JB/T 9071-1999 铝制空气分离设备氩弧焊工艺规程及焊接工艺评定

ICS71.100.20

J76

JB/T9071999－－－1

铝制空气分离设备氩弧焊

工艺规程及焊接工艺评定

Argonshieldedarcweldingprocedurespecificationsandweldingprocedure

qualificationsforairseparationplantsconstructedofaluminiumalloys

1999-07-12发布2000-01-01实施

国家机械工业局发布

JB/T9071－－－－1999

目次

前言

1范围··························································································································································1

2引用标准··················································································································································1

3基本要求··················································································································································1

4材料··························································································································································1

5坡口制备··················································································································································2

6焊接前准备··············································································································································2

7焊接工艺要求··········································································································································3

8铝及铝合金焊接工艺评定实施规定········································································································5

附录A（标准的附录）典型焊接接头及坡口型式···················································································8

附录B（标准的附录）铝及铝合金焊工考试规则·················································································12

I

JB/T9071－－－－1999

前言

本标准是对JB/Z167—89《铝制空气分离设备氩弧焊工艺规程》进行的修订。

本标准与JB/Z167—89相比，主要技术内容改变如下：

——标准名称改为《铝制空气分离设备氩弧焊工艺规程及焊接工艺评定》。

——对表1所列焊丝与母材按有关最新标准进行了修改。

——删除了原标准中表3~表6各种氩弧焊焊接工艺规范。

——增加了《铝及铝合金氩弧焊焊接工艺评定》及附录B《铝及铝合金焊工考试规则》（包括熔化

极自动和半自动氩弧焊）等内容。

本标准自实施之日起代替JB/Z167—89。

本标准的附录A、附录B都是标准的附录。

本标准由气体分离与液化设备标准化技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：杭州制氧机集团有限公司。

本标准主要起草人：周寅焕、徐志烽。

本标准于1981年7月首次发布。

II

中华人民共和国机械行业标准

铝制空气分离设备氩弧焊JB/T9071－－－－1999

工艺规程及焊接工艺评定

代替JB/Z167—89

Argonshieldedarcweldingprocedurespecificationsandweldingprocedure

qualificationsforairseparationplantsconstructedofaluminiumalloys

1范围

本标准规定了铝制空气分离设备（以下简称空分设备）氩弧焊应遵循的基本工艺要求、焊接工艺评

定及焊工考试规则等。

本标准适用于铝制空分设备制造和安装中的钨极氩弧焊及熔化极氩弧焊。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB150—1998钢制压力容器

GB/T3190—1996变形铝及铝合金化学成分

GB/T4842—1995纯氩

GB/T10858—1989铝及铝合金焊丝

JB4730—1994压力容器无损检测

《压力容器安全技术监察规程》

3基本要求

3.1铝制空分设备制造和安装中的氩弧焊工艺除应遵守本标准外，还应符合有关标准及图样的规定。

3.2铝制空分设备制造和安装所采用的焊接工艺必须经评定合格，工艺评定应符合第8章规定。

3.3铝制空分设备制造和安装的氩弧焊焊工必须经过培训，通过理论及实践操作的考试，取得相应项

目的合格证。

3.3.1氩弧焊焊工的考试规则应符合附录B（标准的附录）的规定。

3.3.2担任特殊产品焊接的焊工，可根据实际情况，另外增加考试项目。

3.4氩弧焊系有害工种，制造及安装中必须采取劳动保护措施。

4材料

4.1选用的母材应符合GB/T3190的规定。选用的焊丝应符合GB/T10858及有关标准的规定。

4.2母材和焊丝必须有材质证明书。如材质证明书内容不全或认为有必要时，可对材料进行复验。

4.3常用母材推荐采用的焊丝见表1。

国家机械工业局1999-07-12批准2000-01-01实施

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表1

母材牌号3A215A023A21+5A0250835A02+50833A21+50831A93

SAlMg5SAlMg3SAl–2

焊丝牌号SAlMn

(或LF11)（或5183）SAl–3

4.4SAlSi5焊丝可用于一般铝合金的焊接及补焊，但不得用于铝镁合金的焊接。

4.5氩弧焊用氩气应符合GB/T4842的规定。

4.6手工氩弧焊常用电极推荐选用铈钨极。

5坡口制备

5.1焊接接头坡口尺寸和装配要求应符合图样和焊接工艺及有关标准的规定。

5.2坡口加工方法仅限于机械加工及等离子切割。采用等离子切割加工的焊接坡口，焊前应对坡口进

行打磨或机械加工以清除氧化物，并将凹凸不平处打磨平滑直至露出金属光泽为止。

5.3焊接坡口在加工后应进行宏观检查，对影响焊接质量的局部凹凸不平、分层、夹杂、裂纹等缺陷

应消除。

5.4钨极手工氩弧焊及熔化极自动、半自动氩弧焊典型焊接接头的推荐坡口型式的选用，按附录A（标

准的附录）的规定。

5.5本标准未推荐的焊接接头及坡口型式可根据产品结构合理选择。

5.6不等厚度板之间对接焊时，如筒节相接，厚度差Δδ<3mm时，不必削薄；如厚度差Δδ≥3mm

时，则厚板应削薄角度α≤14°，或削薄长度L>4Δδ，如图1、图2。

如果筒节与封头相接名义厚度差Δδ<2mm时，不必削薄；厚度差Δδ≥2mm时，应按图1或图2

削薄。

注：Δδ=δ1-δ2

图1不等厚度板材之间对接

图2不等厚度板材之间对接

6焊接前准备

6.1焊件及焊丝施焊前必须清洁，严格去油及去除氧化膜。如安装现场条件不许可，母材在去油后，

2

JB/T9071－－－－1999

则可采用机械或化学方法清除坡口两侧30~50mm范围内的氧化膜。

6.1.1化学清洗

将焊件或焊丝放入浓度为8%、温度为60~70℃的氢氧化钠溶液中浸蚀1~3min，随即用清水冲净，

再将焊件放在浓度为30%的硝酸溶液中光化1~2min，取出后用清水冲净，最后经干燥处理。如化学清

洗后，仍有局部达不到要求，则可辅之以机械清理。

6.1.2机械清理

用不锈钢丝刷（轮）、锉刀、刮刀等将焊件坡口表面清理干净，直至露出金属光泽，不得采用砂轮

或砂布。

对于包装完好、已经表面处理并能满足焊接质量要求的焊丝，可以不再进行上述处理。

6.2焊件和焊丝经化学清洗后不得有水迹或碱迹，否则需重新清洗。

6.3清理后的焊件和焊丝放置时间不宜过长，并严禁接触油污脏物，重要结构一般要求在清洗后24h

内施焊，逾期应重新清洗。

6.4焊丝必须妥善存放、保管，不得受潮、受腐蚀。为了便于区别各种不同牌号的焊丝，应作各种标

识加以区别。

7焊接工艺要求

7.1所用氩弧焊设备应处于完好状态。

7.2在露天环境下进行氩弧焊作业时应设有防风、防雨设施。

当焊接区域出现下列情况之一时，如无特殊措施不得进行施焊：

a)相对湿度大于90%；

b)温度低于5℃；

c)风速度大于2m/s。

7.3焊工在焊前必须明了焊件、焊丝的牌号，被焊工件的工作条件及一般技术要求，严格按焊接工艺

要求进行施焊。

7.4钨极手工氩弧焊引弧时，不得在焊件或焊接区直接引弧。

7.5纵向焊缝应采用引入板和引出板。

7.6定位焊应采用与焊接该工件所用的同一牌号焊丝和遵守相同的工艺条件。

7.7钨极手工氩弧焊发生钨极触及焊丝或熔化金属时应停止焊接。触钨部分的焊缝金属应铲除。

7.8焊件与搭地线应可靠夹持，以避免焊件与搭地线之间起弧而损伤焊件表面。

7.9熄弧坑应填满并高于基本金属。

7.10厚度大于或等于10mm焊件的手工氩弧焊，预热温度一般不超过150℃。具体预热温度视工件厚

度、形状、结构刚性和环境的温度、湿度不同而定，预热可采用气焊枪加热，宜用中性焰或弱的还原焰，

而且尽可能从待焊背部或两侧加热，以减少氧化。预热后用机械方法清理后方可焊接。

7.11多层焊时，焊完一层后应用机械方法清理氧化膜，层间温度不宜超过150℃。

7.12焊接过程中定位焊缝开裂，经修复后继续施焊。

7.13由于横焊焊缝气孔的敏感性及仰焊时的不易焊透性，应尽量避免将焊缝置于横、仰焊位置状态，

同时尽可能在制造厂完成焊接工作。

3

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7.14熔化极半自动、自动氩弧焊时如发生导电嘴、喷嘴、分流套等熔入焊缝时，必须将该部位焊缝金

属全部铲除后，方可施焊。

7.15采用不锈钢垫板的单面焊应符合以下规定：

7.15.1不锈钢带装焊前应去除油污、表面杂质。

7.15.2垫环的制作

根据工件内径（或展开长度）截断槽铝及不锈钢带，并将不锈钢带卷圆。焊缝采用直流手工氩弧焊

焊接后，嵌入已卷圆的槽铝上。最后将槽铝用交流手工氩弧焊焊合。上述对接焊缝都应修磨平整。不锈

钢带在制作过程中应杜绝表面产生机械损伤。

7.15.3组对

将垫环放入件1内，并用定位焊固定（如图3），然后将件2套入垫环，调节至工艺规定间隙（5~8mm），

放入嵌入块，最后将件1、件2和嵌入块三件用定位焊焊牢。嵌入块材质必须与件1、件2材质相同。

图3接头的组对

7.15.4焊接

焊接层数不得少于二层；焊接时不得将不锈钢带熔化，焊到定位焊缝处时，应停止焊接，铲去定位

焊缝及嵌入块，然后方可继续焊接。铲除定位焊缝及嵌入块时不得擦（划）伤不锈钢带表面。

7.15.5不锈钢带发生熔化的处理

在焊接过程中如发现不锈钢带局部熔化时，应立即停止焊接，并告知检验人员，在检验员到场后，

铲净相应部位的焊缝金属，并对该位置及不锈钢带上因熔化形成的痕迹做好记录。若在焊缝射线底片中

未发现其他超标缺陷且原熔化痕迹几何形状无变化，则该部位焊缝应评为合格。

7.16焊缝同一部位的返修或补焊一般不得超过二次。补焊前应铲除缺陷，并对焊接区重新进行清理，

严禁带压补焊。

返修应有返修方案，对于二次以上的返修应经本单位技术负责人批准。

7.17焊缝外观质量应符合B5.1的规定。对于深度大于0.5mm的咬边应进行焊补，焊补应在无损检测

前进行。

7.18焊缝的无损探伤

a)焊缝系数为1、三类压力容器及以气代水作耐压试验的压力容器，其A、B类焊缝应100%进行

射线透照检测，其评定等级应不低于JB4730—1994中6.3的Ⅱ级。

b)除a)外凡属《压力容器安全技术监察规程》监察范围内的其他压力容器，其A、B类焊缝的射

线探伤比例不应低于每条焊缝长度的20%，但封头拼接缝及纵环焊缝相交的T字缝应100%射线透照检

测，其评定等级应不低于JB4730—1994中6.3的Ⅲ级。

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c)不属《压力容器安全技术监察规程》监察范围内的容器及压力管道，其探伤比例及评定等级按

图样及相关标准规定。

8铝及铝合金焊接工艺评定实施规定

8.1材料分组及厚度的规定

8.1.1材料分组按表2的规定。未列入表2的材料，制造和安装单位可按其焊接性能、化学成分、力

学性能自行进行分组。

表2

组别合金（或金属）名称典型材料

1A99、1A97、1A95、1A93、1A90、1A85、1070A、1060、

一纯铝

1050A、1035、1200

二铝锰合金3A21

三含镁量小于或等于4%的铝镁合金5A02、5A03

四含镁量大于4%的铝镁合金5083、5A05、5A06、5B05

8.1.2在基本参数相同的前提下，同组内不同牌号材料的焊接工艺评定可以相互取代；不同组别材料

其焊接工艺评定不能取代；不同组别间不同牌号材料，不论各自是否经过评定，其组合接头均需重新进

行评定。

8.1.3评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺，适用于焊件的母材厚度和焊缝金属厚度的有效范围按表

3和表4的规定。

表3mm

适用于焊件母材厚度的有效范围

试件母材厚度T

最小值最大值

1.5≤T<81.52T，且不大于12

T≥80.75T1.5T

表4mm

适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围

试件焊缝金属厚度t

最小值最大值

1.5≤t<82t，且不大于12

不限

t≥81.5t

注：t系指一种焊接方法（或焊接工艺）在试件上所熔敷的焊缝金属厚度。

8.1.4相同基本参数的对接接头工艺评定适用于角接接头。

8.1.5一个焊接接头采用多种焊接方法实施工艺评定合格后，在生产中如果基本参数不变，可以采用

其中一种或几种焊接方法，而无需重新评定。

8.2重要参数与次要参数

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8.2.1重要参数是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素。次要参数是指对要求测定的

力学性能无明显影响的焊接工艺因素。

8.2.2当改变下列重要参数之一时，必须重新进行焊接工艺评定：

a)改变焊接方法；

b)改变填充金属成分；

c)预热温度比评定合格值增加或降低50℃以上；

d)产品厚度超出8.1.3的规定。

8.2.3当改变下列次要参数时，可以不重新进行工艺评定：

a)单面焊改为双面焊或相反，单层（道）焊改多层（道）焊或相反；

b)改变坡口参数（坡口角度、钝边、间隙）；

c)改变焊接电流、电弧电压、氩气流量、钨极直径、增加或取消垫板；

d)改变焊接位置；