

GB/T5117J426、J506、J507GB/T5118

J427、J507、J507RHGB/T983

G207第26頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

EXX15、EXX15－X型焊條，這類焊條為低氫鈉型。藥皮主要組成物是碳酸鹽礦和螢石，堿度較高，熔渣流動(dòng)性好，焊接工藝性能一般，焊波較粗，角焊縫略凸，熔深適中，脫渣性能好，焊接時(shí)要求焊條干燥，并采用短弧焊。這類焊條可全位置焊接，焊接電流為直流反接。這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能。第27頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

EXX16、EXX18－X型焊條，這類焊條為低氫鉀型藥皮。在與EXX15、

EXX15－X型焊條藥皮基本相似的基礎(chǔ)上添加了穩(wěn)弧劑，如鉀水玻璃等，電弧穩(wěn)定，工藝性能、焊接位置與EXX15型焊條相似，焊接電流為交流或直流反接。這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能。適用焊件的焊條范圍：

F1、F3、F3J

第28頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五⑤F4鈦型、鈦鈣型GB/T983

EXXX（X）－15

EXXX（X）－17（A132、A302）GB/T983⑥F4J

GB/T983

EXXX（X）－15

EXXX（X）－17（A137）（A307）第29頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五上述三個(gè)焊條國家標(biāo)準(zhǔn)都是等效采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)，所謂等效采用則是將國外標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容全部照搬，只是計(jì)量單位從英制改為中國習(xí)慣采用的公制。當(dāng)焊工考試時(shí)若采用了美國焊條，便可直接按（2002考規(guī)）表2的規(guī)定將美國焊條劃入相應(yīng)的類別中。GB/T983－1995等效ANSI/AWS

A5.4－1992

《不銹鋼手工電弧焊焊條》GB/T5117－1995等效ANSI/AWS

A5.1－1991

第30頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

《碳鋼藥皮電焊條規(guī)程》

GB/T5118－1995等效ANSI/AWS

A5.5－1981

《低合金鋼藥皮電焊條規(guī)程》三、試件母材鋼號(hào)及代號(hào)見表3焊工焊接操作技能考試是要求焊工按照評(píng)定合格的焊接工藝施焊出沒有超標(biāo)缺陷的焊縫。從焊接缺陷角度出發(fā)，焊工焊接操作技能與母材鋼號(hào)沒有關(guān)系，對于焊條電弧焊，焊工焊接操作技能與藥皮類別密切相關(guān)。但因鋼材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊時(shí)所采取的焊接工藝措施

第31頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五不一樣，從焊接工藝復(fù)雜程度出發(fā)而將試件母材鋼號(hào)進(jìn)行分類，并制定出替代規(guī)則，手工焊焊工焊接操作技能也相應(yīng)分成四個(gè)等級(jí)。第32頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表3試件鋼號(hào)分類及代號(hào)表

類別代號(hào)典型鋼號(hào)示例碳素鋼ⅠQ195、Q215、Q235、10、20、20R、20G、20gHP245、HP265、L175、L210、S205低合金鋼ⅡHP295、HP325、L245、L290、馬氏體鋼鐵素體不銹鋼Ⅲ奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼Ⅳ第33頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

表3中鋼號(hào)都是鍋爐、壓力容器、壓力管道和氣瓶現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號(hào)。

GB6653－1994《焊接氣瓶用鋼板》中所列氣瓶用鋼的牌號(hào)都用“HP”打頭，例如HP245、HP365?！?45”表示鋼材屈服點(diǎn)σs下限值。氣瓶用鋼的化學(xué)成分

都有控制范圍。第34頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

SY5297－1991《石油天然氣輸送管道用直縫電阻焊鋼管》中所列的鋼種等級(jí)都用“S”打頭，例如S240、S480?！?40’表示該等級(jí)鋼種的σt0.5下限值，（規(guī)定總伸長應(yīng)力即試樣標(biāo)距長度上產(chǎn)生0.5%的總伸長所需的拉應(yīng)力）對于每個(gè)等級(jí)鋼種化學(xué)成分都有控制范圍。

第35頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五“

GB/T9711－1999《石油天然氣輸送鋼管交貨技術(shù)條件》中所列的鋼種等級(jí)都用“L”打頭，例如L175、L155。155”表示該等級(jí)鋼種的Rt0.5下限值，對于每個(gè)等級(jí)鋼種化學(xué)成分都有控制范圍。碳素鋼（Ⅰ類）：焊接性能良好，大多數(shù)情況下焊前不要求預(yù)熱，焊后不要求后熱，部分鋼號(hào)因?yàn)闆]有沖擊要求，因而也不需要控制線能量。低合金鋼（Ⅱ類）：這類鋼號(hào)焊前要求預(yù)熱，焊后要求后熱，而且有沖擊第36頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五試驗(yàn)要求，因而要求控制線能量上限。馬氏體鋼、鐵素體不銹鋼（Ⅲ類）：這類鋼焊接裂紋傾向較大，焊前不要求預(yù)熱，焊后要進(jìn)行熱處理，焊接工藝要求嚴(yán)格，要求控制焊接線能量范圍。

1Co5Mo與1Co9Mo1是代表這一類別鋼號(hào)，1Co5Mo鋼供貨狀態(tài)的金相組織與熱處理狀態(tài)有關(guān)。即便退火供貨時(shí)為珠光體，在焊后其焊縫與熱影響區(qū)將出現(xiàn)馬氏體組織，所以將它列入Ⅲ類。第37頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼（Ⅳ類）：這類鋼材用相應(yīng)的焊條施焊時(shí)熔池不易攤開，熔滴過渡不暢特點(diǎn)與碳鋼、低合金鋼很不同，故另列一類。表3內(nèi)所列鋼號(hào)只是典型鋼號(hào)示例，包含了鍋爐、壓力容器、壓力管道標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號(hào)。對于沒有列入表3的鋼號(hào)（例如新鋼號(hào)、國外鋼號(hào)）可根據(jù)第四十四條規(guī)定由焊工考委會(huì)將其列入相應(yīng)類別中。對焊機(jī)操作工來講，焊接操作技能考試是考核焊工掌握焊機(jī)能力，焊接過程“自動(dòng)”第38頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五完成與鋼號(hào)無關(guān)，焊機(jī)操作工用某一鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后，則焊接所有鋼號(hào)都可免除考試。

表4試件形式、位置及代號(hào)見圖：

第39頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表4試件形式、位置及代號(hào)試件形式試件位置代號(hào)板材對接焊縫平焊1G橫焊2G立焊3G仰焊4G第40頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五管材對接焊縫試件水平轉(zhuǎn)動(dòng)1G垂直固定2G

向上焊水平固定向下焊5G5GX

向上焊45°固定向下焊6G6GX第41頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五管板角接頭試件水平轉(zhuǎn)動(dòng)2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊4FG水平固定5FG45°固定6FG第42頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第十四條焊接操作技能考試合格的焊工，當(dāng)試件鋼號(hào)或焊材變化時(shí)，屬下列情況之一的不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試：（一）手工焊焊工采用某類別鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接該類別其它鋼號(hào)時(shí)；（二）手工焊焊工采用任一鋼號(hào)，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接該第43頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五類別鋼號(hào)與類別代號(hào)較低鋼號(hào)所組成的異種鋼號(hào)焊接接頭時(shí)；（三）除Ⅳ類外，手工焊焊工采用某類別任一鋼號(hào)，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接較低類別鋼號(hào)時(shí)；（四）焊機(jī)操作工采用某類別任一鋼號(hào)，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接其它類別鋼號(hào)時(shí)；（五）變更焊絲鋼號(hào)（或型號(hào)）、第44頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五藥芯焊絲類型、焊劑型號(hào)、保護(hù)氣體種類和鎢極種類時(shí)；第十五條經(jīng)焊接操作技能考試合格的焊工，屬下列情況之一的，需重新進(jìn)行焊接操作技能考試：㈠、改變焊接方法；㈡、在同一焊接方法中，手工焊考試合格，從事焊機(jī)操作工時(shí)；㈢、在同一種焊接方法中，焊機(jī)操作第45頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五考試合格，從事手工焊工作時(shí)；㈣、表五中焊接要素（代號(hào)）01、02、03、04、06和08之一改變時(shí)；㈤、焊件焊接位置超出表11規(guī)定的適用范圍時(shí)。第46頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表5焊接要素及代號(hào)

焊接要素要素代號(hào)手工焊鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬焊絲無01實(shí)芯02藥芯03機(jī)械化焊鎢極氣體保護(hù)焊自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)有04無05自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)有06無07每面坡口內(nèi)焊道單道08多道09第47頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

焊接要素實(shí)際上是影響焊工焊接操作技能的工藝因素和條件，增加表5焊接要素及代號(hào)是“2002年考規(guī)”特點(diǎn)，從表5可見，分兩種情況：一是手工焊，只對鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬規(guī)定了三種情況（無焊絲、實(shí)芯、藥芯焊絲）；二是機(jī)械化焊對鎢極氣體保護(hù)焊的自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)和其他焊接方法的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及單道焊、多道焊重新考試規(guī)定?！阿璞?中焊接要素（代號(hào)）01、02、03、04、06和08之一改變時(shí)”這一句話中說明

第48頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

表5中共有9個(gè)焊接要素，只有上述6個(gè)焊接要素改變時(shí)，需要重新進(jìn)行焊接操作技能考試，要素改變的含義是：

01改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊增加或取消填充金屬焊絲。

02改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊從實(shí)芯填充金屬焊絲變?yōu)樗幮咎畛浣饘俸附z，或取消填充金屬焊絲。

03改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊從藥芯填充金屬焊絲變?yōu)閷?shí)芯填充金屬焊絲，或取消填充金屬焊絲。

第49頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

04改變含義：自動(dòng)鎢極氣體保護(hù)焊取消自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)；

06改變含義：所有機(jī)械化焊接方法取消自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。

08改變含義：所有機(jī)械化焊接方法在每面坡口內(nèi)從單道焊變?yōu)槎嗟篮?。焊縫金屬中的焊層與焊道是兩個(gè)概念，其定義可看GB/T3375－1994《焊接術(shù)語》，在圖A所示焊縫中有四個(gè)焊層6條焊道，在圖B所示焊縫中有兩個(gè)焊層2個(gè)焊道。

第50頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

圖B

表5中“08”和“09”是指“每面坡口內(nèi)焊道”。如圖C所示雙面坡口的焊縫內(nèi)，正面為單道，而背面為多道。

圖A圖C第51頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第十六條焊接操作技能考試可以由一名焊工在同一試件上采用一種焊接方法進(jìn)行，也可以由一名焊工在同一試件上采用不同焊接方法進(jìn)行組合考試；或由兩名（或以上）焊工在同一試件上采用相同或不同焊接方法進(jìn)行組合考試。由三名（含三名）以上焊工的組合考試試件，厚度不得小于20mm。第52頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例一、如16MnR，板厚12mm，平焊對接、一焊工用實(shí)芯焊絲，鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm，焊條電弧焊用低氫型焊條蓋面10mm?？荚嚭细窈螅淳哂袃蓚€(gè)項(xiàng)目：

GTAW－Ⅱ－1G-2-02

SMAW－Ⅱ－1G（K）－10－F3J

第53頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例二、一管板角接頭試件，管外徑為φ57，材質(zhì)為20號(hào)鋼，壁厚4mm；板厚12mm，材質(zhì)為16MnR，垂直固定，一焊工用實(shí)芯焊絲鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm，再用低氫型焊條電弧焊焊完，考試合格后，他即具有兩個(gè)項(xiàng)目：

GTAW－Ⅰ/Ⅱ－2FG－2/57－02

SMAW－Ⅰ/Ⅱ－2FG（K）－10/57－F3J第54頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五手工焊焊工進(jìn)行焊接操作技能考試合格時(shí)，焊條熔敷金屬成分和組織應(yīng)與試件母材類同，不得用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類鋼號(hào)。當(dāng)使用GB/T983中的焊條進(jìn)行耐蝕堆焊時(shí)，手工焊焊工采用某類別任一鋼號(hào)作基層經(jīng)操作技能考試合格后，在較低類別鋼號(hào)上堆焊時(shí)不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試。手工焊焊工采用Ⅳ類中任一鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后，當(dāng)使用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類鋼焊件時(shí)不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試。第55頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第十七條考試試件試件形式各種試件形式如圖所示，包括：對接焊縫試件、管板角接頭試件、堆焊試件。管板角接頭形式見圖4。對接焊縫試件、管板角接頭試件分帶襯墊和不帶襯墊兩種。雙面焊、部分焊透的對接焊縫和部分焊透的管板角接頭均視為帶襯墊。第56頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第57頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

第58頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

第59頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

第60頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五焊接操作技能考試試件分為：對接焊縫試件（下分板材對接焊縫試件和管材對接焊縫試件），管板角接頭試件，和堆焊試件。對接焊縫是鍋爐、壓力容器、壓力管道中最大量使用的焊縫形式，可將角焊縫看作坡口角度為90°的對接焊縫，從焊工熔敷焊縫金屬過程而言，角焊縫與對接焊縫是極其相似的，焊工采用對接焊縫試件經(jīng)焊接操作技能考試合格后在一定條件下適用于焊接第61頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五角焊縫，“2002考規(guī)”中不再設(shè)角焊縫試件。第62頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第十八條㈠手工焊焊工采用對接焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件金屬厚度范圍見表7。t為每名焊工、每種焊接方法在試件上的對接焊縫金屬厚度（余高不計(jì)），當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時(shí)，t與試件母材T相等。第63頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表7手工焊對接焊縫適用于對接焊縫焊件焊縫金屬厚度范圍mm

焊縫形式試件母材厚度T適用于焊件焊縫金屬厚度最小值最大值對接焊縫＜12不限

2t≥12不限不限（注）第64頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

注：t不得小于12mm，且焊縫不得少于3層

例①SMAW－Ⅱ－1G－8－F3J焊條電弧焊，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平位置，焊縫金屬厚度16mm,低氫型焊條施焊。（如果為T＞16則－－）②GTAW－Ⅱ－1G－3－02手工鎢極氣體保護(hù)焊，實(shí)芯焊絲，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平位置，焊縫金屬厚度≤6mm。（如果為T＞6則－－）

第65頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈡、手工焊焊工采用管材對接焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管材對接焊縫焊件外徑范圍見表8

；適用于焊縫金屬厚度范圍見表7。

第66頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表8手工焊管材對接焊縫試件適用于對接焊縫焊件外徑范圍mm

管材試件外徑D適用于管材焊件外徑范圍最小值最大值＜25D不限25≤D＜7625不限≥7676不限≥300（注）76不限第67頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五注：管材向下焊試件例：①SMAW－Ⅱ－1G－2/25－F3J焊條電弧焊，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平轉(zhuǎn)動(dòng)，焊縫金屬厚度4mm,管外徑≥φ25mmn。（對φ24×4.5的管？）②GTAW－Ⅱ－1G－2/25－02手工鎢極氣體保護(hù)焊，實(shí)芯焊絲，材質(zhì)Ⅰ、Ⅱ類，水平轉(zhuǎn)動(dòng)，焊縫金屬厚度4mm,管外徑≥φ25mmn。第68頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈢、手工焊焊工采用管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管板角接頭焊件范圍見表9，當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時(shí)，t與試件板材厚度S0相等。第69頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表9手工焊管板角接頭試件適用于管板角接頭焊件范圍mm管板角接頭試件管外徑D適用焊件范圍管外徑管壁厚度焊件焊縫金屬厚度最小值最大值最小值最大值＜25D不限不限不限當(dāng)S0＜12時(shí)2t當(dāng)S0≥12時(shí)（注）不限

25≤D＜7625不限不限≥7676不限不限第70頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五注：當(dāng)S0≥12時(shí)，t應(yīng)不小于12mm，且焊縫不得少于3層例①SMAW－Ⅰ/Ⅱ-2FG－8/57－F3J焊條電弧焊，Ⅰ類和Ⅱ類材料相焊，管φ57×4，管板角焊縫，焊縫金屬厚度t≤16mm，焊條為低氫型。如果Ⅱ－Ⅱ，或板厚18mm以上？例②GTAW－Ⅰ/Ⅱ-2FG-3/57-02

手工鎢極氣體保護(hù)焊，實(shí)芯焊絲，Ⅰ類和Ⅱ類材料相焊，管板角焊縫，焊縫金屬厚度≤6mm。（如果Ⅱ－Ⅱ？）第71頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈣、焊機(jī)操作工采用對接焊縫試件或管板角接頭試件考試時(shí)，母材厚度T或S0自定，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件焊縫金屬厚度不限。例⑴SAW－1G（K）－07/08例⑵SAW－1G（K）－07/09例⑶GTAW－5FG（K）－04/06/09例⑷GTAW－5FG（K）－05/07/09第72頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈤焊機(jī)操作工采用對接焊縫試件或管板角接頭試件考試時(shí)，管外徑自定，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管材對接焊縫焊件或管板角接頭焊件管外徑的最小值為試件外徑，最大值不限。例⑴GTAW－5FG（K）－04/06/09

此時(shí)已看不出管徑最小值，只能從焊工考試檔案中才可查出D值

第73頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈦手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用不帶襯墊對接焊縫試件或管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，分別適用于帶襯墊對接焊縫試件或管板角接頭試件；反之不適用。例①按第十六條組合考試：材質(zhì)16MnR，板厚12mm，平焊試件，用手工鎢極氬弧焊打底，填充金屬為實(shí)芯焊絲，焊縫金屬厚度2mm，然后采用低氫型焊條手工焊填滿坡口，項(xiàng)目代號(hào)為：第74頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

GTAW－Ⅱ－1G－2－02和

SMAW－Ⅱ－1G（K）－10－F3J則焊條電弧焊只能用于雙面焊、部分焊透的對接焊縫。例②管板角接頭無襯墊水平固定試件，管材壁厚2mm,φ25mm,材質(zhì)20號(hào)鋼，板材厚度12mm，材質(zhì)16MnR，采用手工鎢極氬弧焊打底，填充金屬為實(shí)芯焊絲，焊縫金屬厚度為2mm，然后采用低氫型焊條手工焊填滿坡口，項(xiàng)目代號(hào)為：

第75頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

GTAW－Ⅰ/Ⅱ-2FG-2/25-02SMAW-Ⅰ/Ⅱ-2FG(K)-10/25-F3J則焊條電弧焊只能用于雙面焊、部分焊透的對接焊縫。㈧手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用對接焊縫試件或管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，除規(guī)定需要重新考試時(shí)，適用于焊件角焊縫，且母材厚度和外徑不限。上述“除規(guī)定需要重新考試”的規(guī)定為：第76頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈠手工焊焊工：⑴第十五條規(guī)定：①手工焊考試合格從事焊機(jī)操作工②表5中焊接要素01、02、03、04、06和08改變時(shí)⑵焊條類別超出表2的規(guī)定：⑶第十四條規(guī)定：⑷第十九條規(guī)定：第77頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五⑸第十八條㈡、㈢、㈤中關(guān)于管外徑的規(guī)定。㈡焊機(jī)操作工：第十五條規(guī)定內(nèi)容：焊機(jī)操作考試合格，從事手工焊工作時(shí)。第78頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五㈩耐蝕堆焊試件各種焊接方法的焊接操作技能考試規(guī)定也適用于耐蝕堆焊。手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用堆焊試件考試合格后，適用于焊件的堆焊層厚度不限，適用于焊件母材厚度范圍見表10。第79頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表10堆焊試件適用母材厚度范圍mm堆焊試件母材厚度T適用于堆焊焊件母材厚度范圍最小值最大值＜25T不限≥2525不限第80頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

焊接不銹鋼復(fù)合鋼的復(fù)層之間焊縫及過渡焊縫的焊工，應(yīng)取得耐蝕堆焊資格例：有一復(fù)合鋼板，基層材質(zhì)為16MnR，板厚16mm，復(fù)合層為0Gr18Ni9，板厚3mm，平板對接，采用平焊位置、低氫型和堿性焊條施焊，所需焊工項(xiàng)目為：

SMAW－Ⅱ－1G－12－F3J

SMAW（N16）－Ⅱ－1G（K）－F4J

SMAW－Ⅳ－1G（K）－12－F4J第81頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五值得注意是表7、表8、表9、表11中試件厚度包括試件母材厚度和試件焊縫金屬厚度。對于焊接操作技能考試來說是考核焊工堆敷焊縫金屬時(shí)盡量不出或少出焊接缺陷能力，而不是考核在什么厚度試件坡口內(nèi)施焊焊縫的能力，因此考核焊工焊接操作技能應(yīng)按試件焊縫金屬厚度考慮，而不是按試件母材厚度考慮。焊工在試件上可以不焊滿坡口，為便于檢驗(yàn)與結(jié)果評(píng)定通常焊滿坡口，“2002考規(guī)”只依據(jù)試件

第82頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五焊縫金屬厚度來確定適應(yīng)于焊件焊縫金屬厚度范圍。參照ASME第Ⅸ卷規(guī)定出手工焊試件合格后適應(yīng)于焊件焊縫金屬厚度范圍見表7、表9。從焊工焊接操作技能考試目的出發(fā)，焊縫金屬厚度越大，則焊工施焊道數(shù)與層數(shù)越多，產(chǎn)生焊接缺陷的幾率也越大。因此，厚度大的焊縫金屬考試合格了，焊接厚度小的焊縫金屬焊件則可免除考試。第83頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五（十一）手工焊焊工和焊機(jī)操作工，采用對接焊縫試件或管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件的焊接位置見表11。表11試件適用焊件焊接位置第84頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五試件

適用焊件范圍對接焊縫位置角焊縫位置管板角接頭焊件位置形式代號(hào)板材和外行大于600mm的管材外徑≤600mm的管材板材對接焊縫1G、2G3G、4G－管材對接焊縫1G、2G、5G、5XG、6G、6XG－管板角接頭2FG、2FRG4FG、5FG、6FG－－第85頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五注：1.表中“立”表示向上立焊；向下立焊表示為：立向下。

2.板材對接焊縫試件考試合格后，適用管材對接焊縫焊時(shí)，管外徑應(yīng)≥76mm。第86頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五表11試件適用焊件焊接位置表11規(guī)定實(shí)質(zhì)是：對接焊縫試件適用對接焊縫、焊件角焊縫；管板角接頭試件適用焊件角焊縫都只是指“焊縫位置”適用。管板角接頭試件適用管板角接頭焊件，只是指“焊縫位置”適用。執(zhí)行表11時(shí)應(yīng)注意下列各點(diǎn)：⑴板材對接焊縫試件考試合格的焊工適應(yīng)于φ≤600mm管材對接焊縫焊件，但焊件管材應(yīng)D≥76mm，對于D＜76mm管材焊件焊工資格應(yīng)按表8進(jìn)行考試。第87頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五⑵管材對接焊縫試件考試合格的焊工適應(yīng)于焊件范圍還要受到第十八條㈡和㈤對管材外徑的規(guī)定限制。⑶管板角接頭試件考試合格的焊工適應(yīng)于焊件范圍還要受到第十八條㈢和㈤對管材外徑的規(guī)定限制。⑷對接焊縫試件、管