一次焊接工艺规程修订实践和从中联想到的问题(上)(摘要)
A Practice of WPS Revision and Some Problems Associated (First Part)

郭晶,刘源,李艳,史雪芬 大连日立机械设备有限公司
Guo Jing,Liu Yuan, Li Yan,Shi Xuefen  Dalian Hitachi Machinery & Equipment Co.,Ltd. 

本文介绍了结合去年年末的换证联检,对以前编制的几份WPS进行重新审查,发现其中还有问题,针对这些问题进行了改进和处理,从中引申出来的一些认识,对别的单位也有参考意义。
This paper introduces a practice of WPS revision and associated problems while preparing for the WPS for the joint-inspection at the end of last year. The solution to these problems can be referred by other manufacturers.

焊接规范  修订  认识
WPS  Revision  Understanding

1.前言

ASME规范第IX卷导言说,规范该卷是一部“经常变化”(Active)的文件,需要随着科学技术的进展不断回顾,诠释和补充。不仅如此,即使不算每次换版修改和每年增补的新内容,对规范基本条文的理解也不是一下子就能够完成的,而是需要结合实践反复阅读才行。去年年末,在为换证审查需要的示范产品准备焊接工艺文件时,调出了以前编制的几份WPS,准备使用,结果发现上面还存在一些问题,需要进行修订(Revision)。这说明先前对规范的理解还不够全面深入。估计每个单位可能都会有类似情况,即刚取得ASME授权证书最初几年编制的文件,以后拿出来看,多少都会发现一些问题。本文介绍这次结合特定任务对有限几份WPS审查中发现的问题和处理办法,以及从中引申出来的一些认识,或许有一定参考意义。

2.问题及解决办法

2.1 熔敷金属的A

背景:在一份焊接方法为埋弧自动焊(SAW),按QW-202.2(a)使用全焊透坡口焊缝试板评定的WPS中,采用的焊丝是SFA-5.17中的EH14,焊剂为中性(Neutral)。在对这份WPS进行评定试验时曾进行了焊丝的化学成分分析,并用分析值代替A号填写在WPS和记录在PQR中。

问题:本次换证焊接示范产品的焊丝虽然仍然是SFA-5.17中的EH14,但肯定不是原先进行焊接工艺评定试验时使用的那一批了,因而化学成分也就必然和标注在WPS上的数值不同。应如何看待这种差异?如何处理?

修改建议:只要焊丝分类号EH14不变,焊剂类型(中性)不变,应该说这不算是一个问题,WPS可以不修改。但是如果按下面的办法修改一下则更好,那就连表面上的不一致也排除了。

(1)把SFA-5.17中对EH14焊丝规定的标准成分范围(Nominal Chemical Composition)Mn:1.70%~2.20%,Si≤1.00%(注意P,S,Cu可以省去不填)填写进WPS中去,代替原来的分析值,保持PQR记录的原实际分析值不变。

(2) 或更简单地填写为:参见SFA-5.17中的EH14(Refer to EH14 in SFA-5.17)。

不管今后批号怎样改变,只要是合格的EH14焊丝,就不会与上面任何一种填写方式相冲突。

联想到的其他问题:

  • QW-405.5规定,可以通过实际分析,获知熔敷金属的化学成分。注意这里说的是分析熔敷金属,而不是焊接填充材料本身。而且分析的目的应该理解为是根据分析值与QW-442对照,决定熔敷金属的A号。如果符合QW-442中某A号,则在WPS和PQR中填写和记录A号,实际分析值不用填写在WPS中。当然既然分析了,与A号同时记录在PQR中是无妨的。以后判断该项WPS的有效性根据的是A号,而不是实际分析值。

如果分析值不符合QW-442中任何一个A号,即使把实际分析值填写和记录在WPS和PQR中意义也不大。因为以后每次熔敷金属的成分都不会与记录值相同,虽然不要求每次都进行分析,但这种不一致性肯定是存在的。对这种情况就应该按QW-404.5 最末一段话的规定,填写熔敷金属的公称成分(Nominal Chemical Composition)。或干脆填写参照AWS的标准分类号。在SFA-5.17中只有实心焊丝本身的“公称化学成分”,而没有熔敷金属的“公称化学成分”。所以采用上面建议的两种方法应该是最合适的。

对于带后缀“G”的标准焊材和非标准焊材,最好是填写和记录焊材供应厂对熔敷金属化学成分的控制范围或极限含量(相当标准焊材熔敷金属的公称成分),同时还要填写和记录焊材的商品牌号(Trade Name)和供应商名称,只有这样,规定和使用的焊材才能唯一地被确定和识别,也不会发生任何形式上的不一致。

(2)ASME规范把焊材按F号和A号分类,其目的和把母材划分为P号和组号一样,都是为了减少WPS的数量,使一份评定过的WPS有更广阔的适用范围。从这一意义上看只要符合QW-432规定的某一F号和QW-442规定的某一A号,焊材分类号或商品牌号怎样变都不违背规范,如本文“结束语”部分提到的焊接不锈钢的例子就是这样。可是如果在WPS中规定出了具体的焊材标准号和分类号或牌号,即使同时规定和填写上了F号和A号,那意义也不大。因为以后生产中只能使用WPS中规定的那个分类号或牌号的焊材,否则又会出现形式上的不一致。这样靠F号和A号给出的其它空间就还等于没有利用上。

(3)当初分析EH14焊丝的化学成分时,按照SFA-5.17标准规定的元素种类,不仅分析了Mn和Si的含量,而且还分析了S,P和Cu的含量。后面三种元素,即S,P和Cu根本用不着分析,多余了。因为后面这几种元素既不是制造焊丝时有意加入的,也不是规范QW-442条确定熔敷金属分类号A号时需要考虑的元素。

由此联想到另一个问题,即耐蚀堆焊评定。耐蚀堆焊评定要求分析距堆焊金属与基体母材交接线(Weld Interface)一定距离处堆焊金属的化学成分(QW-453注9)。那么分析哪些元素呢?规范只说分析结果应该落在WPS规定范围内,如果WPS中没有规定,就不用进行化学分析。也就是说把分析哪些元素的决定权交给了编制WPS的焊接工程师。那么焊接工程师又该如何做出规定呢?

(略))

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