焊接工艺规程为焊接操作方案和焊接过程中的质量控制提供了明确的依据。在质量体系标准术语中,焊接被认为是一种特殊工艺过程。质量体系标准通常要求特殊工艺过程应根据书面工艺规程进行。
(1)焊接工艺 与制造焊件有关的加工方法和实施要求,包括焊接参数、材料选用、焊接准备、焊接方法选定及操作要求等。
(2)预焊接工艺规程(pWPS)此文件包含了焊接工艺所要求的参数,而这种焊接工艺是按照后面规定的方法之一进行评定的。
(3)焊接工艺规程(WPS)与制造焊件有关的加工和实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。
(4)焊接工艺评定记录(WPQR)此记录包含所有预焊接工艺规程评定所需要的数据。
焊接工艺评定应在实际生产焊接之前进行。
生产企业应根据以前生产的经验和焊接技术知识,编制一份pWPS,并确保其适用于实际生产。pWPS应作为根据表2-1所列方法之一获得合格的焊接工艺评定记录(WPQR)的基础。如果评定涉及试件的焊接,则试件的焊接应根据pWPS进行。
表2-1 评定方法
WPQR中应包括所有变量(主要和非主要)以及相应标准中规定的认可范围。除非另有要求,生产企业应根据WPQR负责编写产品制造所用的焊接工艺规程(WPS)。
(1)基于焊接工艺试验的评定 本评定规定了如何通过标准试件的焊接和试验来评定焊接工艺。
当焊缝金属和热影响区的材料特性对应用至关重要时,可能需要进行基于焊接工艺试验的评定。
ISO 15614的不同部分规定了以下焊接工艺方法的焊接工艺试验要求:电弧焊、气焊、电子束焊、激光焊、激光-电弧复合焊、电阻焊。
其他焊接工艺和特殊应用的焊接工艺试验评定要求包含在以下应用标准中,例如:螺柱焊(ISO 14555:2017)、摩擦焊(EN ISO 15620:2019)、搅拌摩擦焊(ISO 25239-4:2020)、搅拌摩擦点焊(ISO 18785-4:2018)、铸钢产品焊接(ISO 11970:2016)。
(2)基于焊接填充材料试验的评定 本评定规定了如何使用经过试验的焊接填充材料来评定焊接工艺。
一些材料在热影响区不会出现明显性能变化。在这种情况下,可以使用这种评定方法。
ISO 15610:2003规定了以下焊接工艺方法使用经过试验的焊接填充材料对焊接工艺进行评定的过程:电弧焊、气焊。
使用这种方法对其他焊接工艺和特殊应用的焊接工艺试验评定要求包含在其他应用标准中。
这种方法仅限于规定的材料和材料厚度。
(3)基于已有焊接经验的评定 本评定规定了如何通过展示以前合格的焊接能力来评定焊接工艺。
生产企业可以通过参考以前的焊接经验评定pWPS,条件是其可以通过真实可靠的文件证明,以前曾焊接过合格的相关类型的接头和材料。在这种情况下,只能使用经验丰富的工程师且可靠的焊接工艺。
ISO 15611:2003定义了针对以下工艺方法的基于已有焊接经验的评定方法:电弧焊、气焊、电子束焊、激光焊、激光-电弧复合焊、电阻焊。
其他焊接工艺和特殊应用的焊接工艺试验评定要求包含在以下应用标准中,例如:螺柱焊(ISO 14555:2017)、摩擦焊(EN ISO 15620:2019)。
(4)基于标准工艺的评定 针对电弧焊和气焊,本评定规定了制造商如何采用不同机构发布的焊接工艺评定和标准焊接工艺规程(SWPS)。
根据ISO 15609相关部分,SWPS规定了所有的相关变量。为了确保产品中接头的质量,发布机构可能附加特殊的要求。
这种方法仅限于规定的材料和材料厚度,生产企业负责SWPS的选择和应用。
(5)基于预生产焊接试验的评定 本评定规定了如何通过预生产焊接试验来评定焊接工艺。
该评定方法对于某些焊接工艺是唯一可靠评定方法,原因是其焊缝的最终性能与某些条件密切相关,例如:尺寸、特殊约束条件、热传导条件等,这些条件不能由标准化试样模拟。
如果标准试件的形状和尺寸不能充分代表要焊接的接头(例如,与薄壁管的连接焊缝),则可使用预生产的焊接试验进行评定。在这种情况下,应制作一个或多个特殊试样,以模拟生产中接头的所有基本特征,且试验应在实际生产实施条件下进行。
虽然试件的检测和试验应根据适当的工艺试验标准进行,但可能需要根据接头形式的不同采用特殊试验进行补充或替换。ISO 15613:2004适用于以下焊接工艺方法进行预生产的焊接试验评定:电弧焊、气焊、电子束焊、激光焊、激光-电弧复合焊、电阻焊。
使用这种方法对其他焊接工艺和特殊应用的评定要求包含在专门的应用标准中。
焊接工艺规程编写和评定流程如图2-1所示。
图2-1 焊接工艺规程编写和评定流程