鋁及鋁合金的激光電弧復(fù)合焊接工藝評定試驗技術(shù)規(guī)范1范圍本標準規(guī)定了鋁及鋁合金的激光電弧復(fù)合焊接工藝評定試驗方法。本標準規(guī)定了焊接工藝試驗的條件和焊接工藝評定范圍，所有實際焊接操作符合第8章中列出的范圍。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2651—2008焊接接頭拉伸試驗方法(ISO4136:2001,IDT)GB/T2653—2008焊接接頭彎曲試驗方法(ISO5173:2000,IDT)GB/T3323—2005金屬熔化焊焊接接頭射線照相(ISO17636:2003,MOD)GB/T11345—2013焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定（ISO17640:2010,MOD）GB/T16475—2008變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號(ISO2107:2007,MOD)GB/T16672—1996焊縫工作位置傾角和轉(zhuǎn)角的定義(ISO6947:1993,IDT)GB/T18851.1—2012無損檢測滲透測試第一部分：總則(ISO3452—1:2008,IDT)GB/T19805—2005焊接操作工技能評定(ISO14732:1998,IDT)GB/T19866—2005焊接工藝規(guī)程及評定的一般原則(ISO15607:2003,IDT)GB/T19867.6—2016激光-電弧復(fù)合焊接工藝規(guī)程(ISO15609—6:2013,IDT)GB/T19868.4—2005基于預(yù)生產(chǎn)焊接試驗的工藝評定(ISO15613:2004,IDT)GB/T19869.2—2012鋁及鋁合金的焊接工藝評定試驗(ISO15614—2:2005,IDT)GB/T22085.2—2008電子束及激光焊接接頭缺欠質(zhì)量分級指南-鋁合金(ISO13919—2:2001,IDT)GB/T22087—2008鋁及鋁合金的弧焊接頭缺欠質(zhì)量分級指南(ISO10042:2005,IDT)GB/T26955—2011金屬材料焊縫破壞性試驗焊縫宏觀和微觀檢驗(ISO17639:2003,MOD)GB/T27551—2011金屬材料焊縫破壞性試驗斷裂試驗(ISO9017:2001,IDT)GB/T32259—2015焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測(ISO17637:2003,MOD)3術(shù)語和定義GB/T19866、GBT19867.6界定的以及下列術(shù)語及定義適用于本文件。3.1激光電弧復(fù)合焊接（Laser-archybridwelding）采用激光及電弧兩種熱源，形成同一個熔池進行焊接的方法，參見圖1。圖1激光電弧復(fù)合焊接示意圖說明：1-激光束；2-電弧焊槍。4預(yù)焊接工藝規(guī)程(pWPS)應(yīng)依據(jù)GB/T19867.6制定預(yù)焊接工藝規(guī)程。5焊接工藝試驗試件的焊接和試驗應(yīng)符合第6章和第7章的要求。在滿足相關(guān)試驗要求的前提下，按照本標準進行焊接工藝試驗并合格的焊接操作工，可視其具備取得GB/T19805或GB/T24598規(guī)定的資格。6試件6.1一般原則按照6.2規(guī)定，可用一個或若干個標準試件代替涵蓋實際產(chǎn)品焊接組件。如果本標準所示的標準試件不能代表實際產(chǎn)品接頭的幾何要求時，則應(yīng)按GB/T19868.4標準評定。試件的長度或數(shù)量應(yīng)足夠完成所有要求的試驗?？芍苽淙舾筛郊釉嚰虼笥谧钚〕叽绲脑嚰员愀郊釉囼灂r使用或作為重新試驗的試樣（參見7.6）6.2試件的形狀及尺寸6.2.1板與板對接接頭此試件可用于全熔透對接焊縫，試件應(yīng)按照圖2制備。說明：1--按照pWPS規(guī)定加工坡口及組對；t--板厚；--最小寬度為150mm；b--最小長度為300mm。圖2板與板對接接頭試件6.2.2管與管對接接頭此試件可用于全熔透的對接焊縫，試件應(yīng)按照圖3制備。注：所謂的“管”可單獨或組合使用，指的是“管”、“管狀物”或“空心型材”。說明：1--按照pWPS規(guī)定加工坡口及組對；--D--管外徑；t--管壁厚。圖3管與管對接接頭試件6.2.3板與板T型接頭此試件可用于全熔透的對接焊縫或者角焊縫，試件應(yīng)按照圖4制備。說明：1--按照pWPS規(guī)定加工坡口及組對；1,2--最小寬度150mm；b--最小長度300mm；t1--板1厚度；t2--板2厚度。圖4板與板T型接頭試件6.2.4板與板端角接頭此試件可用于全熔透的對接焊縫或者角焊縫，試件應(yīng)按照圖5制備。說明：1--按照pWPS規(guī)定加工坡口及組對；1,2--最小寬度150mm；b--最小長度300mm；t1--板1厚度；t2--板2厚度。圖5板與板端角接頭試件6.2.5管與板連接接頭此試件可用于全熔透接頭（管在表面或管在板中或管穿過板）以及角焊縫，管與板連接接頭試件應(yīng)按照圖6制備。管角度α為實際產(chǎn)品中的最小量。說明：1--按照pWPS規(guī)定加工坡口及組對；α--管角度；--板尺寸：≥D+6t?;最小D+150mm；D--管外徑；t1--板厚；t2--管壁厚；l--管長度：l≥80mm。圖6管與板連接接頭試件6.3試件的焊接試件的制備及焊接應(yīng)按照預(yù)焊接工藝規(guī)程并在與實際焊接生產(chǎn)環(huán)境相近似的條件下進行。試件的焊接位置、傾角和轉(zhuǎn)角范圍應(yīng)符合GB/T16672。如定位焊縫最終熔入接頭，應(yīng)在試件中包含這些定位焊縫。試件的焊接和試驗應(yīng)在考官或者考試機構(gòu)的監(jiān)督下進行。7檢驗和試驗7.1檢驗和試驗范圍試驗包括無損檢測(NDT)和破壞性試驗兩種，具體按表1所列要求進行。產(chǎn)品標準可能要求做附加試驗，例如：--焊縫的縱向拉伸試驗；--全焊縫金屬彎曲試驗(或測量延伸率的特殊焊縫金屬彎曲試驗)；--腐蝕試驗；--化學(xué)分析；--十字接頭抗裂性試驗。--測定屈服強度及/或延伸率的拉伸試驗；表1試件的檢驗和試驗檢驗范圍備注(見圖2和圖3)外觀檢測射線或超聲波檢測滲透檢測橫向拉伸檢測(鑄件或鑄鍛件)1個試樣1個試樣a-b

續(xù)表1(見圖4和圖5)(見圖6)外觀檢測滲透檢測4個試樣1個試樣--dba厚度t≥12mm時，可用4個側(cè)彎試樣代替2個正彎和2個背彎試樣。b僅針對23類組(參見附錄B)及所有鑄件而言。c這些試驗不提供接頭力學(xué)性能方面的數(shù)據(jù)。實際應(yīng)用需要這些性能數(shù)據(jù)時，應(yīng)做附加評定(如對接接頭的試驗定)。d該類接頭試件(如圖3所示),可只做2個宏觀檢驗。注：超聲波檢測不適用于≤8mm的試件7.2試樣的截取位置按照圖7～圖11截取試樣，應(yīng)當(dāng)在完成全部無損檢測(NDT),且檢測結(jié)果符合相關(guān)評定標準的情況下截取試樣。允許避開存在缺欠的焊縫區(qū)域(這些缺欠在NDT評定標準允許范圍內(nèi))截取試樣。圖7板與板對接接頭試件取樣部位--1區(qū)域：去除25mm；--2區(qū)域：（1）1個拉伸試樣；（2）彎曲試樣或斷裂試樣；--3區(qū)域：附加試驗試樣(如有要求)；--4區(qū)域：（1）1個拉伸試樣：（2）彎曲試樣或斷裂試樣；--5區(qū)域：（1）1個宏觀試樣和和1個微觀試樣；圖中為焊接方向。單向焊接(軌道焊)雙向焊接(雙軌焊)圖8管與管對接接頭試件取樣部位說明：--0區(qū)域：焊道搭接區(qū)(可能多于一個)；--1區(qū)域：（1）1個拉伸試樣；（2）彎曲試樣或斷裂試樣；--2區(qū)域：附加試驗試樣（如有要求）；--3區(qū)域：1個宏觀試樣和1個微觀試樣；圖中為焊接方向。上述區(qū)域僅為大致范圍，而且焊槍的移動方向可能不同。當(dāng)1個試件不能滿足所有必要試樣取樣數(shù)量要求時，可以焊接多個試件進行取樣。圖9板與板T型接頭試件取樣部位--1區(qū)域：去除25mm；--2區(qū)域：宏觀試樣；--3區(qū)域：宏觀試樣和微觀試樣。圖中為焊接方向。圖10板與板端角接頭試件取樣部位--1區(qū)域：去除25mm；--2區(qū)域：宏觀試樣；--3區(qū)域：宏觀試樣和微觀試樣。圖中為焊接方向。本圖中4區(qū)域未做說明。圖11管與板連接接頭試件取樣部位說明：--α為管角度；--在1處截取宏觀試樣和1個微觀試樣；--在2處的每個搭接區(qū)各取一個宏觀試樣。取樣數(shù)量應(yīng)與表1的要求一致。7.3無損檢測在截取試樣前，應(yīng)當(dāng)完成規(guī)定的所有焊后熱處理，并完成7.1和表1中規(guī)定的全部無損檢測。根據(jù)接頭的幾何形狀、材料和工作要求，應(yīng)按照GB/T32259（目視檢測）、GB/T3323(射線檢測)、GB/T11345(超聲波檢測)、GB/T18851-1(滲透檢測),根據(jù)表1中的要求進行無損檢測(NDT)。7.4破壞性試驗7.4.1總則試驗類型和檢驗范圍應(yīng)符合表1的要求。7.4.2橫向拉伸試驗對接接頭橫向拉伸試驗的試樣和試驗應(yīng)滿足GB/T2651的要求。表2焊縫系數(shù)材料類別或組別(見附錄B)焊前母材的自然時效自然時效自然時效自然時效a參見GB/T16475。b本表中未列出的其他狀態(tài)母材，其R(w)應(yīng)按設(shè)計標準取值。c時效條件應(yīng)符合設(shè)計規(guī)范。dRm(pm)以“O”態(tài)下規(guī)定的拉伸強度下限為準，不考慮試驗時母材的狀態(tài)。e試件在焊接完成后，開始試驗之前做人工時效時，效率系數(shù)T適用于T6母材條件。f如果焊后做整體熱處理，可以獲得更高的性能。R(w)應(yīng)按設(shè)計標準取值。g焊后的時效條件及Rm(w)應(yīng)按設(shè)計標準取值。7.4.3彎曲試驗對接接頭彎曲試驗的試樣應(yīng)符合GB/T2653規(guī)定。所有鋁合金母材的彎曲角度均為180°,彎心直徑按照母材延伸率計算：--延伸率大于5%時： d=(100×ts)/A—ts（7-2）式中：d--彎心直徑最大值；ts--彎曲試樣的厚度(包括側(cè)彎試樣在內(nèi));A--材料標準要求的最低延伸率(異種鋁合金接頭應(yīng)取較小值)。表3給出了用某些延伸率和厚度計算的最大彎心直徑示例。為便于試驗操作，彎心直徑數(shù)值應(yīng)取整數(shù)。根據(jù)試驗室條件，允許采用較小的彎心直徑。延伸率≤5%時，試驗之前應(yīng)做退火處理。彎心直徑應(yīng)采用規(guī)定的退火狀態(tài)下的延伸率計算。試驗過程中，試樣不應(yīng)在任何方向出現(xiàn)大于3mm的缺陷。評定時在試樣邊角處出現(xiàn)的缺陷可以忽略。表3用某些延伸率和厚度計算的最大彎心直徑示例彎曲試樣厚度847687.4.4斷裂試驗7.4.5宏觀檢驗和微觀檢驗7.5合格等級7.6復(fù)試8認可范圍8.1概述8.2與制造商有關(guān)的條件制造商按本標準通過焊接工藝評定試驗評定合格的pWPS,適用于該制造商制定相同車間(或現(xiàn)8.3與材料有關(guān)的條件8.3.1母材類組為了盡量減少焊接工藝評定試驗的數(shù)量，將鋁及鋁合金按照類組進行劃分(參見附錄B)。附錄B未包含的母材(或母材組合)應(yīng)單獨進行焊接工藝評定。永久襯墊材料應(yīng)作為評定類組中的一種母材考慮。表4給出了同種和異種鋁及鋁合金接頭的認可范圍。表4未包含的異種鋁合金接頭應(yīng)做特殊的評定試驗，其認可范圍只針對評定試驗有效。為了評定力學(xué)性能，異種鋁合金接頭可能需要做附加試驗。異種鋁合金接頭的評定，在使用相同焊接材料的條件下，對該類母材的低組別材料有效。表4同種和異種鋁合金接頭的認可范圍同種接頭認可范圍類組異種接頭認可范圍類組不適用22.1、22.2、22.3和22.4之間的組合接頭22.1、22.2、22.3和22.4之間的組合接頭續(xù)表422.1、22.2a、22.3a和22.aaaa22.1、22.2a、22.3a和22.a不適用24.2-24.1和24.2-23.1bccc注：使用的焊接材料相同，則評定有效。a使用鋁鎂焊接材料。b使用鋁硅焊接材料。c僅對鋁合金鑄件有效。8.3.2材料厚度與管徑總則.1全熔透對接接頭(單面與雙面焊)(針對板-板、管-管)的認可范圍按表5規(guī)定。表5對接接頭的認可范圍單位為毫米認可范圍不等厚板接頭應(yīng)單獨評定，其認可范圍僅限于評定的厚度組合。.2全熔透T型接頭(單面與雙面焊)(針對管-板、板-板)腹板t；(見圖4)厚度評定范圍如表6規(guī)定。表6T型接頭的認可范圍單位為毫米認可范圍當(dāng)t1>t2時，不同板厚的組合應(yīng)單獨評定且僅適用于相應(yīng)的組合方式。.3全熔透端角接頭(單面與雙面焊)角接板t(見圖5)厚度評定范圍如表7規(guī)定。表7角接接頭的認可范圍單位為毫米認可范圍當(dāng)t1>t2時，不同板厚的組合應(yīng)單獨評定且僅適用于相應(yīng)的組合方式。.4全熔透管與板連接接頭的認可范圍用管子外徑D進行的焊接工藝評定適用于表8中給出的范圍。根據(jù)GB/T16672,對于外徑>500mm,或者焊接位置在PA或者PC(旋轉(zhuǎn)位置)且外徑>150mm管子，也可用板材的評定代替。表8管材和支管連接直徑認可范圍認可范圍≥0.5D(最小25mm)注：對于空心結(jié)構(gòu)，D為較小邊的長度。D為管材外徑或支管外徑。8.4焊接工藝機械化程度（全機械化、自動化）不同的焊接方法應(yīng)單獨評定。激光電弧復(fù)合焊接與其他弧焊工藝的結(jié)合時應(yīng)該按照多種工藝評定。釆用多種工藝試驗評定單個工藝時，應(yīng)按照本標準要求進行。8.5焊接位置任一位置上的焊接試驗僅適用于本焊接位置。8.6焊縫或接頭的類型任何一類的焊縫/接頭的焊接試驗僅適用于本類的焊縫/接頭。8.7焊接層數(shù)在焊接層數(shù)與評定工藝試驗層數(shù)相等的情況下，本焊接工藝規(guī)范WPS有效。8.8填充材料評定用的焊接材料須滿足焊接材料標準，其力學(xué)性能、化學(xué)成分應(yīng)當(dāng)與焊接材料標準規(guī)定值相同或相當(dāng)，藥皮、焊芯、焊劑種類相同，含氫量相同或更低時才能覆蓋其他焊材。不允許擅自更改填充焊絲的直徑。8.9電流類型認可范圍僅限于焊接工藝評定試驗用的電流種類(交流、直流、脈沖電流)和極性。8.10預(yù)熱與道間溫度要求預(yù)熱時，認可的下限值就是焊接工藝評定試驗開始之前所施加的預(yù)熱溫度。認可的上限值就是焊接工藝評定試驗中的最高道間溫度。8.11焊后熱處理沉淀強化材料在焊接之前不允許改變其原始熱處理條件。不允許增加或取消焊后熱處理。除非另有規(guī)定，認可的溫度范圍為：焊接工藝評定試驗所使用保溫溫度±20℃。有要求時，