摘 要：近年来，随着我国工业现代化的迅速发展，焊接技术在管道、锅炉、压力容器、建筑结构等领域的应用越来越广泛，对产品焊接质量也提出了更高的要求。明确管道焊接工艺的关键要素并在焊接过程中强化应用，对提高焊接质量具有重要意义，本文主要对管道焊接工艺常用的几种标准以及工艺评定的几点要素进行分析。

关键词：管道焊接；工艺评定；要素；标准

1.管道焊接工艺概述

管道焊接是指采用加热或加压的方式，采用一定的填充材料，使管道与焊接材料达到原子结合以实现二者牢固连接的一种加工方法。焊接技术具有成型方便、成本较低、便于实现机械化以及自动化生产等优点，是现代制造技术领域中一种非常重要的金属连接技术。根据焊接过程特点的不同，焊接可以分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类，其在各领域有不同的应用，其中最常用的是熔化焊。不同领域对焊接工艺的要求有所不同，导致了各种不同种类的评定执行标准应势而生，各种标准的选用较为混乱，焊接工艺可变参数较多，它们对焊接工艺的影响较大。因此，在焊接工艺评定中应选用适合管道工程的标准，使其成为控制焊接质量的有效手段；把握好焊接过程中关键参数的选取，从而保证焊接各环节的质量。下面主要介绍JB4708标准、GB50236标准、蒸汽锅炉安全技术监察规程、SY/T4052标准以及SY/T4103标准等的应用情况，在各项标准中焊接工艺要素包括：焊接方法的选用、焊接材料的要求、焊后热处理方法以及试件和焊件的厚度要求等，由管道焊接标准及焊接关键要素要求来保证焊接工艺的质量。

2.目前常用的管道焊接工艺评定标准

由于焊接工艺应用范围很广，且各个不同的领域对焊接状况有不同的要求，焊接工艺评定并没有一个统一的执行标准，对焊接工作也常常根据其自身特征选择适合的焊接工艺评定标准。因此，焊接工艺评定标准选择的正确与否直接决定了管道连接是否良好，影响着工程质量的好坏。在目前的管道焊接中，常用的焊接工艺评定标准有：GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》、JB4708-2005《钢制焊接压力容器焊接工艺评定》、《蒸规》《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、SY/T0452-2012《石油天然气金属管道焊接工艺评定》、SY/T4103-2006《钢制管道焊接及验收》、TSGZ6002-2010《钢制管道焊接及验收》、NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》、TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程工业管道》。

对焊接工艺进行评定是焊接工作的重要步骤，其最终目的是保证焊接的质量，需要对多个方面的参数进行监督、试验，工作量一般比较大。在执行的过程中，如果不能选择正确的标准，或者盲目地选用多个标准进行评定，不仅会影响焊接工艺评定结果，还会造成人力、物力的浪费。为了更好、更高效率地完成焊接质量的评定工作，一方面要掌握标准中规则的适用范围，还要分析管道与焊件的结构特点，考虑管道中流体性质对管材焊接质量的影响等。

根据不同焊接工件及管材的特征，在不同的焊接工作中通常选用不同的工艺评定标准。在钢制压力容器等的焊接工艺中通常采用JB4708标准；长输管道通常对冲击韧度有较高的要求，在施工中一般不采用SY/T4103标准；在压力管道的焊接工艺评定中常采用SY/T0452标准；JB4708标准的评定规则内容详细、标准科学，也可用于长输管道的焊接工艺评定。

3.管道焊接工艺评定中的重要因素

管道焊接是一道复杂的工艺流程，对其进行质量评定的因素主要有接头、焊接位置、焊后热处理方法、试件及焊件的位置以及焊接方法类别等，根据其对焊接质量的影响可分为重要因素、补加因素以及次要因素等。重要因素主要影响焊接接头抗拉强度和抗弯强度；补加因素主要用于控制焊接接头的冲击韧度；次要因素是对所要求的力学性能影响不大的因素。当重要因素改变时，则需要重新编制焊接工艺指导书，明确焊接工作中的重要因素与次要因素、补加因素，这对把握焊接质量具有很重要的作用。不同的工艺评定标准对各要素有不同的侧重，下面主要介绍不同评定标准中管道焊接的几个要素。

3.1焊接方法类别

焊接方法根据形成的接头的状态、热源的性质以及是否采用加压的方法可以分为三大类：熔化焊、压力焊、钎焊。其中，熔化焊是利用热能将焊件接头融化使其与焊接材料结为一体的焊接方法，包括气焊、电弧焊、铝热焊等；压力焊是通过加压的方式完成焊接的方法，包括冷压焊、扩散焊、电阻焊等；钎焊是通过采用比木材熔点低的金属钎料，在加热温度介于钎料和母材熔点温度之间时，使液态钎料填充接头的间隙，实现与母材相互扩散从而完成焊接的方法，包括硬钎焊和软钎焊等。

在不同的管道焊接评定标准中，对焊接方法有不同的要求和规范：GB50236标准对焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊等焊接方法有一定的使用要求；气焊、烙化极气体保护焊、钨极气体保护挥、电渣捍、耐蚀堆焊等在JB4708标准中有明确规定；在SY/T0452标准中通常有气焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、自动及半自动自保护管状药芯焊丝焊等；SY/T4103主要对熔化极保护焊、药芯焊丝自保护焊等做出相应的规范。焊接方法的选择决定了焊接工艺中的重要因素、补加因素和次要因素，也决定了焊接中的接头形式、坡口形式、缝道的布置等。目前管道焊接多用气体保护焊打底（气体为二氧化碳、氩气等），壁厚大的用焊条电弧焊层层盖面，壁厚小的常用焊丝全氩弧焊，以提高效率。

3.2对钢材的要求

焊接材料通常是指焊接时所消耗的材料，包括焊条、焊丝、气体等，在管道焊接时根据焊接钢材的性质应采用不同的焊接材料以保证焊接的的牢固程度。在不同的焊接工艺评定标准中对钢材有不同的分类工艺标准，这里主要介绍钢材分类及适用情况。GB50236标准将钢材分为13类18组，碳素钢与低合金钢按照抗拉强度、使用温度、Cr与Mo的含量进行分类分组；JB4708标准将钢材分为8类15组，碳素钢和合金钢基本上按照抗拉强度进行分类；SY/T0452标准对钢材的要求分类与GB50236类似；SY/T4103标准将碳素钢与低合金钢按照屈服强度分为3组，当组别发生变化时要重新进行分组。在各评定标准中，钢材的分类依据不同，焊接材料的选择需要考虑钢材的一些力学性质，并与管材的工作条件相结合，尤其是在管道中输送一些具有一定腐蚀性、酸碱度、高温高压液体或者气体时，需要综合考虑焊接位置的强度要求，从而选择合适的钢材以及与之相适应的焊接材料，保证管道运输中的安全性。

对于大型的管道运输工程，在正式投入建设之前必须要进行一定的焊接工艺评定试验，焊接位置往往是应力集中的部位或涡流冲击的部位。因此，在进行评定试验时要对这些位置进行拉伸、弯曲、冲击试验，还要检测焊缝断面是否焊透、焊接件与被焊接件的融合情况以及气孔、夹渣的缺陷尺寸等，这些对于钢材要求以及焊接材料的选择具有一定的指导意义。

3.3焊后热处理方法

焊后热处理是焊接过程中一道非常重要的工序，对焊缝的闭合情况、焊接质量的牢固状况起着非常重要的作用。不同的管道焊接工艺评定标准对焊后热处理方法也具有不同的要求：在GB50236标准中要求改变焊后热处理种类则要重新评定，但就如何分类没有给出明确的标准；JB4708标准将碳素钢与合金钢的焊后热处理分为5类，并且对保温温度和保温时间都有明确的规定和限制；SY/T0452标准与GB50236标准在焊后热处理的要求方面相同；SY/T4103标准中未提及改变焊后热处理种类要重新评定。

由于焊接会引起焊件的温度分布不均匀，焊缝金属热胀冷缩，从而导致焊件具有一定的焊接残余应力，所以在焊接后必须采用一定的焊后热处理手段消除残余应力的影响。焊后热处理对金属的抗拉强度、蠕变极限的影响由热处理的温度及时间决定，并随着钢种的不同影响焊缝金属的冲击韧性。在管道焊接中，应根据管道钢材的类型、焊接方法以及不同的应力要求选择合适的焊后热处理方法。尤其铬钼钢，掌握好焊后热处理时间和温度等，防止管道出现裂缝。通过焊后测试硬度可以检查焊后热处理的效果。

3.4试件及焊件的厚度

试件及焊件的厚度也是焊接工艺评定标准中重要的评定准则，二者厚度的大小及之间的关系直接影响焊接的牢固程度及管道强度。在各项标准中对时间与焊件厚度关系的要求有所不同，但都要求试件适用于焊件的范围，按NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》能覆盖厚度范围。试件与焊件厚度的关系是焊接工艺评定的重要内容，尽管各标准对二者的关系规定有一定的差异，但都是为保障焊接质量而设定，一旦选定执行标准，就要严格按照标准的规定进行设置，以确保管道焊接位置的强度、稳定性等要求。

4.总结

管道焊接工艺在工业生产中的应用日益广泛，严格进行管道焊接工艺评定，把握焊接工艺中的关键因素，仔细分析TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》对保证焊接质量具有非常重要的意义。文章对国内常用的几种管道焊接工艺评定标准进行一定的分析和介绍，并对其公用评定要素、焊接方法、钢材选择、焊后热处理以及焊件与试件的厚度关系进行了一定的介绍，希望对业内管道焊接工艺评定要素的把握具有一定的指导作用。

参考文献：

[1]张军锋.国内焊接工艺评定标准的对比及差异[J].价值工程，2012（3）

[2]张骏.焊接工艺评定标准研究[J].南昌工程学院学报，2009（6）