電焊條的管理和試驗(yàn)

摘 要：通過介紹電焊條的牌號(hào)和型號(hào)，國(guó)家和廠級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收流程，以及ERP系統(tǒng)的運(yùn)行，詳細(xì)介紹了焊條的管理內(nèi)容。并通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一些存在的問題。有助于提高鋼管廠的電焊條管理水平。

關(guān)鍵詞：電焊條；牌號(hào)；型號(hào)；AWS；評(píng)定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.034

0 前言

鋼管廠的補(bǔ)焊用電焊條一直采用大西洋的CHE**7系列[1]，在使用中發(fā)現(xiàn)一些的問題，對(duì)其進(jìn)行分析和總結(jié)，以提高本廠的電焊條管理水平。

鋼管廠所使用的焊條屬于管線鋼用焊條，按鋼級(jí)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)，目前使用的具體范圍從J427-J707。

選用焊條的原則是焊條的抗拉強(qiáng)度大于等于母材的理論抗拉強(qiáng)度，同時(shí)屈服強(qiáng)度也不低于母材的理論值，且高強(qiáng)度的焊條可用于略低一級(jí)的鋼材上。

焊條型號(hào)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)焊條規(guī)定的編號(hào)，用來區(qū)別各種焊條熔敷金屬的力學(xué)性能、化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通常只規(guī)定該種焊條最基本的要求，并且不可能包括所有的焊條。

焊條牌號(hào)是按焊接材料產(chǎn)品樣本的規(guī)定所作的焊條代號(hào)，牌號(hào)用字母和三位數(shù)字表示，有時(shí)帶有后綴進(jìn)行補(bǔ)充說明。顯然一個(gè)焊條型號(hào)可對(duì)應(yīng)多個(gè)焊條牌號(hào)。如E5015型號(hào)可包括J507、J507R等。

1 電焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的變遷

1.1 GB 系列標(biāo)準(zhǔn)

早期由原機(jī)械工業(yè)部組織出版《焊接材料產(chǎn)品樣本》，分為1977和1987年版本，采用以焊條牌號(hào)為主的方法來指導(dǎo)各國(guó)內(nèi)廠家區(qū)分焊條。如J507中，J表示結(jié)構(gòu)鋼，50表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥50kgf/mm2，7表示低氫鈉型[2]。

1985年編制的一批國(guó)家焊條標(biāo)準(zhǔn)，如GB5117-85《碳鋼焊條》、GB5118-85《低合金鋼焊條》等，它們都是等效采用美國(guó)ANSI/AWS相應(yīng)的焊條標(biāo)準(zhǔn)而制定的[3]。采用焊條型號(hào)來代表焊條，如E5915-G，59表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥59kgf/mm2，15表示低氫鈉型，G表示用戶協(xié)商化學(xué)成分。由于我國(guó)礦產(chǎn)資源與美國(guó)不同，導(dǎo)致焊芯的化學(xué)成分有差異。如低合金鋼的合金體系在AWS A5.5中是碳-鉬-鎳，而我國(guó)的是碳-錳-釩。

1995年焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)做了更新，如GB/T5117-1995，GB/T5118-1995。廠家引用了該標(biāo)準(zhǔn)系列，并沿用至今。2010年后國(guó)家陸續(xù)更新了一些標(biāo)準(zhǔn)，但名稱發(fā)生了變化。GB/T5117-2012《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》，可涵蓋的焊條包括J427，J507，J557。GB/T5118-2012《熱強(qiáng)鋼焊條》，大致包含R507-R627，不再包含管線鋼焊條。因此，廠家可采用的新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T32533-2016《高強(qiáng)鋼焊條》，可包含焊條J607-J707及更高。

1.2 ASME和AWS標(biāo)準(zhǔn)

ASME是American Society of Mechanical Engineers（美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)）的英文縮寫。在生產(chǎn)中東外貿(mào)鋼管時(shí)，往往需要用到該標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須按照該系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，準(zhǔn)備鋼材以及焊接材料。

國(guó)內(nèi)外的焊接工藝評(píng)定文件格式均按照ASME IX進(jìn)行準(zhǔn)備。具體的技術(shù)要求則根據(jù)用戶技術(shù)條件進(jìn)行修改。目前在用的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是ASME BPVC IX-2017《焊接、釬接和粘接評(píng)定》。基本上每?jī)赡旮乱淮巍?/p>

外貿(mào)對(duì)應(yīng)使用的焊接材料需滿足ASME II Part C的要求。其中包括SFA 5.1碳鋼焊條和SFA 5.5低合金鋼焊條。等效采用AWS的早期版本AWS A5.1和AWS A5.5。AWS是 American Welding Society（美國(guó)焊接協(xié)會(huì)）的縮寫，外貿(mào)管需要按ASME IX的要求完成評(píng)定文件和焊材質(zhì)證書，因此焊材廠家的紙證書也需要提供國(guó)標(biāo)型號(hào)對(duì)應(yīng)的AWS標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，如廠家牌號(hào)CHE607GX，國(guó)標(biāo)型號(hào)為E5915-G，符合AWS A5.5 E9015-G。

2 公司和廠級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的變遷

2.1 ERP系統(tǒng)中的電焊條

ERP系統(tǒng)是基于ERP企業(yè)管理理念上的高度集成化的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的新型企業(yè)管理模式。從早期的K3系統(tǒng)發(fā)展而來。主要的焊條在ERP中描述見下表：

各種電焊條均按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，采購(gòu)時(shí)應(yīng)按20KG的倍數(shù)來申報(bào)。

2.2 工藝指導(dǎo)書中的焊條

多年來，鋼管廠一直使用自貢大西洋生產(chǎn)的電焊條。因此在工藝所編制的工藝指導(dǎo)書中以CHE來標(biāo)識(shí)焊條。若有時(shí)該廠的焊條供不上，如何提供現(xiàn)場(chǎng)所需的焊條？一個(gè)方法是，采用較高強(qiáng)度級(jí)別的焊條。另一個(gè)方法可能是采用其他廠家的同類焊條，但需先做工藝評(píng)定合格。

自貢大西洋也研發(fā)出CHE657GX焊條以匹配X80鋼級(jí)，但未得到推廣[4]。

2.3 廠級(jí)焊條驗(yàn)收流程

新采購(gòu)的焊材，按照廠文件《采購(gòu)控制程序》（Q/SG G05.010）進(jìn)行樣品試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后由工藝所編制樣品檢驗(yàn)報(bào)告，交物管中心存檔。然后該焊材才有資格進(jìn)行投標(biāo)。

到廠的焊材，由物流中心按標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行檢查，檢查合格后才可投入車間使用。對(duì)具體的重要管線項(xiàng)目，還需根據(jù)具體材質(zhì)進(jìn)行項(xiàng)目

工藝評(píng)定，評(píng)定合格后才能正式用于具體的管線生產(chǎn)。

3 電焊條的評(píng)定和試驗(yàn)

3.1 電焊條評(píng)定

電焊條評(píng)定采用原料鋼板，并加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的對(duì)接坡口型式，見圖1。其中鈍邊P=3±1mm，坡口角度a=30-50°。評(píng)價(jià)的壁厚可覆蓋較薄的壁厚，按AMSE IX覆蓋范圍是1.5mm-2t。焊條評(píng)定的有效期一般可達(dá)到3年。

外貿(mào)的根據(jù)ASME IX全用對(duì)接坡口即可，國(guó)內(nèi)的還需要根據(jù)API SPEC 5L附錄D（或GB/T9711-2017）開凹槽坡口做彎曲試驗(yàn)。試樣的數(shù)量根據(jù)用戶技術(shù)條件來確定，一般拉伸和彎曲采用4倍數(shù)量。

3.2 電焊條試驗(yàn)

為驗(yàn)證某些焊條性能需要單獨(dú)做焊條試驗(yàn)，以及檢查焊條性能防止長(zhǎng)期未評(píng)定而出現(xiàn)的焊條質(zhì)量問題。

3.2.1 CHE607GX的熔敷金屬性能

由于在AWS A5.5中將J607G等效為E9015-G，其屈服強(qiáng)度要求較高，故對(duì)該焊條進(jìn)行熔敷金屬試驗(yàn)。屈服強(qiáng)度為500MPa，滿足國(guó)標(biāo)要求，但不滿足AWS要求。因此，大西洋需要提供滿足外貿(mào)要求爐批的焊條以進(jìn)行相應(yīng)的外貿(mào)生產(chǎn)。

3.2.2 焊條的韌性試驗(yàn)

對(duì)補(bǔ)焊焊縫進(jìn)行-20℃沖擊韌性試驗(yàn)，從J427-J707，平均沖擊功在90-120J，略高于用戶要求。對(duì)金相進(jìn)行檢查，一般都是粗大的先共析鐵素體，加上晶粒內(nèi)的珠光體或者針狀鐵素體。

對(duì)485及以上級(jí)鋼材，在補(bǔ)焊實(shí)際焊接中需要控制焊接熱輸入，以及預(yù)熱、層間溫度滿足工藝要求，才能獲得較好的焊縫韌性。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)現(xiàn)用AWS和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用焊條牌號(hào)和型號(hào)來綜合管理電焊條。

（2）通過電焊條試驗(yàn)來確定焊條性能并做好工藝控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]大西洋焊接材料股份有限公司.大西洋焊接材料（2014）[G].自貢，2014.

[2]戈兆文等.焊條的型號(hào)和牌號(hào)[J].中國(guó)鍋爐壓力容器安全，1990，

6（06）：34-38.

[3]機(jī)械工業(yè)部.焊接材料產(chǎn)品樣本[S].機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[4]陳耕耘.X80管線鋼配套焊條CHE657GX的研制[J].機(jī)械，2013，40

（03）：56-59.

作者簡(jiǎn)介：曾德勝（1972-），男，湖北天門人，焊接工學(xué)學(xué)士，高級(jí)工程師，研究方向：直縫、螺旋埋弧焊管工藝等。