专题讲座：如何编制焊接工程施工方案
焊接工程作为安装工程中的一个分部（分项）工程，根据焊接工程量大小、焊接工作难易程度和重要性的不同，要求独立编制焊接工程施工方案(或措施)，或作为安装工程施工方案中的一个章节。
焊接工程施工方案的编制模式
1 工程概述
1.1 焊接工程基本情况概述：
根据设计文件（图纸）和工程合同，明确承建项目（单位工程或分部工程）中焊接结构的下列基本情况：
（1）焊接结构的构造特点和作用，焊接接头的型式和特点；
（2）组成焊接接头的母材（材质）、规格、实物工程量(焊缝延长米、管道焊口数（或DB数）)；
（3）构件的设计工况条件（工作介质、设计温度、设计压力等）；
（4）设计文件、合同文件、业主或自身提出的焊接工程技术质量目标总要求和使用要求（如：所要达到的焊缝质量最低等级标准、使用性能指标、创优目标、焊接一次合格率等）。
1.2 焊接特点分析： 1.2.1 材料的焊接性能分析
分析并提出本焊接工程用母材（尤其是特殊材料）的可焊性程度、焊接接头的使用性能特点、可能存在的焊接缺陷以及应关注的主要问题等，为以后章节制定焊接工艺和管理措施提供分析根据。
提示：
无论是编制本方案，还是进行焊接工艺评定，其前提条件是必须分析和掌握该材料的焊接性能特点。可通过下列手段获取材料的焊接性能数据：
（1）查阅相关材料的焊接资料、钢厂的新材料焊接性能试验数据或设计单位提供的材料焊接性能数据资料。
（2）针对本焊接接头的类型和特点开展材料的焊接性试验。
材料的焊接性可以通过焊接性试验来确定。GB/T3375《焊接名词术语》将焊接裂纹试验、接头力学性能和腐蚀试验等均纳入焊接性试验。常用的焊接性试验方法主要有：
（1）参数公式计算法：碳当量法（CE）；冷裂纹敏感性组成或根部裂纹碳当量（Pcm） 为比较各种合金元素对钢材的硬化程度，根据钢材本向的化学成分，使用碳当量公式可初步估计钢材的焊接性。对于已积累大量实验资料和数据的结构材料，如碳素钢和低合金结构钢可以采用此方法，
★注意：国内外相关标准和一些研究机构均提出过碳当量计算公式，但某种碳当量公式并不适用于所有钢种，应用时应注意公式的使用范围。不能对任何种类、任何强度的钢材都以同一公式，作同样要求。
对于某些材料，碳当量公式的计算结果可能偏差较大，且与多种焊接性实际焊接试验不符。
（2）焊接试验法（直接试验法）：模拟产品接头形式、拘束度和相应的工艺条件进行的试验，如：最高硬度法；小铁研试验（斜Y坡口、直Y坡口）；十字接头试验；窗形拘束试验等。
（3）焊接热模拟试验法（间接试验法）：采用热模拟试验机进行焊接热影响区的热模拟试验。
1.2.2 焊接结构特点分析：
（1）焊接结构的使用特点分析（工况条件分析）：分析焊接结构和焊接接头是否承受高温、低温、高压、耐腐蚀等特殊工况环境，是否承受冲击载荷等。
（2）焊接结构的受力状态分析：根据设计文件规定的工况条件、焊接结构的构造特点和接头型式，分析焊接结构和焊接接头的受力状态，是否存在较大的焊接应力（焊接应力集中）和焊接变形，进一步分析可能的焊接应力水平和焊接变形程度对焊接结构和焊接接头的影响程度。
如：较大的焊接应力集中的存在是否影响到结构的低温性能或造成应力腐蚀开裂；焊接应力和变形是否降低结构的承载能力；焊接组装附加应力对临近的物体（设备、管道等）
是否构成影响（如与机器连接的管道焊接时）。
1.2.3 焊接操作特点分析：
（1）焊接技能分析：分析本焊接结构是否存在焊接位置障碍，分析本单位焊工的技能水平是否存在与本焊接工程不相适应的问题。
（2）安全作业条件分析：是否存在封闭环境（如容器内）下的焊接作业；是否由于高空作业带来焊接操作难度和安全防护问题。
（3）施焊季节性分析：是否存在冬、雨季施焊，是否需要对焊接环境（温度、湿度、风速）提出特别防护要求。
1.3 分析综述：
根据以上对材料的焊接性能分析、焊接结构特点分析和焊接操作特点分析的结果，找出本焊接工程施工的技术难点、关键点和存在的主要问题，提出应重点控制的内容和目标，为本方案制定焊接工艺和管理措施提供重要线索。
如：对焊工技能的特殊要求；对焊接环境的特殊要求；对抗腐蚀性能、低温冲击性能的要求；对焊接应力和变形的控制目标；对焊缝咬边、未焊透、管道内表面焊瘤等缺陷的控制标准；对焊缝余高、角焊缝焊角尺寸的限制要求；对焊接接头型式和焊缝布置的合理性要求；对焊接安全防护标准的提高等。
2 编制依据
明确焊接施工应执行的设计文件、图纸、标准规范、合同文件等。
3 焊接施工程序
规定本焊接工程的焊接施工程序（流程）。
焊接施工程序的安排要综合考虑到焊接结构类型、焊接应力和变形、施工方法（组装方法和顺序）、焊接管理因素等方面。
焊接施工程序要细化到各结构部件（部位）的焊接施工顺序。
4 焊接工艺及技术措施 4.1 焊接方法
根据设计文件，结合现场实际（作业环境、工程进度、焊接质量要求）和本单位的技术装备能力，分别提出本焊接工程各结构部件（部位）和各种材料的焊接方法。
如：公称直径大于50mm的管道焊接采用氩电联焊（手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面）或手工电弧焊方法。公称直径小于等于50mm的所有材质管道均采用手工钨极氩弧焊方法。对于公称直径大于等于200mm的碳钢和铬钼钢管道在管道加工厂内焊接时，也可采用氩弧焊打底、CO2气体保护半自动或自动焊方法填充盖面。
4.2 焊接材料
对本焊接工程所涉及的所有母材牌号，分别提出焊材（焊条、焊丝、焊剂）的型号和牌号。
提示：
●选购焊接材料的依据依次为：
（1）设计文件；
（2）焊接材料标准、相关焊接标准及施工规范； （3）相关焊接性能试验及研究成果； （3）焊接工艺评定报告；
（4）使用经验（来自外部的使用经验介绍、自行使用经验）；
（5）焊材厂家的产品说明书（对焊材力学性能、工艺性能和使用特点的介绍）； （6）焊材工艺性能试验结果。
与此同时，可借助于相关焊接参考书籍（如焊接手册、焊接材料选用手册等），但应注意：焊接参考书籍不是焊材选用的依据，仅为参考资料。
●选购焊接材料的一般步骤：
（1）审查设计文件对焊接材料有无规定；
（2）若设计文件无明确规定，查阅设计文件规定的相关标准规范中对焊接材料的选择是如何规定的。
◇若该标准有明确规定（指“应符合XXX规定”），则按此规定执行。
◇若该标准规定“推荐采用、可按XXX选用、或资料性附录（推荐表）”，除参考本标准的规定外，还应依据设计使用条件、其他相关标准规范和使用经验，自选焊材的型号和牌号。
（4）调查焊材厂家，了解焊材产品的力学性能指标、工艺性能和使用特点，并进行分析比较，选择最佳品牌。必要时应进行焊材工艺性能试验。
（5）施工单位自选的焊材最终仍应报请设计同意。 （6）自选的焊接材料经焊接工艺评定验证后方可正式使用。
★特别提醒：先有正确的焊条选择，然后才有焊接工艺评定验证（仅是常规性能验证）。所有焊条选择是否合理，不完全由焊接工艺评定所决定。理由：
①焊接工艺评定之前进行的母材焊接性（试验）研究包括焊接方法和焊接材料相匹配的合理性。
②焊接工艺评定之前焊条必须确定。焊接工艺评定可验证焊条的基本使用性能（如工艺性能、力学性能、晶间腐蚀性能等）。但工艺评定不能全面地考虑设计工况条件，如设计温度、介质和使用环境下的高温使用性能、疲劳强度、抗应力腐蚀等。
●焊材选购确认总体原则：
（1）要求在满足设计使用要求和保证焊材工艺性能良好的前提下，综合考虑焊工对焊材的适应能力、经济性和市场采购渠道。
（2）焊接材料最终应通过焊接工艺评定验证。经焊接技术人员编制的焊接材料使用计划和评定合格的焊接工艺评定报告才能作为焊材采购的重要依据。
（3）被选购的产品还应进行焊材工艺性能试验，确认焊接工艺性能良好的焊材牌号（厂家品牌）才能正式使用于本焊接工程。
●选择焊条的基本要点：
1）考虑焊件材料的力学性能、化学成分和物理性能：
（1）按等强度的原则，选择满足接头力学性能要求的焊条。
◎举例：Q235，按等强度的原则应选用J42×焊条，而不应选用J50 ×焊条。 ★特殊情况：根据母材的焊接性，选用不等强度（高强度匹配或低强度匹配）、而韧性好的焊条，但需通过改变焊缝结构形式，以满足设计强度、抗疲劳和刚度的要求。
20090623112709 - 专题讲座：如何编制焊接工程施工方案
