一般焊接要求

Q121 一般结构焊接要求（经项目：23DEC2014 修订） Q121.1 总则

此技术补充规范提供了结构钢、制造件建造的建筑、管道系统、排气竖管、筒仓、贮仓、格栅、护栏和扶 手以及使用碳钢、低合金钢、耐候钢或不锈钢支撑的其他结构构件的焊接、制造和无损质检（NDE）要求。 除非另有规定，否则对该规范与标准的借鉴相关的适用的管理版和附录受司法保护。 若规范或标准未经 司法授权，则应以批准之时（合同或规范）有效的现行版本与附录为准。

此焊接技术补充规范与任何适用的行业标准、规范、法规条款或任何规范、标准或给定的应用所需的采购 合同文件条款之间存在任何冲突时，在开始焊接前应求助采购寻求解决方案。

当参考规范或标准的要求与此焊接技术补充规范间存在不符时，以其中较严格或较有限制性的要求为准。 偏离规定要求的任何请求应以书面方式提交采购并包含在偏差建议、偏差论据、偏差的任何技术数据支持 文件以及偏差历史经验支持文件中。 Q121.1.1 规范与标准参考

制造与无损质检应根据合同文件所述的适用规范和/或标准要求。 应根据第 Q121.9 条表 A 中的参考标准

制定特殊部件的焊接工艺。

以下列出了本节的参考规范与标准列表： 美国焊接协会（AWS）规范

D1.1 – 结构焊接规范 – 钢结构（厚 > 1/8”（3mm）） D1.3 – 结构焊接规范 – 薄钢板（厚 < 3/16”（4.8mm）） D1.6 – 结构焊接规范 – 不锈钢 加拿大标准协会（CAS）标准 W59 – 焊接钢结构

W47.1 – 钢结构熔焊公司认证 其他焊接工艺评定规范

美国机械工程师协会（ASME）第 IX 节 - 焊接工艺与焊工评定标准

AWS B2.1 - 焊接工艺和性能鉴定规范 Q121.1.2 承包商的提交件

焊接前第 Q121.9 条表 A 的参考文件应提交供审核。 若采用媒介喷砂法清洁不锈钢，则喷砂清洁前应提 交喷砂媒介数据表供审核（参考第 Q121.6.3.1 条）。 Q121.2 焊接过程限制与极限

以下限制与极限是所采用的焊接过程强制应用标准。

采用短路过渡方式的气体保护金属电弧焊（GMAW）过程仅允许用于厚度 < 3/16 英寸（5 mm）的焊接材 料。

实心焊丝气体保护金属电弧焊的喷电弧过渡不允许使用 100% 二氧化碳。 药芯焊丝电弧焊（FCAW）过程只能使用保护气，第 Q121.3.1 条允许时除外。 埋弧焊（SAW）过程不得使用再压碎的熔渣。

手动或半自动垂直焊缝的焊缝延伸应采用向上延伸法，除非以下规范中允许采用向下延伸法： AWS D1.1 – 咬边可以垂直向下修补，只要预热温度符合 AWS D1.1 表 3.2 要求，但是不得低于 70°

F（20° C）。

AWS D1.6 – 利用预审合格的钨极气体保护电弧焊（GTAW）、气体保护金属电弧焊 - 短路焊（GMAWS） 和药芯焊丝二氧化碳气体保护焊（FCAW-G）工艺中，最大厚度不超过 3/16 英寸（5 mm）的基金属 可以采用垂直向下延伸法。

AWS D1.3 – 金属板 – 根据适用的焊接工艺。 Q121.3 填充材料一般要求

焊接填充金属应符合参考规范要求和此处规定的任何修订要求。

除非另有规定，用于焊接相似类型基金属的焊接填充金属的化学组成应尽可能与待焊接的基材相似。 完 工焊缝的强度、延展性和缺口韧性应至少达到基金属的最低规定性能。

除非另有规定或批准的偏差请求允许，禁止采用非标准的国家分类法或非标准的美国焊接协会 – G 电极 /焊丝分类法。 然而根据标准组成和国家或国际填充金属标准规定的要求制成的焊接材料被视为可接收。 允许的情况下，规定了非标准分类或美国焊接协会 G 类材料的焊接工艺应仅限于使用与工业评定试验试 样来自相同的制造商与品牌的材料。 制造商与品牌应列在焊接工艺规范（WPS）和工艺评定记录 （PQR）中。 焊接前制造商标准（包括机械性能和化学分析）和采用非标准分类的请求（比如“G”类 别材料）应经过采购批准。

Q121.3.1 碳钢与低合金钢的填充材料要求

在保护金属电弧焊（SMAW）过程中，当在碳钢和低合金钢上焊接时所有的填充材料应是低氢型材料。 保护金属电弧焊（SMAW）所有填充焊道的低氢型材含铁电极的最低规定极限抗拉强度应达到 70,000 psi（490 MPa），如适用的 ASME SFA 或 AWS 规范规定所述。

对于药芯焊丝电弧焊（FCAW）过程来说，当使用保护气焊接碳钢时，仅能使用 AWS 中 E7XT-1、-5、- 9、-12 类填充金属和保护气（当前 AWS 分类最后一位数后面亦采用“M”或“C”）。 在药芯焊丝电弧焊（FCAW）过程中当不用保护气焊接碳钢时，允许采用以下 AWS 分类和极限： E71T-8 对应无限厚度全位置焊。 E70T-6 仅对应无限厚度水平横向位置焊。

E71T-11 对应 1/4 英寸（6 mm）最大厚度的焊接。

埋弧焊（SAW）多道焊缝熔敷应采用实质上中性助焊剂来焊接碳钢。 允许使用助焊剂补偿损失的合金元 素。

不得使用合金、半活性或活性助焊剂，但是碳钢单道焊可以使用活性助焊剂，只要双 V 坡口焊缝设计中 两侧的最大焊缝熔敷厚度约为 1/4 英寸（6 mm）或者单 V 坡口焊缝设计中单侧的最大焊缝熔敷厚度约为 1/4 英寸（6 mm）。 焊缝厚度不得超出 1/2 英寸（13 mm）标称值。 Q121.3.2 耐候钢的填充材料要求

焊接耐候钢和在最终服务条件下裸露、外露、未上漆、未绝缘或以其他目视可见钢时，填充金属应符合 AWS D1.1 第 3.7.3 节和表 3.3 规定的要求。 Q121.3.3 不锈钢的填充材料要求

用于焊接以下奥氏体不锈钢基材类型的填充金属应遵守以下要求：

Q121.3.4 在不锈钢上焊接碳钢时的填充材料要求

用于将碳钢焊奥氏体不锈钢上的填充金属应遵守以下要求：________________________

Q121.4 焊接工艺、要求与评定

应根据适用的焊接标准或第 Q121.9 条表 A 中规定的标准制定焊接工艺。 应在焊接工艺规范（WPS）中规定最低预热温度。

Q121.4.1 未预审合格（未列出/国际）碳锰钢的备选 AWS D1.1 评定要求

公认有许多级别和种类的钢具有与所列的预审合格的 AWS D1.1 钢类似的可焊性。 以下要求作为 AWS D1.1 完全评定试验要求的选择方案，可以用于证明未列出/国际钢的资格及书写焊接工艺规范。 若合同规 定了低温夏比冲击或抗震要求，则可能不能使用此选择方案。

对于最低规定屈服应力 ≤ 55 ksi（380 MPa）和最低规定极限抗拉强 ≤ 70 ksi（490 MPa）的碳锰钢， 对焊焊缝坡口评定试验中允许用 ASME 第 IX 节或 AWS B2.1 的评定和工艺代替 AWS D1.1。 要求的 AWS 电极分类： AWS D1.1 表 3.1 - 2 类基材。

评定中亦允许： 任一合格基材焊接至 AWS D1.1 I 类或 II 类预审合格型基材（AWS D1.1 表 3.1）。 焊接工艺规范（WPS）附加要求： 应处理 AWS D1.1 表 3.7 变量。

? 焊缝细节： 仅允许“预审合格的焊缝细节”。 AWS D1.1 图 3.3 或 3.4 ? 最低预热要求（如 Q121.4.4 规定）。

在此评定选择方案中，仅允许使用根据产品标准和由碳、锰、硅、磷和硫标准确定的最大规定极限制成的 基材。 不得故意将钢与所示成分以外的其他元素一起铸成合金。 所示成分以外的其他钢成分的备选资格 评定应经过采购的事先批准。

Q121.4.2 夏比韧性和/或抗震性的 D1.1 补充要求

结构钢焊缝中，当设计规范或合同文件要求基金属进行夏比 V 型缺口（CVN）冲击试验时，则焊接工艺 规范（WPS）评定中应包含 AWS D1.1 中夏比 V 型缺口试验要求。焊接工艺评定的夏比 V 型缺口最低试

验温度应等于或低于设计规范或合同文件规定的最低试验温度。

所有 AWS D1.8 结构焊接规范 – 抗震补充的所有规定是设计作为地震荷载抵抗系统（SLRS）一部分的结

构制造的强制要求，事先取得采购的书面批准时除外。 Q121.4.3 预审合格的焊接工艺的预热

对于 AWS D1.1 预审合格钢而言，应根据 AWS D1.1 表 3.2 进行预热。 Q121.4.4 经试验证明合格的焊接工艺的预热

对于 AWS D1.1 中经工艺评定试验证实合格的焊接工艺而言，应根据以下中的最大值确立最低预热温度： ? 利用 AWS D1.1 表 3.1 和 3.2 材料类型/组分和厚度范围作为创建最低预热温度要求的依据 ? 对于利用 70 ksi（490 MPa）最低规定极限抗拉强度（UTS）填充金属生成的焊缝熔敷而言，最低预 热温度不得低于以下要求：