焊接工艺文件WPS与PQR的理解和应用
焊接工艺文件WPS与PQR的理解和应用
焊接工艺文件WPS（焊接工艺规程）和PQR（焊接工艺评定记录）是焊接过程中非常重要的两个概念。它们分别代表着焊接工艺规范和焊接程序资格记录，对于确保焊接质量、提高工作效率和保证安全具有关键性意义。
WPS（焊接工艺规程）
WPS是一份焊接工艺规范文件，描述了进行特定焊接任务所需的具体工艺参数和要求。它通常由焊接工程师或专业人员编制，并根据相关标准或规范制定。WPS中包含了焊接方法、设备使用、电流电压、预热温度、焊接材料、填充材料等具体要求，旨在确保焊接工艺的一致性、可重复性和质量稳定性。
PQR（焊接工艺评定记录）
PQR是一份焊接程序资格记录文件，用于验证WPS的有效性和可行性。PQR记录了焊接工艺参数的实际测试和检验结果，包括焊接运行条件、接头准备、焊接材料、焊缝形态和质量评估等。通过对PQR的审核和验证，可以确认WPS的符合性，并为后续焊接工作提供可行的依据。
WPS和PQR的重要性
- 确保焊接质量：WPS规定了焊接工艺的具体要求，确保焊接质量的稳定和一致性。只有依据WPS进行操作，才能达到预期的焊接效果。
- 验证可行性：PQR验证了WPS的有效性和可行性，确保WPS能够在实际应用中得到验证，并提供了相关的数据支持。这样，焊接过程中的不确定性和风险可以被最小化。
制定WPS和PQR的步骤
- 设计和选择：根据具体的焊接任务和要求，焊接工程师需要进行焊接工艺的设计和选择。在设计过程中，需要考虑到焊接材料、管道直径、焊接位置、环境条件和安全要求等因素。
- 制定WPS：根据设计结果，制定WPS并确保其符合相关标准和规范的要求。
- 实际试验：进行实际的焊接工艺试验，并记录实验结果和数据。
- 编制PQR：根据试验结果编制PQR，并对WPS进行评审和验证。
应用范围
WPS和PQR在航空航天、汽车制造、石化行业等高要求的领域中，是必不可少的工具。在船舶、钢结构、压力容器等产品的制造中，经常会遇到这两种形式的焊接文件。
焊接工艺文件的具体内容
焊接工艺文件（WPS）
WPS文件规定了焊接的所有要素，是直接指导焊工从事焊接工作的指令性文件，任何焊接工作只有按WPS的规定条件进行，才能保证工程、产品的焊接质量。
焊接工艺评定记录（PQR）
PQR是指在焊制评定试件时选用的实际焊接参数的记录和无损探伤试验及机械性能试验的结果。
焊接工艺规程（WPS）示例
焊接工艺评定记录（PQR）示例
Company Name | 江苏海光重工 |
|---|---|
PQR No./编号 | PQR-11001 |
Welding Process(es) | GMAW |
Types自动化等级 | Semi-auto |
WPS No./ Rev. | WPS-11001/0 |
JOINTS 接头 | QW-402 |
Groove design of Test Coupon | 试件坡口设计 |
BASE METALS 母材 | QW-403 |
Material Spec. 材料标准号 | GB/T3274 |
Type or Grade 型号或等级 | Q235B+ Q235B |
Thickness of Test Coupon 厚度 | 50mm |
Diameter of Test Coupon 直径 | NA |
Maximum pass thickness | ≤13mm |
FILLER METALS 填充金属 | QW-404 |
SFA Specification标准号 | NA |
AWS Classification分类号 | NA |
Alloy chemical composition | NA |
Filler Metal F-No. 注1 | |
Weld Metal Analysis A-No. | 注1 |
Size of Filler Metals填充金属尺寸 | φ1.0；1.2mm |
Weld Metal Thickness 焊缝金属厚度 | 50mm |
Filler metal product form | NA |
Supplemental filler metal | Not Used |
Electrode flux classification | NA |
Flux type | NA |
Flux Trade Name | NA |
POSITIONS 焊接位置 | QW-405 |
Position of Groove 坡口位置 | 3G |
Weld Progression (Uphill, Downhill) | NA |
PREHEAT 预热 | QW-406 |
Preheat Temp.预热温度 | 10℃ |
Inter pass Temp.层间温度 | 180℃ |
POSTWELD HEAT TREATMENT 焊后热处理 | QW-407 |
Temperature 温度 | 610℃±15℃ |
Time时间 | 3小时h |
GAS 保护气体 | QW-408 |
Percent Composition百分比组成 | Gas(es)气体 |
Mixture混合比 | Shielding 保护气: CO2＆Ar 80%：20% |
Flow Rate流量 | 15-25L/Min |
ELECTRICAL CHARACTERISTICS 电特性 | QW-409 |
Current 电流 | AC or DC: DC 直流 |
Polarity 极性 | EP 正接 |
Amps 安培 | See below见下表 |
V olts 伏特 | / |
Tungsten Electrode Size钨极尺寸 | NA |
Mode of metal transfer GMAW(FCAW) | Globular Transfer 融滴过渡 |
TECHNIQUE 焊接技术 | QW-410 |
Travel Speed 焊接速度 | String or Weave Bead 有无摆动: Weave 摆动 |
Oscillation 摆动方式 | NA |
Single or Multiple Pass (Per side) 单道焊或多道焊(每侧) | single单道 |
Single or Multiple Electrodes单丝焊或多丝焊 | Initial and Inter pass Cleaning 打底或层间清理 |
Method of Back Gouging 背面清理方法 | NAClosed to out chamber:闭室焊到室外焊NA |
Other其它 | None 无 |
Weld Layer(s)焊层 | Process焊接方法 |
Filler Metal填充金属 | Current电流 |
Volt电压(V) | Travel Speed焊接速度(mm/min) |
其它Other Class种类 | Dia.直径(mm) |
Type Polar.极性 | Amp.电流(A) |
1 GMAW ER50-6 | 1.0 DCEP 195-200 20-22 / NA |
2-3 GMAW ER50-6 | 1.0 DCEP 205-210 26-27 / |
others GMAW ER50-6 | 1.2 DCEP 260-265 32-33 / |
PQR No. PQR-11001/Rev.0 | Tensile Test 拉伸试验(QW-150) |
Fillet-Weld Test 角焊缝试验(QW-180) | Result-Satisfactory (Yes or No ) 结论是否合格: Yes NA No NAPenetration into Parent Metal (Yes or No ) 母材是否熔透: Yes NA No NAMacro-Results宏观检查结果: NAOther Tests 其它试验Type of Test 试验类型: NONEDeposit Analysis 焊缝成分: NONEOther 其它: NONEWelder’s Name 焊工姓名: lv Wenfei 吕文飞Clock No. Stamp No. 钢印号: B213Laboratory Test No. 试验室编号: PMZ-QC-PCTR-110801Tests conducted by 试验执行人: 郑丽华Zheng Lihua Test Equipment No.试验设备编号：PMZ2-0004We certify that the statements in this record are correct and that the test welds were prepared, welded ,and tested in accordance with the requirements of Section IX of the ASME Code.兹证明本报告所述均属正确,并且试件是根据ASME规范第IX卷的要求进行试件的制备、焊接和试验的。 |
焊接工艺评定（WPS）标准
焊接WPS（Welding Procedure Specification）标准是指针对焊接过程制定的详细规定，以确保焊接质量符合要求。WPS 标准通常包括以下几个方面：
- 焊接方法：根据焊接件的材料、结构和用途，选择合适的焊接方法，如焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等。
- 焊接材料：选用合适的焊接材料，如焊条、焊丝等，以满足焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能要求。
- 焊接参数：确定合适的焊接电压、焊接电流、焊接速度等参数，以保证焊接质量。焊接参数的选取应根据焊接材料、焊接方法以及工件厚度等因素来确定。
- 焊接顺序和焊接层数：根据工件结构和焊接要求，制定合理的焊接顺序和焊接层数，以减小焊接应力和变形。
- 焊接缺陷：规定焊接过程中应控制的缺陷，如焊缝外观质量、焊缝内部质量、焊缝气密性等。
- 焊接检验：对接头质量进行检验，包括外观检查、无损检测、力学性能试验等，确保焊接质量符合设计要求。
- 焊接后处理：根据焊接工艺要求，进行焊接后处理，如热处理、冷加工等，以改善焊接接头的性能和尺寸精度。
- 安全与环保：确保焊接过程的安全和环境保护，遵守相关法律法规，减少焊接废气、废渣等对环境的影响。
焊接工艺评定（WPS）的四步流程
- 确定标准体系，明确工作范围，权衡评定数量
- 根据合同文件确定项目使用的规范、技术条款，确定WPS的标准体系。
- 研究图纸，确定项目使用材料的种类、等级、厚度范围以及焊接形式。
- 不同标准的具体要求，充分考虑其覆盖关系，尽可能减少WPS数量。
- 确定焊接方法，选择工具材料，确认焊接参数
- pWPS（preliminary welding procedure specfication），是针对具体焊接工艺的预编制，用来指导进行评定的焊工进行施焊，此时焊接工程师需要确定以下具体内容：
- 焊接方法：药芯气保焊（FCAW），实心气保焊（GMAW），手工焊（MMA），埋弧焊（SAW）……
- 焊接方法的选择：焊材、焊机、气体等；
- 焊接过程：焊接过程的电流、电压，气体速度，焊接速度，摆幅宽度，层间温度等；并计算预计热输入值，氢含量，以及材料碳当量，确定预热温度。
- 制备工艺试件，邀请三方见证，交送加工实验
- WPQR（welding procedure qualification record）焊接工艺评定过程记录，是评定工作的主体，是理论与实际的结合，需要一名有经验的焊工将pWPS的内容予以实施。
焊接工艺文件（WPS）的管理
- 定期更新过时的WPS
- 需要焊接工程师进行编制。
- 需要由有经验的专业焊接人员进行，这样才能保证WPS切实指导焊接施工。
- 焊接检验人员，要定期对WPS进行清理，封存。有的需要补做试验或进行修订，有的则要重新做评定试验。
- 技术监督部门严格把关
- 认真审查安装施工单位的WPS与PQR。如果说这个单位连WPS、PQR都编写不好，它的质量保证体系肯定就有问题，就需要严格要求。
焊接工艺文件（WPS）的应用
WPS和PQR在焊接工艺中的重要性不言而喻。在航空航天、汽车制造、石化行业等高要求的领域中，WPS和PQR更是必不可少的工具。在船舶、钢结构、压力容器等产品的制造中，经常会遇到两种形式的焊接文件，即焊接工艺文件(WPS)和焊接工艺评定报告(PQR)。在一个工程开工之前，船检(或监理)和船东(业主)往往要求制造商出示此类文件。
焊接工艺文件（WPS）的证书
WPS不是焊接证书，是焊接工艺规程的缩写，全称是Welding Process Specification。是焊接工艺文件的一部分，一般来说，公司需要向第三方证明自己的焊接制造能力，这时候就需要做焊接工艺认可试验，焊接工艺认可试验按照需要编写的文件，可以分三步来说。
第一步：做焊接认可试验前，需要先准备好PWPS(焊接工艺计划书)向第三方申请做认可试验。经第三方同意后，与第三方约定时间，准备做焊接工艺认可试验。
第二步：在第三方在场的情况下，焊接试板（或试管），试验完的焊接试件还需要做无损检测，无损检测合格了还需要做力学检验，等结果出来了需要编写WPQR文件（焊接工艺评定记录），WPQR的所有数据必须真实记载的。
第三步：根据标准上各参数的覆盖范围，和WPQR上的焊接参数，对PWPS文件进行修改，最终确定的文件就是WPS文件。WPS文件是工厂用来指导进行焊接生产的。一般一个焊接制造厂会有非常多的WPQR和对应的WPS文件，文件要覆盖工厂所有的焊接工艺。
焊接工艺文件（WPS）的文件区别
WPS相当于大纲，就是这个试验怎么做，要求达到的效果是什么，用什么东西焊。PQR就是具体数据的记录，电流电压之类的。JIC就是相当于说明书。
焊接工艺文件（WPS）的顺序
WPS是焊接工艺规程，PQR是焊接工艺评定。在实际应用中，通常先制定WPS，然后通过PQR来验证WPS的可行性和有效性。因此，WPS在前，PQR在后。